12.1.1.1.2.3. Антагонисты гамк

Антагонисты у-аминомасляной кислоты (ГАМК-литики), взаимодейст­вуя с различными сайтами связывания на ГАМКд-рецепторах, либо эк­ранируют их, либо изменяют чувствительность к нейромедиатору. Это приводит к деполяризации возбудимых мембран и повышению чувстви­тельности многочисленных популяций нервных клеток к возбуждаю­щим воздействиям. Развивается активация, а затем и гиперактивация структур мозга, сопровождающаяся глубоким нарушением функций ЦНС, а в случаях тяжелого поражения судорогами и смертью.

К числу ГАМК-литиков относятся вещества самого разного строения. Здесь и алкалоиды растительного происхождения (бикукуллин), и безазо­тистые растительные вещества (пикротоксин), а также многочисленные синтетические соединения: дисульфотетразоадамантан (ДСТА), норбор­нан, силатраны, бициклофосфаты и т. д. (рис. 57).

В практике здравоохранения и хозяйственной деятельности эти веще­ства не используются. В силу высокой токсичности и избирательности действия их применяют в лабораторных исследованиях при изучении фи­зиологии и биохимии ЦНС. С военными целями изучались бицикличе-ские фосфорорганические соединения и их аналоги (В. К. Курочкин и соавт., 1994; Байгар, 1998).

Бициклические фосфорорганические соединения (БЦФ) и их аналоги

В1973 г.Bellet и Casida описали группу бициклических фосфорорга-нических соединений, не обладающих антихолинэстеразной активно­стью, но вызывающих приступ судорог и гибель экспериментальных жи­вотных при введении в малых дозах. Структуры БЦФ представлены на рис. 58. Биологически активные вещества такого строения относятся к бициклофосфатам, бициклофосфоротионатам и бициклофосфитам.

гэа

газ

Токсичность БЦФ существенно зависит от строения радикала (R) и может быть очень высокой для отдельных соединений. Так, LD50 трет-бу-тилбициклофосфата для грызунов составляет около 0,05 мг/кг массы (близка токсичности зарина).

Близкие по структуре соединения — бицикло-орто-карбоксилаты (БЦК) (рис. 59) также способны инициировать токсический процесс.

бицикло-орто-карбоксилаты Рис. 59. Структура молекулы триоксибициклокарбоксилатов

Токсичность БЦК зависит от строения радикалов R\ и R.2 и для неко­торых представителей при внутрибрюшинном способе введения LD₅₀ со­ставляет около 1 мг/кг массы экспериментального животного (4-трет-бу-тил-1 (3,4-дихлорфенил)-бицикло-орто-бензоат).

Все БЦФ и БЦК — твердые вещества, плохо растворимые в воде. Не проникают в организм через неповрежденную кожу. Могут оказывать токсическое действие при подкожном, внутримышечном, внутривенном, а некоторые представители, и при ингаляционном способе введения (в форме аэрозоля). Хорошо всасываются в желудочно-кишечном тракте.

Основные проявления интоксикации

Признаки отравления БЦФ и БЦК изучались на лабораторных жи­вотных. Поскольку проявления интоксикации различными ГАМК-ли-тиками достаточно близки, для характеристики поражения можно испо­льзовать также результаты немногочисленных клинических наблюдений людей, отравленных аналогами рассматриваемых веществ, в частности пикротоксином и др.

БЦФ не обладают выраженным местным действием. Эффекты раз­виваются после резорбции веществ в кровь и поступления их в ЦНС. Скрытый период редко превышает 30 мин. На центральную нервную си­стему ГАМК-литики действуют возбуждающим образом. Первым при­знаком отравления является повышение рефлекторной деятельности. Усиливается дыхание, возникает тошнота, возможна рвота. Появляются беспокойство, чувство страха, возбуждение, иногда с галлюцинациями. Отмечается напряженность различных групп мьппц, дрожание конечно­стей. Температура тела повышается. Такое состояние может продолжа­ться в течение нескольких часов и более и сопряжено с полной утратой дееспособности.

