что такое нейротрофическая активность
Что такое нейротрофическая активность
Российский сателлитный центр института микроэлементов ЮНЕСКО; Лаборатория вычислительной и системной биологии ВЦ РАН им. А.А. Дородницына; кафедра фармакологии и клинической фармакологии Ивановской государственной медицинской академии
Российский сателлитный центр института микроэлементов ЮНЕСКО; Лаборатория вычислительной и системной биологии ВЦ РАН им. А.А. Дородницына
Ивановская государственная медицинская академия, Иваново
Механизмы нейротрофического и нейропротекторного действия препарата церебролизин при ишемии головного мозга
Журнал: Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2014;114(3-2): 43-50
Громова О. А., Торшин И. Ю., Гоголева И. В. Механизмы нейротрофического и нейропротекторного действия препарата церебролизин при ишемии головного мозга. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2014;114(3-2):43-50.
Gromova O A, Torshin I Iu, Gogoleva I V. Mechanisms of neurotrophic and neuroprotective effects of cerebrolysin in cerebral ischemia. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. 2014;114(3-2):43-50.
Российский сателлитный центр института микроэлементов ЮНЕСКО; Лаборатория вычислительной и системной биологии ВЦ РАН им. А.А. Дородницына; кафедра фармакологии и клинической фармакологии Ивановской государственной медицинской академии
Российский сателлитный центр института микроэлементов ЮНЕСКО; Лаборатория вычислительной и системной биологии ВЦ РАН им. А.А. Дородницына; кафедра фармакологии и клинической фармакологии Ивановской государственной медицинской академии
Российский сателлитный центр института микроэлементов ЮНЕСКО; Лаборатория вычислительной и системной биологии ВЦ РАН им. А.А. Дородницына
Ивановская государственная медицинская академия, Иваново
Высокая распространенность неврологических заболеваний (прежде всего ишемического инсульта и деменций) обусловливает необходимость рационального выбора наиболее эффективных препаратов. Если ранее считалось, что вазоактивные препараты имеют наибольшее значение для восстановления функций головного мозга, то в настоящее время происходит смещение акцента в сторону нейропротективных и нейротрофических препаратов.
В течение ряда лет нами исследовался состав церебролизина, включая олигопептидную и мембранную фракции [3, 10], витаминную активность [4], аминокислотный [5] и микроэлементный состав [6, 7], его воздействие на гомеостаз микроэлементов мозга [8, 9].
Исследование проводилось с использованием универсального метода для решения задач молекулярной фармакологии пептидных препаратов, состоящего из 5 основных стадий. Результаты исследования пептидного состава препарата представлены в таблице. 
За исключением фрагмента ser-ser-phe-gly-ile (соответствующего ABC-транспортным белкам) все идентифицированные пептиды в исследованных образцах церебролизина являются фрагментами нейропептидов протеома человека. Комплексный анализ состава церебролизина позволил установить наличие в нем биоактивных пептидных фрагментов нейропептидов фактора роста нервов (ФРН), энкефалинов, орексина, галанина 10.
Фактор роста нервов необходим для развития и восстановления сетей нейронов. Связывается специфическими рецепторами TrkA (тирозинкиназа А) и LNGFR (от англ. «low affinity nerve growth factor receptor», т.е. «низкоафинный рецептор NGF»), которые и стимулируют процессы деления и дифференциации. В составе церебролизина были найдены два пептида, образовавшихся при протеолизе секретируемой молекулы ФРН: GEFSV, соответствующий остаткам 119-123 полипептида и NSYCTTT, соответствующий остаткам 186-192. Эти пептиды образуются при неспецифическом протеолизе в процессе производства препарата. Анализ взаимодействия ФРН с рецептором позволяет предположить, что пептид GEFSV (119-123) непосредственно может контактировать с молекулой рецептора, тем самым проявляя нейротрофическую активность [13]. Известны модельные пептиды, включающие GEFSV, обладающие ФРН-подобной активностью [14, 15]. Обнаружение пептидов ФРН практически во всех фракциях исследованных образцов имеет значение для понимания нейротрофической активности церебролизина.
Нейропептид VF. В составе исследованных фракций церебролизина был найден пептид PQRF, соответствующий фрагменту нейропептида VF. К настоящему времени имеется мало данных о его роли, хотя и известно, что нейропептид VF может активировать мю-опиоидные и каппа-опиоидные рецепторы и регулировать работу гипоталамуса [16].
