ИЭМ-1925, КАНАЛОБЛОКАТОР ГЛУТАМАТНЫХ РЕЦЕПТОРОВ, УВЕЛИЧИВАЕТ ЛАТЕНТНЫЙ ПЕРИОД И СОКРАЩАЕТ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЭПИЛЕПТИЧЕСКОГО СТАТУСА У КРЫС В ЛИТИЙ-ПИЛОКАРПИНОВОЙ МОДЕЛИ ЭПИЛЕПСИИ
PDF

Ключевые слова

крысы Вистар и Крушинского-Молодкиной
литий-пилокарпиновая модель эпилепсии
эпилептический статус
ЭЭГ
NMDA-рецептор
кальций-проницаемый AMPA-рецептор
ИЭМ-1925

Как цитировать

Ватаев, С. И., Лукомская, Н. Я., & Магазаник, Л. Г. (2020). ИЭМ-1925, КАНАЛОБЛОКАТОР ГЛУТАМАТНЫХ РЕЦЕПТОРОВ, УВЕЛИЧИВАЕТ ЛАТЕНТНЫЙ ПЕРИОД И СОКРАЩАЕТ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЭПИЛЕПТИЧЕСКОГО СТАТУСА У КРЫС В ЛИТИЙ-ПИЛОКАРПИНОВОЙ МОДЕЛИ ЭПИЛЕПСИИ. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 107(1), 55–69. https://doi.org/10.31857/S086981392101009X

Аннотация

В хронических опытах на крысах Вистар и крысах Крушинского¾Молодкиной с наследственной предрасположенностью к аудиогенным судорогам изучали влияние на электрическую активность мозга при развитии вызванного пилокарпином эпилептического статуса (ЭС) антагонистa глутаматных рецепторов ИЭМ¾1925, воздействующего как на NMDA-, так и Са2+¾проницаемые AMPA/каинатные рецепторы. Регистрировали электрограммы хвостатого ядра, гиппокампа, соматосенсорной, зрительной и слуховой коры. Выявили, что последовательность смены фаз ЭС, определяемых по паттернам электрограмм, не меняется под действием данного блокатора. Вместе с тем ИЭМ¾1925 ослаблял у крыс поведенческие моторные судорожные проявления при ЭС, снижая интенсивность судорог с 8 до 4 баллов по шкале Pinel, Rovner [1978]. Кроме того, у крыс Крушинского¾Молодкиной латентный период до появления эпилептиформной активности на ЭЭГ после введения пилокарпина увеличивался на фоне действия ИЭМ¾1925 в дозе 10 мг/кг на 40% (в среднем с 12.8 ± 1.1 до 18.0 ± 2.1 мин), а у крыс Вистар ¾ почти в 2 раза (с 22.5 ± 0.2 до 43.5 ± 3.7 мин). Средняя продолжительность ЭС при действии ИЭМ¾1925 в дозе 10 мг/кг у крыс Крушинского¾Молодкиной и Вистар была в 4.5¾5 раз меньше, чем без применения блокатора. Полученные данные свидетельствуют о том, что сочетанная блокада NMDA- и Са2+¾проницаемых AMPA/каинатных рецепторов глутамата хотя и не способна предотвратить развитие ЭС, вызванного пилокарпином, однако увеличивает латентный период начала статуса и существенно сокращает длительность как отдельных фаз, так и общую продолжительность ЭС.

https://doi.org/10.31857/S086981392101009X
PDF

Литература

Meldrum B.S. Glutamate as a neurotransmitter in the brain: review of physiology and pathology. J. Nutr. 130 (4S Suppl): 1007S¾10015S. 2000.

Platt S.R. The role of glutamate in central nervous system health and disease ¾ a review. Vet. J. 173 (2): 278¾286. 2007.

Zhou Y., Danbolt N.C. Glutamate as a neurotransmitter in the healthy brain. J. Neural. Transm. (Vienna). 121 (8): 799¾817. 2014.

Traynelis S.F., Wollmuth L.P., McBain C.J., Menniti F.S., Vance K.M., Ogden K.K., Hansen K.B., Yuan H., Myers S.J., Dingledine R. Glutamate receptor ion channels: structure, regulation, and function. Pharmacol. Rev. 62 (3): 405¾496. 2010.

Parsons C.G., Danysz W., Quack G. Memantine is a clinically well tolerated N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor antagonist – a review of preclinical data. Neuropharmacology. 38 (6): 735¾767. 1999.