Если доза вещества близка смертельной, спустя несколько минут от начала интоксикации формируется состояние повышенной судорожной готовности — внешние раздражители (прикосновение, звук и т. д.) про­воцируют ризус. Пострадавший падает на бок. Развиваются тонические судороги, опистотонус. На фоне судорог дыхание останавливается. Лицо становится цианотичным. Зрачки расширены (реже сужены). Возможны непроизвольные мочеиспускание и дефекация. В таком положении по­страдавший находится 1—2 мин, затем приступ прекращается, мускулатура расслабляется. Восстанавливается дыхание. В межсудорожном периоде выявляются некоторый подъем артериального давления, брадикардия. Че­рез непродолжительное время приступ повторяется. При первых судорож­ных припадках сознание сохранено, затем, после нескольких судорожных приступов, наблюдается переход в ступорозное состояние и потеря созна­ния. Через 5—10 припадков наступает смерть от асфиксии, нарушения сер­дечной деятельности, резкого падения артериального давления.

Среди ГАМК-литиков особенностью токсического действия обладает 2,2-ди(трифторметил)-3,3-дициано-5,6-дихлорнорборнан (норборнан) — один из самых токсичных синтетических конвульсантов.

Норборнан — кристаллическое вещество, практически нерастворимое в воде, оказывает эффект при всех способах введения. Видовая чувствитель­ность к нему выражена слабо. Среднелетальная доза — 0,07—0,2 мг/кг. Вещество синтезировано в начале 80-х гг. XX в. Мидлтоном (США).

Интоксикация веществом характеризуется растянутой во времени клинической картиной. Так, при подкожном введении эксперименталь­ным животным смертельной дозы норборнана скрытый период составля­ет около 1,5 ч, судорожный — до 4 ч, продолжительность жизни отрав­ленных смертельными дозами животных — более 6 ч (для сравнения, аналогичные токсикодинамические характеристики пикротоксина со­ставляют, соответственно: 0,5 ч; 0,5 ч и 1 ч). При несмертельных инток­сикациях повышенная судорожная готовность у экспериментальных жи­вотных сохраняется несколько суток.

Механизм токсического действия

Поскольку ГАМК-реактивные структуры выявлены только в ЦНС, все эффекты, наблюдаемые при отравлении ГАМК-литиками, имеют центральное происхождение. Считается, что БЦФ и БЦК — неконкурен­тные антагонисты ГАМК. Они не взаимодействуют с сайтом связывания ГАМК на ГАМК_А-рецепторе, а непосредственно действуют на хлорионо-форный канал (на эту же структуру действуют некоторые другие ГАМК-литики: пикротоксин, ДСТА, норборнан). В результате такого действия конформация ионофорного протеина изменяется — стабилизируется его «запертое» состояние. В итоге активация ГАМК-рецептора гамма-амино-масляной кислотой в физиологических концентрациях оказываемая недо­статочной для «открытия» канала и усиления трансмембранного тока ионов хлора. Неспособность ионов хлора проникать через возбудимые мембраны нейронов ЦНС приводит к снижению их потенциала покоя (деполяризации) и, следовательно, существенному понижению порога

гэ4

гэ5

чувствительности к возбуждающим воздействиям. Существуют два мето­дических приема, позволяющих количественно оценить способность раз­личных ГАМК-литиков действовать на хлорионофорные каналы. Пер­вый — основан на способности исследуемого вещества связываться с хлорионофорным протеином (изучается методами радиолигандных иссле­дований). Второй метод предполагает определение in vitro способности вещества угнетать захват радиоактивного хлора суспензией, приготовлен­ной из нейрональных мембран, выделенных методом ультрацентрифуги­рования. В многочисленных опытах показано, что токсичность БЦФ и БЦК для экспериментальных животных прямо пропорциональна их ак­тивности, по обоим показателям.

Установлено, что различия в продолжительности судорожного перио­да в клинике отравления ГАМК-литиками также могут быть объяснены особенностями их взаимодействия с хлорионофорным белком. Так, в от­личие от БЦФ и БЦК, образующих с протеином хотя и прочную, но об­ратимую связь, норборнан практически необратимо связывается ионо-фором.

Полагают, что способность ГАМК-литиков изменять конформацию хлорионофорного канала зависит от степени активации других сайтов связывания на ГАМК-рецепторе. Так, in vitro при добавлении в инкуба­ционную среду гамма-аминомасляной кислоты (активация ГАМК-сайта) переход рецептора в неактивное состояние под влиянием ГАМК-литиков ускоряется, а при добавлении бензодиазепинов (активация бензодиазе-пинового сайта) — замедляется. Это открывает возможность создания медицинских средств защиты от токсикантов.