Орексин. Пептид cys-cys-arg-gln-lys (CCRQK), найденный в образцах церебролизина, идентифицируется как фрагмент полипептида орексина (ген ORX). Пептид CCRQK локализуется в районе 39-43 полипептида орексина и, по данным интегрального биоинформационного анализа, может иметь важное значение для взаимодействия орексина-А с рецепторами. Орексины (гипокретины) играют роль в регуляции приема пищи, цикла сон-бодрствование [17] и воздействуют на разнообразные аспекты физиологии человека, включая энергетический метаболизм, баланс гормонов, регуляцию уровня жидкости в организме. Орексин-А увеличивает экспрессию нейротрофина-3 [18], который в свою очередь поддерживает выживание и дифференциацию нейронов, стимулируя нейроно- и синаптогенез.
Галанин. В составе церебролизина имеется галанинподобный пептид WWLNSAGY (в галанинах соответствующий пептид имеет последовательность WTLNSAGY). Анализ интегрированной функциональной карты галанина указывает на фрагмент 33-42, имеющий важное значение для взаимодействия галанина с рецепторами. Галанин (ген GALN) участвует в таких разнообразных процессах как регуляция приема пищи, энергетический метаболизм, регулирование секреции других нейротрансмиттеров, модуляция ноцицепции, перистальтика, восстановление нервной системы после повреждений. Галанин выступает как нейропептид, модулирующий секрецию нейротрансмиттеров ацетилхолина, серотонина и норадреналина [19, 20]. Активация рецепторов галанина оказывает антиконвульсантное, антидепрессантное действие [21]. Галанин необходим для развития нейронов [22], стимулируя спраутинг аксонов [23].
Идентифицированные пептиды функционально значимы и могут проявлять специфическую биологическую активность, взаимодействуя с соответствующими рецепторами [10].
В работе проведено сопоставление результатов молекулярно-биологического исследования состава церебролизина и результатов его клинических и экспериментальных исследований.
В многочисленных исследованиях была продемонстрирована эффективность церебролизина в терапии ишемических повреждений мозга в составе комплексной терапии. Применение церебролизина при инсульте и ЧМТ достоверно снижает неврологический дефицит [24], улучшает когнитивные способности [25, 26], восстанавливает биоэлектрическую активность мозга [27], снижает объем зоны инфаркта [28]. Экспериментальные исследования подтвердили результаты клинических наблюдений и позволили уточнить физиологические механизмы действия препарата. Церебролизин оказывает нейрорегенеративное воздействие [29], ослабляя нарушения структуры нейронов [30, 31], улучшает когнитивные функции на моделях диабета, снижает уровни провоспалительного фактора ФНО-альфа, повышает уровни инсулиноподобного гормона роста IGF-1, серотонина и оказывает антиоксидантное действие [32].
Экспериментальные исследования показали, что нейропротекторные свойства церебролизина связаны с активацией сигнального каскада Shh, сигнального пути PI3K/Akt, стимулирования ангиогенеза и модуляции синтеза и секреции оксида азота.
Улучшение неврологических функций после инсульта при лечении церебролизином связывают с активацией сигнального каскада Shh. Терапия церебролизином значительно увеличивала деление клеток-предшественников нейронов и их дифференциацию в нейроны и в миелинизирующие олигодендроциты. Эти изменения сопровождались параллельным увеличением активности каскада Shh [33]. Shh осуществляет масштабную координацию клеточного роста и не обладает нейротрофическим эффектом как таковым. Активность каскада Shh имеет огромное значение для процессов развития эмбриона, осуществляя формирование общей структуры конечностей, структур головного мозга [34], спинного мозга [35], таламуса [36]. Одной из наиболее изученных ролей каскада Shh является формирование нервной трубки плода из базальной пластины и формирование вентральных типов клеток в нервной трубке [37]. Исследования ФРН указали на существование взаимодействий между сигнальным каскадом Shh, ростом нейритов и активностью ретиноидных рецепторов. Рецептор ретиноидов RARβ2 экспрессируется в нейронах с маркерами NF200, CGRP и IB4. Нейроны этого типа стимулируют рост нейритов в ответ на воздействие ретиноидов. Сигналы от их рецепторов регулируют рост аксонов и ФРН-зависимый рост аксонов тормозится при делеции генов рецепторов ретиноидов. Каскад Shh является всего лишь одной из мишеней воздействия сигнального пути рецепторов ретиноидов и при делеции гена рецептора RARβ2 не активируется. Shh не может вызвать сам по себе рост аксонов, но может усиливать сигнал от ретиноидных рецепторов [38], повышая выживание клеток [39]. Дотации витамина А индуцируют синтез ФРН и нейротрофического фактора мозга [40].