Rogawski M.A., Donevan S.D. AMPA receptors in epilepsy and as targets for antiepileptic drugs. Adv. Neurol. 79: 947¾963. 1999.

Leite J.P., Garcia-Cairasco N., Cavalheiro E.A. New insights from the use of pilocarpine and kainate models. Epilepsy Res. 50 (1¾2): 93¾103. 2002.

Faingold C.L. Emergent properties of CNS neuronal networks as targets for pharmacology: application to anticonvulsant drug action. Prog. Neurobiol. 72 (1): 55¾85. 2004.

Faingold C.L., Randall M.E., Naritoku D.K., Boersma Anderson C.A. Noncompetitive and competitive NMDA antagonists exert anticonvulsant effects by actions on different sites within the neuronal network for audiogenic seizures. Exp. Neurol. 119 (2): 198¾204. 1993.

Ватаев С.И., Жабко Е.П., Лукомская Н.Я., Оганесян Г.А., Магазаник Л.Г. Влияние мемантина на судорожные реакции и организацию сна у крыс линии Крушинского¾Молодкиной с наследственной предрасположенностью к аудиогенным судорогам. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 95 (8): 802¾812. 2009. [Vataev S.I., Zhabko E.P., Lukomskaya N.Y., Oganesyan G.A., Magazanik L.G. The effects of memantine on convulsive reactions and sleep¾waking cicle in Krushinskii¾Molodkina strain rats with an inherited predisposition to audiogenic convulsions. Russ. J. Physiol. 95 (8): 802¾812. 2009. (In Russ). Vataev S.I., Zhabko E.P., Lukomskaya N.Ya., Oganesyan G.A., Magazanik L.G. Effects of memantine on convulsive reactions and the organization of sleep in Krushinskii¾Molodkina rats with an inherited predisposition to audiogenic convulsions. Neurosci. Behav. Physiol. 40 (8): 913¾919. 2010. (In Engl)].

Лукомская Н.Я., Ватаев С.И., Жабко Е.П., Магазаник Л.Г. Влияние блокаторов каналов ионотропных глутаматных рецепторов на аудиогенные судорожные реакции крыс линии Крушинского¾Молодкиной. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 98 (4): 449¾460. 2012. [Lukomskaya N.Y., Vataev S.I., Zhabko E.P., Magazanik L.G. Effects of ionotropic glutamate receptor channel blockers on the development of audiogenic seizures in Krushinskii¾Molodkina rats. Russ. J. Physiol. 98 (4): 449¾460. 2012. (In Russ). Lukomskaya N.Ya., Vataev S.I., Zhabko E.P., Magazanik L.G. Effects of ionotropic glutamate channel blockers on audiogenic seizure reactions in Krushinskii¾Molodkina rats. Neurosci. Behav. Physiol. 44 (1): 79¾86. 2014. (In Engl)].

Лукомская Н.Я., Рукояткина Н.И., Горбунова Л.В., Гмиро Е.В., Магазаник Л.Г. Исследование роли NMDA и AMPA глутаматных рецепторов в механизме коразоловых судорог у мышей. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 89 (3): 292¾301. 2003. [Lukomskaya N.Y., Rukojatkina N.I., Gorbunova L.V., Gmiro V.E., Magazanik L.G. Study of NMDA and AMPA glutamate receptor involvement in the genesis of clonic and tonic convulsions induced by pentylenetetrazole in mice. Russ. J. Physiol. 89 (3): 292¾301. 2003. (In Russ)].

Ким К.Х., Зайцев А.В., Лаврентьева В.В., Жабко Е.П., Ватаев С.И., Лукомская Н.Я., Магазаник Л.Г. Влияние блокаторов ионотропных глутаматных рецепторов на вызванные пентилентетразолом судороги у крыс линии Крушинского¾Молодкиной. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 98 (12): 1520¾1529. 2012. [Kim K.Kh., Zaitsev A.V. Lavrentieva V.V., Zhabko E.P., Vataev S.I., Lukomskaya N.Y., Magazanik L.G. The effect of ionotropic glutamate receptor antagonist on pentylenetetrazole-indused seizures in Krushinskii¾Molodkina rats. Russ. J. Physiol. 98 (12): 1520¾1529. 2012. (In Russ). Kim K.Kh., Zaitsev A.V., Lavrent’eva V.V., Zhabko E.P., Vataev S.I., Lukomskaya N.Ya., Magazanik L.G. Effects of ionotropic glutamate receptor blockers on pentylenetetrazole¾induced seizures in Krushinskii¾Molodkina rats. Neurosci. Behav. Physiol. 44 (8): 945¾950. 2014. (In Engl)].

