ВЛИЯНИЕ ГЕПАРИНА НА ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ НАРКОТИЧЕСКОГО СНА И ГИПОДИНАМИЮ КРЫС

Хомутов Александр Евгеньевич

д-р биол. наук, профессор ННГУ, г. Н. Новгород

Пурсанов Кузьма Анастасович

канд. мед. наук, доцент, НГМА, г. Н. Новгород

Лушникова Ольга Викторовна

канд. биол. наук, ассистент, НГМА, г. Н. Новгород

Слободянюк Владимир Сергеевич

аспирант, ННГУ, г. Н. Новгород

Перепелюк Зоя Владимировна

аспирантка, ННГУ, г. Н. Новгород

Романова Юлия Анатольевна

аспирантка, ННГУ, г. Н. Новгород

E-mail: labmouse@pochta.ru

HEPARIN’S INFLUENCE ON NARCOTIC SLEEP DURATION AND ON HYPODYNAMIA OF RATS

Aleksander Homutov

Doctor of Biological Sciences, professor of Lobachevsky State University of Nizhni Novgorod

Kuzima Pursanov

Candidate of Medical Sciences, assistant professor of State Medical Academy of Nizhni Novgorod

Olga Lushnikova

Candidate of Biological Sciences, assistant of State Medical Academy of Nizhni Novgorod

Vladimir Slobodyanyuk

Graduate student of Lobachevsky State University of Nizhni Novgorod

Zoya Perepelyuk

Graduate student of Lobachevsky State University of Nizhni Novgorod

Yuliya Romanova

Graduate student of Lobachevsky State University of Nizhni Novgorod

АННОТАЦИЯ

Цель: изучение влияния гепарина на гиподинамические и гипнотические свойства наркотических средств. Метод: регистрация продолжительности наркотического сна и оценка гиподинамии на тредбане. Результат: гепарин снижает продолжительность сна, индуцированного этанолом, аминазином, оксибутиратом натрия (ГОМК), а также снижает гиподинамическую реакцию, вызванную этанолом и дроперидолом. Выводы: экзогенный и эндогенный гепарин снижает гипнотическое и гиподинамическое действие медикаментозных средств, используемых для наркоза.

ABSTRACT

Aim: to study heparin’s influence on hypodynamic and somnifacient features of narcotics. Approach: recording of narcotic sleep duration and evaluation of hypodynamia on treadbahn. Result: heparin reduces the sleep duration induced by ethanol, aminazin and sodium; it also reduces hypodynamic reaction induced by ethanol and droperidol. Conclusion: exogenous and endogenous heparin reduces somnifacient and hypodynamic effect of health aids used for narcosis.

Ключевые слова: гепарин; наркотические средства; гиподинамия.

Key words: heparin; narcotics; hypodynamia.

Проблема регуляции болевой чувствительности является одной из сложнейших для фундаментальной физиологии и чрезвычайно важной для практической медицины. Большое значение придается поискам путей целенаправленного изменения болевых и противоболевых механизмов, что невозможно без углубленного изучения процессов, контролирующих интенсивность реакций организма на болевой стимул [1, 2, 3]. Для решения данной задачи в качестве регуляторов необходимо рассмотреть эндогенные физиологически активные вещества, которые контролируют внутреннюю среду организма, снижая патогенное воздействие экзогенных веществ, используемых для анальгезии, а также, влияют на проявление свойств данных средств. Раскрытие данных механизмов может быть с успехом использовано для разработки новых эффективных и рациональных средств обезболивания [10, 14].

 По современным представлениям одним из эндогенных регуляторов, способных нивелировать патогенное действие различного рода токсинов, является гепарин. Литературные данные, касающиеся свойств гепарина, указывают на возможность его участия в биохимических и физиологических механизмах защиты организма при воздействии токсических соединений. Гепарин нашел широкое применение в физиологии и медицине благодаря своим антикоагуляционным свойствам. Кроме того, исследования последних лет показали, что он является универсальным регулятором функций организма и играет существенную роль в поддержании гомеостаза. Помимо антикоагуляционной активности гепарин обладает цитостатическим [15], бактериостатическим [11], антилипемическим [12], радиопротективным действием [5], выявлены антиаллергический [13] и гипотензивный [9] его эффекты. Сравнительно недавно была показана способность гепарина связывать и инактивировать природные токсины, входящие в состав пчелиного яда и некоторых змеиных ядов, а также взаимодействовать с некоторыми фармакологическими веществами [8]. Исследования последних лет направлены на изучение центрального действия этого биополимера, его влияния на формирование поведения и память [6].