Мероприятия медицинской защиты

Специальные санитарно-гигиенические мероприятия:

• использование индивидуальных технических средств защиты (средства защиты органов дыхания) в зоне химического зараже­ния;

• участие медицинской службы в проведении химической развед­ки в районе расположения войск, экспертиза воды и продоволь­ствия на зараженность ОВТВ;

• запрет на использование воды и продовольствия из непроверен­ных источников;

• обучение личного состава правилам поведения на зараженной местности.

Специальные профилактические медицинские мероприятия:

• проведение санитарной обработки пораженных на передовых этапах медицинской эвакуации.

Специальные лечебные мероприятия:

• применение антидотов и средств патогенетической и симптома­тической терапии состояний, угрожающих жизни, здоровью, дееспособности, в ходе оказания первой (само- и взаимопо­мощь), доврачебной и первой врачебной (элементы) помощи по­страдавшим; • подготовка и проведение эвакуации.

Медицинские средства защиты

Поскольку ГАМК-литики не являлись и не являются табельными ОВ современных армий, а масштабы их использования в хозяйственной дея­тельности крайне ограничены, разработка средств медицинской защиты от высокотоксичных веществ данной группы систематически не прово­дилась. Имеются отдельные сообщения о возможности разработки таких средств и целесообразности их использования в случае необходимости.

Основу медицинской защиты могут составить медикаментозные сред­ства. Основные направления исследований в этой области представлены в табл. 51.

Таблица 51

Основные направления разработки средств медицинской защиты от поражающего действия ГАМК-литиков (А. И. Головко и соавт., 1996)

Ускорение метаболизма. Установлено, что профилактическое назначе­ние индукторов микросомальных энзимов экспериментальным живот­ным (бензонал, фенобарбитал — 1 раз в сутки, трехкратно в дозе 40 мг/кг, внутрибрюшинно; перфтордекалин — 2 г/кг) в 1,5—1,8 раз снижает чувст­вительность к БЦФ на трое и более суток. Практическому использова­нию данного направления защиты препятствует существующая у индук­торов, наряду со способностью понижать токсичность БЦФ, способность одновременно на относительно длительный срок повышать чувствитель­ность организма к веществам, активируемым в процессе метаболизма. Поражение такими веществами не исключается в современных военных конфликтах.

Подавление разрушения ГАМК. Аминооксиуксусная кислота (АОУК), вигабатрин, у-винил-ГАМК и другие ингибиторы ГАМК-трансаминазы повышают уровень ГАМК в тканях головного мозга за счет угнетения процесса ее разрушения. При этом, возможно, блокируется также про­цесс обратного захвата ГАМК нервными окончаниями ГАМК-ергиче-ских нейронов и осуществляется накопление нейромедиатора в клетках глии. Повышение уровня ГАМК в ткани мозга приводит к усилению тор­мозных процессов в ЦНС и тем самым к снижению токсичности ГАМК-

литиков. Так, при профилактическом введении АОУК (50 мг/кг внутри-брюшинно за 2 ч до введения токсиканта) в 1,2—1,5 раза понижает чувст­вительность экспериментальных животных к смертельным дозам пикро-токсина. Этот факт указывает на теоретическую возможность разработки профилактических антидотов на основе ингибиторов ГАМК-Т. Средства, допущенные к клиническому применению, среди ингибиторов ГАМК-Т в настоящее время отсутствуют.

Бензодиазепины. В качестве специфических противоядий ГАМК-лити­ков, обладающих физиологическим антагонизмом, возможно использо­вание бензодиазепинов. Вещества этой группы, в зависимости от вводи­мой дозы, обладают седативным, противосудорожным и центральным миорелаксирующим действием и потому широко используются в меди­цинской практике. В настоящее время синтезированы и испытаны тыся­чи соединений. К клиническому использованию допущено несколько де­сятков веществ. В качестве противосудорожных средств предпочтение отдают клоназепаму, нитразепаму, лоразепаму, диазепаму. Бензодиазе­пины хорошо всасываются в желудочно-кишечном тракте, некоторые об­ладают удовлетворительной биодоступностью при внутримышечном вве­дении (диазепам, феназепам и т. д.). Диазепам (рис. 60), лоразепам выпускают в форме таблеток и раствора для инъекций (5 мг/мл и 2,4 мг/мл соответственно).