Учитывая данные о функционировании ФРН и наличие активных пептидных фрагментов ФРН в составе церебролизина, причина повышения активности каскада Shh под воздействием препарата становится очевидной [33]. ФРН инициирует рост нейритов и потенциирует активность рецепторов ретиноидов (RARβ2 и др.). Активированный ретиноидами рецептор RARβ2 дополнительно стимулирует рост нейритов и активирует каскад Shh. Активация каскада Shh способствует росту нейритов посредством усиления сигнала от ретиноидных рецепторов, что и является нейротрофическим эффектом.
Церебролизин (2,5 мл/кг) стимулирует рост клеток-предшественников нейронов за счет активации сигнального пути PI3K/Akt и повышает результат оценки неврологического тестирования [41]. Сигнальный путь PI3K/Akt активируется ФРН и орексином, которые были найдены в составе церебролизина. ФРН стимулирует цикл клеточного деления с участием циклинов и циклинзависимых киназ [42], а орексин стимулирует поглощение нервной тканью глюкозы за счет транслокации транспортера глюкозы GLUT4 из цитоплазмы нейронов на внешнюю поверхность мембраны [43].
ФРН и орексин стимулируют синтез/секрецию нейротрофического фактора мозга (BDNF), который также активирует сигнальный путь PI3K/Akt [44] под действием церебролизина. ФРН активирует циклинзависимую киназу 5 (cdk5) с участием цАМФ, что активирует процессы клеточного роста [45], нейропротекцию [46] и регулирует экспрессию BDNF [47] через сигнальный каскад внеклеточной регулируемой киназы 1/2 (ERK1/2) [48]. Орексин подавляет толерантность к глюкозе и предупреждает повреждение нейронов посредством повышения активности BDNF [49, 50].
Церебролизин улучшает восстановление когнитивных способностей после ЧМТ, в частности за счет стимулирования ангиогенеза [25]. Улучшение неврологических показателей связано с повышением уровня фактора роста эндотелия (VEGF), стимулирующего восстановление сосудистого русла и повышающего кровоток в зоне ишемии [51]. Данный эффект также объясняется наличием в церебролизине ФРН. Известно, что ФРН стимулирует повышение экспрессии VEGF и ангиогенез при репаративной регенерации нейрональной ткани [52].
Успешное применение церебролизина для поддержания состояния пациентов при нейродегенеративных заболеваниях было многократно продемонстрировано. Метаанализ 6 рандомизированных исследований по применению церебролизина для терапии сосудистой деменции (597 участников) подтвердил наличие его положительного эффект в отношении когнитивных функций пациентов по шкалам MMSE (на 1,10 балла в среднем, 95% ДИ 0,37-1,82) и ADAS-cog+ (в среднем на 4,01 балла, 95% ДИ 2,66-5,36) и по шкале CGI (ОШ 2,71; 95% ДИ 1,83-4,00) [58, 59]. Лечение церебролизином снижает уровень атрофии таламуса у молодых пациентов (20±0,5 года) с активным рассеянным склерозом [60] и способствует профилактике атрофии зрительного нерва у детей [61].
Вызываемое церебролизином уменьшение дефицита памяти и других проявлений нейродегенеративного процесса сохраняется по крайней мере в течение 3 мес после окончания лечения. Посредством иммуногистохимического анализа было показано, что снижение амилоидных бляшек в новой коре и гиппокампе также сохраняется в течение 3 мес [62]. Эффект церебролизина при деменции связывают с преодолением холинергического дефицита, воздействием на отложение амилоидного тау-белка, модуляцией активности киназы 3 гликогенсинтазы (GSK3), ингибированием каскада калпаина.
Показано, что церебролизин увеличивает число холинергических нейронов [63] и общую длину дендритных пирамидальных нейронов [64]. Известно, что ФРН-рецептор TrkA повышает экспрессию генов, вовлеченных в холинергическую передачу сигнала [65]. Входящий в состав церебролизина активный фрагмент ФРН активирует TrkA, восполняя дефицит ацетилхолина. На амилоидной модели деменции церебролизин уменьшал уровни бета-амилоида и фосфорилирование ассоциированного с микротрубочками тау-белка путем регулирования киназы 3 гликогенсинтазы и циклинзависимой киназы 5, увеличивая плотность синапсов и восстанавливая цитоархитектонику нейрональной ткани [66, 67]. Этот эффект может быть связан с воздействием активного фрагмента пептидов галанина и ФРН. Показано, что галанин тормозит ухудшение пространственной памяти и уменьшает уровень бета-амилоида в модели болезни Альцгеймера [68], способствует дифференцировке нейронов в культуре клеток субвентрикулярной зоны [69].