При изучении седативных свойств этанола, аминазина и оксибутирата натрия, введенных внутрибрюшинно, у крыс регистрировался наркотический сон, продолжительность которого способна меняться при введении различных веществ. После внутрибрюшинного введения крысам исследуемых веществ, животные в течение определённого времени (время засыпания) теряют рефлекс переворачивания. Фиксируется время потери данного рефлекса и время его восстановления. Период нахождения крыс в боковом положении отражает время наркотического сна [7] (Сатановская, 1990).

Изучение гиподинамии, вызванной нейролептическим действием дроперидола и этанола, проводилось на тредбане До введения исследуемых веществ подбиралась такая скорость лентопротяжки, при которой интактное животное могло воспроизводить заданный ритм в течение 2 часов (100 мм/с). Если животное после введения нейролептика не выдерживало ритма движения, то передвигалось по ходу движения ленты тредбана, задевая за флажки, которые служили в качестве индикаторов гиподинамии. Этот процесс фиксировался визуально и номинировался как падение с тредбана в течение 1 мин.

Статистическая обработка экспериментальных данных была выполнена с помощью программы «Биостат». Для сравнения нескольких групп использовали однофакторный дисперсионный анализ и критерий Стьюдента с поправкой Бонферрони для множественных сравнений [4].

В наших экспериментах внутрибрюшинное введение крысам этанола в дозе 5 г/кг вызывало у них сон, средняя продолжительность которого составила 126.2 ± 6.7 мин, а время засыпания — 4.2±0.3 мин (рис. 1).

Предварительное введение гепарина в дозе 2500 и 5000 МЕ/кг с последующей инъекцией этанола в дозе 5 г/кг снижало продолжительность сна до 52.9±2.2 и 55.9±4.6 мин соответственно. В этих условиях опыта время засыпания увеличивается до 10—12 мин (рис. 1).

Максимальный протекторный эффект наблюдается при введении инкубированной смеси in vitro, в которой 2500 МЕ/кг гепарина взаимодействуют с этанолом в дозе 5 г/кг. В этом случае продолжительность этанолового сна соответствовала 46.8±2.3 мин, а время засыпания увеличивалось до 18.4±0.9 мин (рис. 1).

Протамин сульфат в дозе 10 мг/кг достоверно увеличивает продолжительность этанолового сна до 162.0±4.8 мин (в контроле — 126.2±6.7 мин), соответственно время засыпания снижалось до 2.4±0.1 мин (рис. 1).

Рисунок 1. Влияние экзогенного и эндогенного гепарина на продолжительность этанолового сна

1- Этанол

2- Гепарин (2500 МЕ/кг)→Этанол (5 г/кг)

3- Гепарин (5000 МЕ/кг)→Этанол (5 г/кг)

4- Гепарин (2500 МЕ/кг)+Этанол (5 г/кг)

5- Протамин сульфат (10 мг/кг)→Этанол (5 г/кг)

* — Различия между контрольными и экспериментальными

группами статистически значимы (р≤0,05)

При внутрибрюшинном введении аминазина в дозе 100 мг/кг продолжительность сна соответствует 152±33.5 мин, а время засыпания — 14±3,2 мин. Эти данные нами были приняты за контрольные величины (рис. 2).

При предварительном введении гепарина в дозе 500 МЕ/кг с последующей инъекцией аминазина в дозе 100 мг/кг продолжительность наркотического сна недостоверно снижается до 132 ±34.1 мин, а время засыпания — 12±4,1 мин (рис. 2).

Рисунок 2. Влияние экзогенного и эндогенного гепарина на продолжительность аминазинового сна

1-Аминазин (100 мг/кг);                           2-Гепарин (500 МЕ/кг)→аминазин;

3-Гепарин (2500 МЕ/кг)→аминазин;      4-Гепарин (2500 МЕ/кг)+аминазин;

5-Гепарин (5000 МЕ/кг)→аминазин;      6-Протамин (10 мг/кг)→аминазин.

* — Различия между контрольными и экспериментальными группами

статистически значимы (р≤ 0,05)

0 — сон отсутствует в течение 5 часов

Совместное применение гепарина и аминазина в виде инкубированной смеси в течение 15 мин при температуре 37ºС сопровождалось полным отсутствием наркотического сна в течение 5 часов. Предварительное введение гепарина в дозах 2500 и 5000 МЕ/кг также сопровождалось отсутствием сна. Таким образом, гепарин в определённых дозах полностью снимает седативный эффект аминазина (рис. 2).

Иная картина наблюдается при предварительном введении протамин сульфата в дозе 10 мг/кг. Продолжительность аминазинового сна резко увеличивается, достигая 216±24.2 мин, а время засыпания достоверно снижается относительно контрольных величин и соответствует 6.2±2.8 мин (рис. 2).