Yamaguchi S., Donevan S.D., Rogawski M.A. Anticonvulsant activity of AMPA/kainate antagonists: comparison of GYKI 52466 and NBOX in maximal electroshock and chemoconvulsant seizure models. Epilepsy Res. 15 (3): 179¾184. 1993.

De Sarro G., Ferreri G., Gareri P., Russo E., De Sarro A., Gitto R., Chimirri A. Comparative anticonvulsant activity of some 2,3-benzodiazepine derivatives in rodents. Pharmacol. Biochem. Behav. 74 (3): 595¾602. 2003.

Rogawski M.A. AMPA receptors as a molecular target in epilepsy therapy. Acta Neurol. Scand. Suppl. 197: 9¾18. 2013.

Yasuda S., Ishida N., Higashiyama A., Morinobu S., Kato N. Characterization of audiogenic¾like seizures in naive rats evoked by activation of AMPA and NMDA receptors in the inferior colliculus. Exp. Neurol. 164 (2): 396¾406. 2000.

Ferreri G., Chimirri A., Russo E., Gitto R., Gareri P., De Sarro A., De Sarro G. Comparative anticonvulsant activity of N-acetyl-1-aryl-6,7-dimethoxy-1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline derivatives in rodents. Pharmacol. Biochem. Behav. 77 (1): 85¾94. 2004.

Higashiyama A., Ishida N., Nishimura T., Yasuda S., Kuroda Y., McEwen B.S., Kato N. NMDA receptors in the inferior colliculus are critically involved in audiogenic seizures in the adult rats with neonatal hypothyroidism. Exp. Neurol. 153 (1): 94¾101. 1998.

Filakovszky J., Kantor S., Halasz P., Bagdy G. 8-OH-DPAT and MK¾801 affect epileptic activity independently of vigilance. Neurochem. Int. 38 (7): 551¾556. 2001.

Ormandy G.C., Jope R.S., Snead O.C. 3rd. Anticonvulsant actions of MK¾801 on the lithium¾pilocarpine model of status epilepticus in rats. Exp. Neurol. 106 (2): 172—180. 1989.

Walton N.Y., Treiman D.M. Motor and electroencephalographic response of refractory experimental status epilepticus in rats to treatment with MK¾801, diazepam, or MK¾801 plus diazepam. Brain Res. 553 (1): 97¾104. 1991.

Starr M.S., Starr B.S. The new competitive NMDA receptor antagonist CGP 40116 inhibits pilocarpine¾induced limbic motor seizures and unconditioned motor behaviour in the mouse. Pharmacol. Biochem. Behav. 47 (1): 127¾131. 1994.

Lee M.G., Chou J.Y., Lee K.H., Choi B.J., Kim S.K., Kim C.Y. MK¾801 augments pilocarpine¾induced electrographic seizure but protects against brain damage in rats. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 21 (2): 331¾344. 1997.

Ватаев С.И., Зайцев А.В., Лукомская Н.Я., Магазаник Л.Г. Каналоблокаторы NMDA¾рецепторов мемантин и ИЭМ¾1921 сокращают продолжительность эпилептического статуса у крыс Вистар и Крушинского¾Молодкиной в литий¾пилокарпиновой модели. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 105 (1): 62¾75. 2019. [Vataev S.I., Zaitsev A.V., Lukomskaya N.Y., Magazanik L.G. Memantine and IEM¾1921, uncompetitive antagonists of NMDA receptors, reduce the duration of status epilepticus in Wistar and Krushinsky¾Molodkina rats in a lithium¾pilocarpine model. Russ. J. Physiol. 105 (1): 62¾75. 2019. (In Russ). Vataev S.I., Zaitsev A.V., Lukomskaya N.Ya., Magazanik L.G. The NMDA receptor channel blockers memantine and IEM¾1921 decrease the duration of status epilepticus in Wistar and Krushinskii¾Molodkina rats in a lithium¾pilocarpine model. Neurosci. Behav. Physiol. 50 (3): 374¾383. 2020. (In Engl)].

Jakus R., Graf M., Ando R.D., Balogh B., Gacsalyi I., Levay G., Kantor S., Bagdy G., Effect of two non-competitive AMPA receptor antagonists GYKI 52466 and GYKI 53405 on vigilance, behavior and spikewave discharges in a genetic rat model of absence epilepsy. Brain Res. 22 (2): 236¾244. 2004.