Антиамилоидное действие церебролизина может быть связано с наличием в его составе активных пептидов ФРН. Интраназальное введение ФРН снижает отложения амилоида [70] и его токсическое воздействие на нейроны [71]. ФРН воздействует на активность киназы 3 гликогенсинтазы (GSK3) посредством активации сигнального пути Akt [72], что приводит к подавлению ее активности [73]. ФРН активирует циклинзависимую киназу 5 (cdk5) с участием сигнальной молекулы цАМФ, что активирует процессы клеточного роста и дифференциации [45], причем взаимодействие между cdk5 и GSK3 опосредовано белком нейрегулином [46].
Церебролизин стабилизирует целостность нейронов и уменьшает число апоптотических клеток после ишемического поражения путем ингибирования каскада калпаина за счет активности ФРН и галанина. Активация рецептора ФРН тормозит активность бета- и гамма-секретаз, что предотвращает стимулируемое GSK3 фосфорилирование тау-белка и активацию каспаз и калпаина, которые приводят к распаду цитоскелета и ухудшению аксонального транспорта [74]. Делеция гена галанина приводит к увеличению экспрессии калпаина, увеличивая гибель нейронов, в том числе холинергических [75].
Терапевтический эффект церебролизина при атрофии зрительного нерва у 646 детей отмечался при внутримышечном (0,1 мл/кг массы тела) и ретробульбарном (0,3-0,5 мл) введении [61]. Этот эффект связан с наличием ФРН в составе препарата. Этим наблюдениям соответствуют экспериментальные данные о снижении экспрессии генов ФРН и рецептора TrkA в зрительном нерве крыс с глаукомой [76]. При дегенерации ганглиозных клеток сетчатки установлено влияние ФРН на регенерацию сетчатки [77]. ФРН и его рецепторы TrkA и p75 экспрессируются в переднем и заднем сегментах глаза человека; при нанесении на склеру ФРН достигает сетчатки и зрительного нерва [78].
Церебролизин уменьшает апоптоз лимфоцитов человека [81, 82]. Этот эффект может осуществляться за счет ФРН и энкефалиновых пептидов в его составе. ФРН имеет выраженный антиапоптотический эффект на лимфоциты, защищая их от апоптоза путем активации белка PKCzeta [83]. В В-лимфоцитах памяти ФРН ингибирует апоптоз с помощью инактивации белка р38МАРК и предотвращения фосфорилирования регулирующего апоптоз белка Bcl-2 [84]. Энкефалины также защищают лимфоциты от апоптоза [85]. Антиапоптотическое действие метионинэнкефалина связано с эффектами каспазы-3 [86].
Церебролизин снижает уровень перинатальных расстройств ЦНС посредством иммуномодуляции, антиоксидантной защиты и нейротрофического эффекта. Изучалось влияние церебролизина на аутоиммунные параметры (FasL, Fas и металлотионеин-1) у новорожденных с перинатальными ишемическими повреждениями ЦНС и в группе 20 здоровых новорожденных. Лечение церебролизином (0,1 мл/кг, 10 инъекций через день) привело к нормализации апоптоза Т-лимфоцитов (увеличение Fas и снижение FasL) и активация антиоксидантной защиты путем увеличения экспрессии белка-антиоксиданта металлотионеина-1. Нормализация аутоиммунных реакций приводила к уменьшению отека мозга и улучшению кровотока в участках мозга пострадавших от ишемии [87].
Структура рецептора ФРН р75 сходна со структурой Fas-рецептора, связывающего лиганд FasL, который играет важную роль в регуляции клеточного апоптоза [83]. Нельзя исключить, что ФРН может непосредственно взаимодействовать с Fas-рецептором, проявляя иммуномодуляторные эффекты. Модуляции системы Fas-рецептор/FasL могут осуществляться метионинэнкефалином [88].
Церебролизин стимулирует секрецию гамма-интерферона лимфоцитами [89]. Показано, что метионинэнкефалин стимулирует субпопуляции лимфоцитов в периферической крови [90], а энкефалин-подобные агонисты дельта-опиоидных рецепторов существенно улучшают выживаемость в моделях сепсиса [91]. Мет-энкефалин и его пептидный фрагмент YGG оказывают непосредственное влияние на синтез гамма-интерферона: стимулируя синтез при низких дозах и тормозя синтез при высоких. Пептидный фрагмент YG является минимальным молекулярным фрагментом энкефалина, оказывающим иммуномодулирующее воздействие [92]. Известно, что процессы дифференцировки нейронов сопровождаются вызываемым рецептором ФРН повышением уровня гамма-интерферона [93].