При внутрибрюшинном введении оксибутирата натрия, или гамма-оксимасляной кислоты (ГОМК), которая является агонистом гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), в дозе 100 мг/кг продолжительность наркотического сна соответствовала 38.0±2.3 мин. В связи с тем, что в этой серии опытов продолжительность сна была небольшой, время засыпания не регистрировалось (рис. 3).

Инъекция смеси гепарин-ГОМК в соотношении 0.01:20, 0,1:20 и 1:20 сопровождалась постепенным снижением продолжительности сна в зависимости от концентрации гепарина, входящего в состав смеси, и равнялась 26.4±1.8 мин, 18.2±2.1 мин и 8.0±0.9 мин соответственно. Таким образом, максимальным протекторным действием обладает соотношение гепарина к ГОМК 1:20. Повышение концентрации гепарина в 10 раз от оптимальной величины (10:20) сопровождается увеличением продолжительности сна до 14.6±1.6 мин (рис. 3).

В следующей серии опытов схема эксперимента была видоизменена: гепарин вводили не в смеси с ГОМК, а предварительно с последующей инъекцией ГОМК в тестовой дозе. Оказалось, что в этом случае максимальный протекторный эффект наблюдается при предварительном введении гепарина в дозе 500 МЕ/кг, а продолжительность сна соответствует 12.0±1.8 мин. Увеличение дозы предварительно введённого гепарина до 5000 МЕ/кг снижает его протекторный эффект, а продолжительность наркотического сна увеличивается до 16.2±2.2 мин (рис. 3).

Как и в предыдущих сериях экспериментов, предварительное введение протамин сульфата в дозе 10 мг/кг значительно увеличивает продолжительность наркотического сна, вызванного ГОМК (рис. 3).

Рисунок 3. Продолжительность сна при введении оксибутирата натрия (ГОМК)в смеси и на фоне гепарина и протамин сульфата

1- Оксибутират натрия (100 мг/кг)

2- Гепарин+ГОМК (0.01:20)

3- Гепарин+ГОМК (0.1:20)

4- Гепарин+ГОМК (1:20)

5- Гепарин+ГОМК (10:20)

6- ГОМК на фоне действия гепарина (5 МЕ/кг)

7- ГОМК на фоне действия гепарина (50 МЕ/кг)

8- ГОМК на фоне действия гепарина (500 МЕ/кг)

9- ГОМК на фоне действия гепарина (5000 МЕ/кг)

10- ГОМК на фоне действия протамин сульфата (10 мг/кг)

* — Различия между контрольными и экспериментальными группами

статистически значимы (р≤0.05)

Оценка гиподинамического эффекта показала, что при внутрибрюшинном введения этанола в дозе 2 г/кг уже через 10 мин от момента введения наблюдается гиподинамический эффект, а величина падений с тредбана соответствует 3,3±0,3 раз/мин. Максимальный гиподинамический эффект наблюдался через 20 мин от момента инъекции этанола и соответствовал 4,1±0,5 раз/мин. К концу наблюдения отмечалось частичное восстановление двигательной активности и количество падений с тредбана снижалось до 1,6±0,6 раз/мин (табл. 1).

Введение гепарина в виде смеси, в которой концентрация этанола соответствовала 2 г/кг и являлась константной величиной, а количество гепарина соответствовало дозам 25 и 250 МЕ/кг, не отличалось достоверно от серии в которой вводили только этанол (табл. 1).

Увеличение концентрации гепарина в смеси в 10 раз, также как и предварительное введение гепарина в дозе 2500 МЕ/кг практически полностью снимало гиподинамический эффект этанола (табл. 1).

Таблица 1.

Влияние экзогенного и эндогенного гепарина на гиподинамию,

вызванную этанолом

* Различия между контрольной (0 падений) и экспериментальными группами статистически значимы (р≤0,05)

При сочетанном применении этанола в смеси с гепарином, где концентрация гепарина в смеси соответствовала дозе 5000 МЕ/кг незначительно снижала гиподинамический эффект этанола. В то же время предварительное введение протамин сульфата потенцировало гиподинамическое действие этанола и в этом случае количество падений с тредбана значительно увеличивалось (табл. 1).

При внутримышечном введении дроперидола в дозе 5 мг/кг максимальный гиподинамический эффект регистрируется через 20 мин после инъекции. В этом случае количество падений с тредбана соответствует 4.1±0.5 раз/мин. К 60-й мин наблюдения гиподинамическое действие дроперидола снижается, оставаясь, тем не менее, выше контрольной величины (табл. 2).

Введение смеси дроперидола с гепарином в соотношении 1:0.05 и 1:05 сопровождается гиподинамическим эффектом, достоверно отличающимся от контроля, но не отличающимся достоверно от экспериментов, в которых вводился дроперидол (табл. 2).