О

CI

Рис. 60. Диазепам

Вещества легко проникают через ГЭБ. Взаимодействуя с ГАМК_А-ре-цепторами, они усиливают эффекты ГАМК в ЦНС (включая спинной мозг, гиппокамп, черную субстанцию, кору мозга и мозжечка), повышая эффективность ГАМК-ергического синаптического торможения. Бензо­диазепины взаимодействуют с собственным сайтом ГАМК-рецептора и не действуют на сайт связывания ГАМК и хлорионофорный протеин. Их фармакологический эффект обусловлен повышением частоты открытий хлорионного канала возбудимых мембран нейронов, а также увеличени­ем сродства (аффинности) ГАМК-рецептора к ГАМК.

Как следует из приведенного ранее материала, основными механиз­мами антидотного действия бензодиазепинов при отравлении ГАМК-ли-тиками являются: повышение эффективности обусловленного ГАМК торможения нейронов ЦНС, за счет модификации функционального состояния ГАМК-рецепторов, не связанных с ГАМК-литиками; умень­шение сродства ГАМК-рецепторов к ГАМК-литикам; понижение актив­ности ГАМК-литиков в отношении рецепторов, защищенных бензодиа-зепином. При интоксикации ГАМК-литиками бензодиазепины оказыва­ются эффективными при лечебном, но особенно при профилактическом способе применения. Так, в эксперименте, при введении за 30 мин до ДСТА феназепам (2 мг/кг) защищал от 2 и более среднесмертельных доз токсиканта. Показана их антидотная активность при отравлениях лабора­торных животных бикукуллином, пикротоксином, БЦФ.

К числу недостатков бензодиазепинов как антидотов относится их слабая эффективность при отравлениях ГАМК-литиком длительного действия норборнаном, а также выраженное и продолжительное седатив-ное, а в действующих дозах и снотворное действие. Время действия бен­зодиазепинов зависит от скорости их метаболизма микросомальными эн­зимами печени и последующей конъюгации метаболитов и составляет после однократного введения от 10 до 100 и более часов.

Барбитураты. Барбитураты — физиологические антагонисты ГАМК-литиков. Они обладают антидотными свойствами при отравлениях бику­куллином, пикротоксином, БЦФ. Мединал, барбамил и фенобарбитал проявляли антидотную активность при профилактическом (за 15 мин) и лечебном (при появлении первых признаков интоксикации) применении в условиях пероральной интоксикации лабораторных животных (крыс, кошек) БЦФ (трет-бутилбициклофосфатом) (С. И. Локтионов и соавт.). Антидотная активность различных барбитуратов не в полной мере корре­лирует с выраженностью их седативного и снотворного действия. Наибо­льшей активностью отличается фенобарбитал.

Механизм антидотного действия объясняют: потенцированием дейст­вия ГАМК на ГАМК-ергические рецепторы различных отделов ЦНС, обусловленным способностью барбитуратов увеличивать продолжитель­ность периода открытия хлорионных каналов; способностью непосредст­венно активировать хлорионные каналы, взаимодействуя в относительно высоких дозах с хлорионофорным протеином; препятствовать действию на возбудимые мембраны возбуждающих аминокислот (глутамата и др.); блокировать Са²⁺-ионные каналы, препятствуя тем самым проникнове­нию кальция из межклеточной среды внутрь нейрона, что необходимо для развития процесса возбуждения (Mg²⁺-noflo6Hoe действие) и т. д.

К числу недостатков барбитуратов, препятствующих их использова­нию в качестве средств медицинской защиты, можно отнести: недоста­точную терапевтическую широту (противосудорожное действие отчет­ливо проявляется при введении веществ в дозах, вызывающих сон, угнетение дыхательного центра); необходимость введения веществ в от­носительно больших объемах (5 и более мл).

Другие противосудорожные средства. Препараты других фармаколо­гических групп оказались недостаточно эффективными при цтравлении ГАМК-литиками. Способностью потенцировать антидотное действие бензодиазепинов и барбитуратов обладают антагонисты возбуждающих аминокислот (кетамин), некоторые блокаторы кальциевых каналов (ни-федипин и др.).