Основополагающая роль энкефалинов и ФРН в осуществляемой церебролизином иммуномодуляции подтверждается профилем иммунологических изменений при внутримышечном применении препарата у детей с синдромом дефицита внимания и гиперактивностью. В этих случаях была отмечена нормализация как неврологических, так и иммунных показателей. Церебролизин повышал экспрессию маркеров активации (HLA-DR, CD25) и нормализацию количества клеток лимфоцитов типа CD45+, CD14-, CD4+, CD19+, CD16+, CD11b+ и CD56+, а также уровней IgG и IgA в сыворотке, активность NK-клеток и активацию Т-хелперов [94, 95]. Данный эффект также реализуется через действие энкефалинов и ФРН. Метионинэнкефалин воздействует на лимфоциты человека, нормализуя количество и активность Т-клеток CD4+, CD8+, регуляторных Т-клеток, дендритных клеток, NK-клеток и маркер активации CD25 [90]. Бета-эндорфин и мет-энкефалин оказывают иммуномодулирующее действие, влияя на экспрессию маркеров CD11b+, CD18+ и CD16+ [96]. ФРН влияет на экспрессию маркера активации Т-клеток HLA-DR [97], а рецептор ФРН (NGFR) присутствует на поверхности лимфоцитов человека и модулирует деление В-клеток и секрецию иммуноглобулинов [98].
Заключение
Несмотря на существование доказательной базы по использованию церебролизина в клинической медицине, точные механизмы фармакологического действия препарата изучены недостаточно. В настоящей работе представлен анализ связи состава церебролизина и результатов исследований препарата in vitro, in vivo. Показано что установленные ранее специфические особенности воздействия церебролизина в рамках нейротрофического, нейропротективного, иммуномодулирующего эффектов, могут быть объяснены через специфическую активность пептидных компонентов препарата (активные фрагменты ФРН, энкефалинов, орексина, галанина).
Проведенный анализ позволил сделать ряд выводов, важных для повышения эффективности использования церебролизина в клинической практике. Наиболее интересным, на наш взгляд, является возможный синергизм церебролизина с витамином А (ретиноидами). Результаты фундаментальных исследований показали, что установленное в эксперименте повышение активности сигнального каскада Shh под воздействием церебролизина связано скорее всего с наличие активных пептидных фрагментов ФРН в составе препарата. ФРН потенцирует активность рецепторов ретиноидов, которые стимулируют долговременный рост нейритов и параллельно активируют каскад Shh. Активация каскада Shh дополнительно способствует росту нейритов посредством усиления сигнала от ретиноидных рецепторов. Результаты позволяют сделать вывод о том, что долговременное воздействие церебролизина может существенно зависеть от обеспеченности организма витамином А. Поэтому у пациентов с дефицитом витамина А (и/или с неблагоприятными вариантами полиморфизмов генов метаболизма витамина А) можно ожидать более низкую нейротрофическую активность церебролизина. И наоборот, у пациентов, обеспеченных витамином А, церебролизин будет проявлять большую нейтротрофическую активность.
Представляется весьма перспективным исследование возможного синергичного эффекта церебролизина и ряда других микронутриентов. Первым этапом такого исследования является системно-биологический и биоинформационный анализ возможных молекулярно-фармакологических механизмов такого рода синергизма. Данный анализ позволит отобрать микронутриенты, восполнение дефицита который максимизирует эффективность церебролизина в экспериментальных и клинических исследованиях.
Нейротрофическая система мозга: нейропептиды, макро- и микроэлементы, нейротрофические препараты. Лекция
О.А. ГРОМОВА, д.м.н., профессор Российский сотрудничающий центр «Нейробиология» Института микроэлементов ЮНЕСКО
В середине ХХ века на стыке молекулярной биологии и физической биохимии возникло направление исследований нейротрофичности. Направление не просто очень актуальное для неврологии, а архиважное, породившее горизонты надежд вместо общепринятой на тот период точки зрения о том, что «нервные клетки не восстанавливаются».