Таблица 2.

Влияние экзогенного и эндогенного гепарина на гиподинамию,

вызванную дроперидолом

* Различия между контрольной (0 падений) и экспериментальными группами статистически значимы (р≤0,05)

Максимальным антигиподинамическим эффектом обладает смесь дроперидол-гепарин в соотношении 1:5. При таком соотношении компонентов количественные показатели падений крыс с тредбана не отличаются от контрольных величин. Аналогичная картина наблюдается при предварительном введении гепарина в дозе 500 МЕ/кг, с последующей инъекцией тестовой дозы дроперидола (табл. 2).

Увеличение концентрации гепарина в смеси до соотношения дроперидол-гепарин 1:50 количество падений с тредбана больше, чем при введении в тех же условиях эксперимента смеси дроперидол-гепарин 1:5 (табл. 2).

Предварительное введение протамин сульфата в дозе 10 мг/кг резко усиливает гиподинамический эффект дроперидола, который является более продолжительным, а показатель гиподинамии соответствует через 40 мин после инъекции дроперидола 7.9±0.4 раз/мин (табл. 2).

Таким образом, гепарин снижает продолжительность наркотического сна, вызванного этанолом, аминазином и оксибутиратом натрия (ГОМК) и модифицирует гиподинамический эффект этанола и дроперидола.

Список литературы:

1.Бабаев М.А., Ерёменко А.А., Винницкий Л.И., Бунятян К.А. Причины возникновения полиорганной недостаточности при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения // Общая реаниматология. — 2010 — Т. 6, № 3. — С. 56—60.

2.Бакарева Ю.А., Надирадзе З.З., Доманский А.В. Влияние методики анестезии на течение послеоперационного периода у детей, оперированных с искусственным кровообращением // Общая реаниматология. — 2009. — Т. 5, №—2. — С. 76—83.

3.Военнов О.В., Бояринов Г.А. Комбинированная нейролептанальгезия при острой ишемической болезни сердца // Общая реаниматология — 2006. — № 2 (2). — С. 67—72.

4.Гланц Стентон. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1999. — 459 с.

5.Лукашин Б.П., Софронов Г.А. Радиозащитное действие цистамина и гепарина в опытах на мышах с различной резистентностью// Бюлл. эксперим. биол. и мед. — 1996. — Т. 121, № 5. — С. 544—546.

6.Никольская К.А., Кондашевская М.В. Психостимулирующие эффекты высокомолекулярного гепарина при внутрибрюшинном введении крысам линии Вистар // Журн. высш. нерв. деят. — 2001. — Т. 51, № 2. — С. 213—219.

7.Сатановская В.И. Система обмена этанола и ацетальдегида печени крыс при развитии толерантности к этанолу// Бюлл. эксперим. биол. и мед. — 1990. — Т. 24, № 2. — С. 244—252.

8.Хомутов А.Е., Звонкова М.Б., Пурсанов К.А., Перепелюк З.В., Бутылин А.Г. Молекулярное взаимодействие гепарина с пчелиным ядом // Вестник Нижегородского госуниверситета. — 2009. — № 6. — С. 106—112.

9.Coombe D.R., Kett W.C. Heparan sulfate-protein interactions: therapeutic potential through structure-function insights// Cell. Mol. Life Sci. — 2005. — V. 62, № 4. Р. 410—424.

10.Gandhi N.S., Mancera R.L. Free energy calculations of glycosaminoglycan-protein interactions// Glycobiology. — 2009. — V. 19, № 10. — P. 1103—1115.

11.Gori A.M., Pepe G., Attanasio M., Falciani M., Abbate R. Tissue factor reduction and tissue factor pathway inhibitor release after heparin administration// Thromb. Haemost. — 1999. — V. 81, № 4. — P. 589—593.

12.Hakala J.K., Oorni K., Ala-Korpela M., Kovanen P.T. Lipolytic modification of LDL by phospholipase A2 induces particle aggregation in the absence and fusion in the presence of heparin// Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. — 1999. — V. 19, № 5. — Р. 1276—1283.

13.Lever R., Page C.P. Novel drug opportunities for heparin// Nat. Rev. Drug Discov. — 2002. — V. 1, № 2. — P. 140—148.

14.Liang A., Liu X., Du Y., Wang K., Lin B. Further characterization of the binding of heparin to granulocyte colony-stimulating factor: Importance of sulfate groups // Electrophoresis. — 2008. — V. 149, N. 2. — P. 109—112.

15.Mishra-Gorur K., Castellot J.J. Jr. Haparin rapidly and selectively regulates protein tyrosine phosphorilation in vascular smooth muscle cells// J. Cell Physiol. — 1999. — V. 178, № 2. — P. 205—215.