Citraro R., Russo E., Gratteri S., Di Paola E.D., Ibbadu G.F., Curinga C., Gitto R., Chimirri A., Donato G., De Sarro G. Effects of non-competitive AMPA receptor antagonists injected into some brain areas of WAG/Rij rats, an animal model of generalized absence epilepsy. Neuropharmacology. 51 (6): 1058¾1067. 2006.

Hanada T., Ido K., Kosasa T. Effect of perampanel, a novel AMPA antagonist, on benzodiazepine-resistant status epilepticus in a lithium¾pilocarpine rat model. Pharmacol. Res. Perspect. 2 (5): e00063. 2014.

Leo A., Giovannini G., Russo E., Meletti S. The role of AMPA receptors and their antagonists in status epilepticus. Epilepsia. 59 (6): 1098¾1108. 2018.

Potschka H., Trinka E. Perampanel: Does it have broad-spectrum potential? Epilepsia. 60 (1): 22¾36. 2019.

Лукомская Н.Я., Рукояткина Н.И., Горбунова Л.В., Гмиро Е.В., Большаков К.В., Магазаник Л.Г. Сопоставление противосудорожной активности органических моно¾ и дикатионов с их способностью ингибировать NMDA и AMPA глутаматные рецепторы. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 88 (9): 1161¾1171. 2002. [Lukomskaya N.Y., Rukojatkina N.I., Gorbunova L.V., Gmiro V.E., Bolshakov K.V., Magazanik L.G. Comparison of anticonvulsant activity of organic mono¾ and dications, and their potency to inhibit NMDA and AMPA glutamate receptors. Russ. J. Physiol. 88 (9): 1161¾1171. 2002. (In Russ].

Bolshakov K.V., Tikhonov D.B., Gmiro V.E., Magazanik L.G. Different arrangement of hydrophobic and nucleophilic components of channel binding sites in N-methyl-D-aspartate and AMPA receptors of rat brain is revealed by channel blockade. Neurosci. Lett. 291 (2): 101¾104. 2000.

Bolshakov K.V., Kim K.Kh., Potapjeva N.N., Gmiro V.E., Tikhonov D.B., Usherwood P.N., Mellor I.R., Magazanik L.G. Design of antagonists for NMDA and AMPA receptors. Neuropharmacology. 49 (2): 144¾155. 2005.

Zaitsev A.V., Kim K.K., Fedorova I.M., Dorofeeva N.A., Magazanik L.G., Tikhonov D.B. Specific mechanism of use-dependent channel block of calcium-permeable AMPA receptors provides activity-dependent inhibition of glutamatergic neurotransmission. J. Physiol. 589 (7): 1587¾601. 2011.

Paxinos G., Watson C. The rat brain in stereotaxic coordinates. Compact 3 rd. ed. CD¾ROM. San Diego. Acad. Press. 1997.

Ватаев С.И., Зайцев А.В., Ким К.Х., Лукомская Н.Я., Магазаник Л.Г. Изменения электрической активности мозга при формировании эпилептического статуса на литий¾пилокарпиновой модели у крыс, различающихся по уровню судорожной готовности. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 102 (6): 633¾646. 2016. [Vataev S.I., Zaitsev A.V., Kim K.K., Lukomskaya N.Y., Magazanik L.G. Changes in brain electrical activity patterns in rats with different susceptibility to seizures in lithium¾pilocarpine model of status epilepticus. Russ. J. Physiol. 102 (6): 633¾646. 2016. (In Russ). Vataev S.I., Zaitsev A.V., Kim K.K., Lukomskaya N.Ya., Magazanik L.G. Changes in brain electrical activity on formation of status epilepticus in a lithium-pilocarpine model in rats with different levels of convulsive readiness. Neurosci. Behav. Physiol. 47 (9): 1019¾1028. 2017. (In Engl)].

Pinel J.P., Rovner L.I. Experimental epileptogenesis: kindling-induced epilepsy in rats. Exp. Neurol. 58 (2): 190¾202. 1978.

Costa M.S., Rocha J.B.T., Perosa S.R., Cavalheiro E.A., Naffah-Mazzacoratti M.G. Pilocarpine induced status epilepticus increases glutamate release in rat hippocampal synaptosomes. Neurosci. Lett. 356 (1): 41¾44. 2004.

Scorza F.A , Arida R.M., Naffah-Mazzacoratti M.G., Scerni D.A., Calderazzo L., Cavalheiro E.A. The pilocarpine model of epilepsy: what have we learned? Ann. Acad. Bras. Cienc. 81 (3): 345¾365. 2009.