Предтечей для формирования столь революционного взгляда стали работы испанского нейроанатома и гистолога конца ХІХ века Сантьяго Рамон-и-Кахаля, описавшего цитоархитектонику мозга. По мере развития новых методов окрашивания (ученому принадлежит приоритет использования золота (Au) для окраски опухолей мозга) и постижения элементов нервной системы, на которые ранее исследователи не обращали внимания, Рамон-и-Кахаль получил новые данные, касающиеся структуры и функций нервной системы. К тому времени, когда большинство нейробиологов считали, что нервные волокна формируют сеть, Рамон-и-Кахаль смог проследить путь каждого волокна к специфической нервной клетке и обнаружить, что, хотя волокна от различных клеток идут в непосредственной близости друг от друга, они не сливаются, а имеют свободные окончания! Это открытие позволило ему стать главным проводником нейронной доктрины, теории, согласно которой нервная система состоит из многочисленных отдельных клеток. Ему же принадлежит предположение, что клетки обмениваются сигналами (электрическими, биохимическими). Впоследствии Рита Леви-Монтальчини (1952) предположила, а затем и подтвердила в эксперименте существование сигнальных факторов, трофических молекул нервной системы. Расшифровка генома не решила большинства задач неврологии, и поэтому определение протеомов мозга, составляющих около 50 % всех белков организма человека, позволит проследить биохимические маршруты неврологической патологии и определить целевые корректоры. Часть этих корректоров хорошо известна (пептиды, факторы роста нервной ткани, антиоксидантные ферменты, аминокислоты, ненасыщенные жирные кислоты, витамины, макро- и микроэлементы). Многие из этих веществ отвергнуты, так как не была подтверждена их эффективность, значимость других в процессах трофики мозга не была доказана.
Нейропротекторы имеют ноотропный компонент воздействия. Классификация, предложенная Т.А. Ворониной и С.Б. Середениным (1998), показывает, насколько гетерогенна и значительна группа лекарств с ноотропным компонентом действия, применяемая в медицине. Исследование любого нейропротектора, в том числе синтетического происхождения, потенциально может открывать новые пути к управлению гомеостазом металлов в головном мозге. Микроэлементный баланс, в свою очередь, может оказывать воздействие на фармакокинетику и фармакодинамику нейропротекторов, иметь самостоятельное нейропротекторное действие.
Нейропротекция, рассматриваемая в качестве средства защиты нейронов при сосудистой патологии головного мозга, является важным аспектом фармакотерапии нейродегенеративных, цереброваскулярных и других заболеваний ЦНС. Однако большое количество проведенных на сегодняшний день клинических испытаний «страдают» отсутствием удовлетворительных доказательств клинической эффективности. Некоторые «подававшие надежды» лекарства, такие как ганглиозиды, ряд антикальциевых препаратов (нимодипин) и большинство антагонистов NMDA-рецепторов, теперь отвергнуты, что связано либо с их недостаточной эффективностью, либо с неудовлетворительным соотношением риска и пользы. Обсуждается предполагаемое неблагоприятное влияние пирацетама на смертность в ближайшем периоде после ишемического инсульта (S. Ricci, 2002).
Одним из наиболее перспективных направлений применения нейротрофиков является синтез пептидов с потенциальными металлолигандными свойствами. В частности, карнозин является одним из низкомолекулярных пептидов, обладающих способностью связывать Zn и Сu и транспортировать их в мозг, особенно при интраназальном назначении (Trombley с соавт., 2000). Карнозин также может предупреждать апоптоз нейронов, вызванный нейротоксическими концентрациями Zn и Сu (Horning с соавт., 2000).
Одним из потенциальных способов введения нейротрофиков является их конвективная доставка в периферические нервы с использованием микроканюль (Lonzer с соавт., 1998). Изучается введение нейропептидов в виде ароматических композиций и растворов для капельного введения интраназально.
Повышение научного и практического внимания к Церебролизину объясняется получением новых сведений о нейротрофических валентностях препарата в связи с проведением доказательных экспериментальных и клинических исследований по препарату (В.И. Скворцова с соавт., 2006).
Интраназальное введение элементсодержащих препаратов и нейропептидов, в частности Церебролизина, предложено и апробировано профессором Л.Б. Новиковой (1986). Такой путь введения, на наш взгляд, может иметь гораздо большие перспективы. Отсутствие ферментов, расщепляющих нейропептиды, на слизистой носа, хорошее всасывание МаЭ и МЭ в комплексе с нейропептидами обеспечивают быстрый транспорт нейротрофической композиции Церебролизина в мозг. Интраназальное назначение цинка сульфата (10-дневный курс) с последующим 10-дневным курсом интраназального введения Церебролизина приводило к 3-кратному возрастанию цинка в лобной коре и гипоталамусе и 4,5-кратному увеличению содержания цинка в обонятельной луковице крыс (A. Kudrin с соавт., 2004). В неврологической практике используется методика чрезглазничного электрофореза с Церебролизином, предложенная Бургиньоном (1984), что позволяет экономично и эффективно использовать небольшие дозы (1–2 мл препарата) на 1 сеанс физиотерапии. М.Р. Гусева с соавт. (2000) сообщила об улучшении зрительной функции у больных с нарушениями зрения при ретробульбарном назначении Церебролизина. Спектр патологий, при которых назначается препарат, достаточно изучен. Продолжается уточнение ноотропных эффектов Церебролизина и возможности его применения для улучшения памяти при сосудистых заболеваниях мозга (Е.И. Гусев, 2001; В.И. Скворцова, 2004) и у детей с трудностями обучения и умственной отсталостью (О.В. Бадалян, 1990; Н.Н. Заваденко, 2003). Мультицентровое двойное слепое плацебо-контролируемое исследование Церебролизина при болезни Альцгеймера (БА) (30 мл Церебролизина в 100 мл физиологического раствора 0,9% NaCl один раз в день 6 раз в неделю в течение 4-недельного периода) показало существенное улучшение когнитивных и общеклинических параметров функций мозга (Bae с соавт., 2000). Ruther с соавт. (1994, 2000) продемонстрировали стабильное улучшение когнитивных параметров у больных с деменцией альцгеймеровского типа через 6 месяцев после окончания терапии Церебролизином (30 мл 1 раз в день в течение 4 недель). Такой длительности сохранения позитивных результатов модификации психического состояния при болезни Альцгеймера не обнаружено ни у одного лекарственного препарата, предлагаемого для лечения деменции, кроме десферроксиамина (DFO). На модели трансгенных животных, на которых была воспроизведена альцгеймеровская патология, Masliah с соавт. (2000) установили, что Церебролизин в значительной степени снижает уровень амилоидогенных пептидов, запускающих процесс нейродегенерации при БА. Вызванное Церебролизином снижение синтеза амилоидогенных пептидов находится в прямой корреляции с сопутствующим улучшением способностей к обучению и функции памяти у больных с БА, а также с увеличением числа новых формирующихся синапсов. Три независимых исследования Церебролизина, проведенные в Центре по изучению старения, Монреаль, Канада, на 192 больных с болезнью Альцгеймера (Gauthier с соавт., 2000, Panisset с соавт., 2000), в Oнтарио, Канада (Molloy & Standish, 2000) и в Германии на 149 больных с болезнью Альцгеймера (Ruther с соавт., 2000), показали, что Церебролизин дает устойчивые позитивные результаты, сохраняющиеся до 3–6 месяцев после окончания терапии. Таким образом, большинство исследователей отмечают способность Церебролизина обеспечивать оптимальное питание мозга при цереброваскулярных нарушениях (M. Windisch, 1996; Е.И. Гусев, 2001; О.А. Гомазков, 2004; В.И. Скворцова, 2004). Важным является факт сохранения и развития, наращивания нейропротекторных эффектов Церебролизина после проведения курса лечения и их сохранения до 4–6 мес.
В последние годы в области нейрохимии появились работы, посвященные проблеме влияния металлов на нервную систему. Становится очевидным, что нарушение обмена элементов является важным звеном в патогенезе некоторых заболеваний ЦНС. В свою очередь, при различных патологических процессах в нервной системе изменяется обмен металлов. При дефиците меди в препаратах синаптосом мозга существенно повышается связывание ГАМК мускариновыми рецепторами и снижается связывание бензодиазепина. Нейрональная память, реализующаяся через потенциалзависимый тип N-метил-D-аспартат-чувствительных рецепторов, регулируется магнием. По последним данным, в устье ионного канала рецепторов к глутамату расположен участок для связывания цинка.
Следует обратить внимание, что нервная и глиальная ткани с физиологической точки зрения обладают уникальными свойствами, которые определяют специфику функций МЭ в ЦНС:
Накопление аномальных белков угнетает митохондриальные функции нейронов. Несмотря на эволюционно предусмотренные особенности митохондриального генома, обеспечивающие его достаточно емкие адаптационные возможности (множество транскриптонов, сложный процессинг пре-мРНК, протяженные интронные и концевые некодирующиеся последовательности в мДНК и мРНК), накопление врожденных и приобретенных дефектов постепенно приводит к возникновению митохондриальной недостаточности. Круг заболеваний, особенно в детском возрасте, спровоцированных тяжелыми металлами и имеющих в своей основе вторичную митохондриальную дисфункцию, непрерывно расширяется.
Оптимизация содержания МЭ является перспективным средством уменьшения апоптоза, что открывает путь к созданию фармакотерапевтических подходов к лечению различных хронических заболеваний и опухолей нервной системы. Микроэлементы могут стать важным средством в стратегиях промоции здоровья, увеличения продолжительности жизни при сохранном интеллекте.
Роль отдельных МЭ в нейротрофических процессах. Обеспеченность МаЭ и МЭ, лечение элементсодержащими препаратами находит свое отражение в зеркале доказательной медицины.
Литий. Попытки воздействовать препаратами лития (Li) на воспалительный компонент ИИ и уровень простагландина PGA1 (маркер эксайтотоксичности в нервной ткани при ИИ) показали свою перспективность на уровне экспериментальных моделей инсульта (Xu, 2006). Ранее (Xu, 2005) уже доказано, что низкие дозы Li, как в моноварианте, так и в комбинации с каптоприлом были эффективны в профилактике подъема АД и возникновения ИИ у спонтанно гипертензированных крыс. Литий пролонгирует эффект ингибиции ангиотензинпревращающего фермента (иАПФ). При артериальной гипертензии обнаружена гиперфункция Na+-H+- и/или Na+-Li+-обмена, т.е. натрий усиленно накапливается, а литий теряется. Мaddens с соавт. (2005) при обследовании пациентов старше 80 лет, страдающих биполярными расстройствами и получающих карбонат лития, обратили внимание на гипотензивный эффект Li в сочетании с низкими дозами тиазидных диуретиков, а также на существенное снижение частоты ИИ по сравнению с не получавшими терапию литием ровесниками. Литий стимулирует выработку фактора роста нервов.
Использование хелаторов металлов позволяет элиминировать избыток железа из тканей мозга (показана эффективность дезоксиферроксамина DFO, десферала, клоквинола, VK-28). Антиоксиданты типа мелатонина, α-токоферола, «морского» витамина Е, эбселена, липоевой кислоты, флавоноидов, ликопина, эпигалакатехинов, альгисорба (альгината кальция), экстракта артишоков (хофитол) показали умеренную эффективность при накоплении железа в мозге (Zecca с соавт., 2004; Громова, 2006). Для восполнения витаминов и минералов у больных с инсультом и с высоким риском его возникновения, выпущены специальные ВМК, свободные от железа (О.А. Громова, 2007).
Жировой обмен и состав рациона. Объективно доказано позитивное значение обеспеченности полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК), особенно омега-3, для профилактики кардиоэмболических инсультов (J.J. O’Keefe, 2006). Стандартизированными препаратами по уровню ПНЖК являются омеганол, олисалвин, атероблок, EPH-DHA и др. Хе Ка с соавт. (2005) при метаанализе 9 независимых исследований за период 1966–2003 гг. показали, что риск ИИ начинает снижаться уже при употреблении рыбы 1–3 раза в месяц. Потребление людьми старше 55 лет жирных сортов рыбы, особенно холодноводных, содержащих легкоусвояемые формы Se, 2 раза в неделю снижает риск ИИ в 4 раза.
Новые направления. В плане нейропротекторного эффекта исследуются вещества с потенциальным воздействием на разные звенья ишемического каскада: бета-интерферон, препараты магния, хелаторы железа (DFO, десферал, новый хелатор железа под кодовым названием DP-b99), антагонисты AMPA-рецепторов (зонанпанел), агонисты серотонина (репинотан, пиклозотан) мембранные модуляторы (цитиколин), препараты лития, селена (эбселен) и др. (Ferro, 2006). Новой мишенью для нейропротекции является воздействие на цепь реакций зависимых от активности SOD (супероксиддисмутазы). Так, препарат фосфатидилинозитол-3-киназы (PI3-K)/Akt (протеинкиназа В) направлен на выживание нейронов. Была показана активация РI3-K/Akt, увеличение количества богатого пролином субстрата Akt и фосфорилированного белка Bad в выживших после ишемии нейронах, для которых также характерно повышение активности Cu-Zn-супероксиддисмутазы (П.Х. Чан, 2005). Антагонисты кальция и ионы Mg блокируют медленные кальциевые каналы и снижают долю пациентов с неблагоприятными исходами и неврологическим дефицитом вследствие геморрагического инсульта в СМА, вызванного разрывом аневризмы.
Общими показаниями для применения нейротрофических препаратов и препаратов, содержащих МаЭ и МЭ, являются: