Механизмы действия противоэпилептических средств - фармакологическая регуляция психических процессов

На протяжении всей истории применения фармакологических агентов для регуляции эпилептического процесса усилия ученых направлены также и на выявление механизмов их эффектов.
Следует подчеркнуть, что только в самые последние годы удалось получить более четкую информацию и достигнуть некоторого успеха в понимании механизмов развития эпилептической активности и ее купирования.
В историческом аспекте можно выделить следующие этапы в изучении механизмов действия противоэпилептических препаратов, которые отражают постепенное накопление и углубление знаний.

1. Поиски связи между особенностями химической структуры препаратов и характером их противоэпилептического эффекта.
2. Изучение их общего влияния на основные физиологические процессы в мозге (возбуждение, торможение, пороги судорожной готовности).
3. Исследование воздействий на определенные области мозга, которые принимают участие в реализации или блокаде эпилептической активности.
4. Изучение действия антиконвульсантов на отдельные популяции нейронов мозга.
5. Определение взаимодействия препаратов с медиаторными системами мозга, их влияний на показатели ионного обмена, активность ферментов.
6. Детализированное исследование связи препаратов с рецепторами мозга, ионными каналами.

Простое перечисление основных этапов исследования дает представление о направлениях, путях прогресса в понимании механизмов действия противоэпилептических агентов. При этом одновременно происходит выяснение и механизмов возникновения и купирования эпилептической активности.
Попытки связать особенности противосудорожного действия веществ с их химической структурой остаются пока безуспешными. Еще Merrit, Putnam [1938] считали фенильную группу при 5-м атоме углерода в кольце барбитуровой кислоты основным условием для проявления противосудорожного действия фенобарбитала. Ряд авторов указывали на обязательное присутствие двух NH-групп в структуре веществ, подавляющих большие эпилептические припадки, и одной NH-группы в структуре препаратов, оказывающих преимущественное влияние на малые припадки [Woodbury, Esplin, 1959- Dreyer, 1970- Woodbury et a., 1982].

Однако появление большого числа новых эффективных фармакологических препаратов с иной химической структурой показало, что на этом пути пока не могут быть найдены ответы на вопросы об основах антисудорожного действия веществ.
Следующий этап развития исследований в этой области характеризовался более пристальным вниманием к действию антиконвульсантов на течение основных физиологических процессов в мозге. Согласно этим работам, некоторые препараты противосудорожного действия блокируют проведение возбуждения, тормозят максимальную синхронизацию быстрой активности, необходимую для начала тонических судорог, повышают порог судорожной активности [ Сараджишвили, 1964- Сараджишвили, Геладзе, 1977].
Было также выявлено, что влияние большинства антиконвульсантов, в том числе фенобарбитала, бензонала, дифенилгидантоина, фенурона и др., касается почти всех структур мозга. Однако особенно четко оно выражено в отношении подкорковых образований, ретикулярной формации, диэнцефальной области [Думенова, 1964- Сараджишвили, Геладзе, 1977- Penfield, Erickson, 1941- Ross Russel, 1975]. Показано, что снижение возбудимости этих областей мозга ведет к подавлению эпилептической активности. Обнаружена значительная чувствительность к фенобарбиталу синаптических структур мозга.
По другим данным, антиконвульсанты оказывали более выраженное влияние на кору мозга, стабилизируя мембраны дендритов [Dreyer, 1970].
Интересные сведения были получены относительно механизмов противосудорожного действия сукцинимидов, купирующих малые припадки [Местверишвили и др., 1976]. Обнаружено, что сукцинимиды оказывают возбуждающее действие на неспецифическую систему таламуса, сбивают механизмы генерации разряда типа «пик-волна» и там самым тормозят развитие малого пароксизма. Увеличение дозы этих препаратов иногда приводит к стимуляции ретикулярной формации среднего мозга и усиливает генерализованную судорожную активность.
Совершенствование техники электрофизиологических исследований позволило более подробно изучить действие противосудорожных препаратов на группы нейронов в мозге и на отдельные нервные клетки [Окуджава, 1969]. Однако полученные в этих исследованиях данные носили неоднозначный характер и не раскрывали полностью механизмы противосудорожных эффектов лекарственных препаратов.
Было обнаружено, что фенобарбитал повышает электрический порог следовых разрядов в гиппокампе и миндалевидном ядре, а также в интраламинарных ядрах таламуса и в неокортексе. Он не всегда подавляет пик-активность в эпилептогенных очагах. Дифенилгидантоин вообще слабо действует на активность нейронов в эпилептогенных очагах, но он ограничивает распространение эпилептогенной активности из этих очагов. Препарат угнетает посттетаническое потенцирование передачи нервного импульса, что отличает его от других антиконвульсантов [Woodbury, Esplin, 1959- Kutt, McDowell, 1968- Sherwin, 1973].
В таких же электрофизиологических исследованиях было показано, что и 1,4-бензоциазепины (диазепам, клоназепам) не влияют на локальный пик-активность в индуцированных эпилептических очагах у экспериментальных животных. Однако они угнетают распространение патологической активности из этих фокусов. Они подавляют спонтанную импульсацию отдельных нейронов гиппокампа и миндалевидного ядра, нейронов сенсорной и моторной областей коры [Островская, Молодавкин, 1977- Eadie, Tyrer, 1983].
Все эти наблюдения, достаточно важные для понимания влияния препаратов на различные функции мозга, тем не менее не раскрывают основы этих эффектов, не объясняют молекулярнобиологических механизмов их развития. Значительную неопределенность в понимании механизмов действия противоэпилептических препаратов хорошо демонстрирует табл. 33, приведенная в обзоре Wilder, Bruni [1982].
Неоднократно отмечалось влияние антиконвульсантов на содержание одновалентных ионов в мозге. Было показано, что препараты снижают внутриклеточное содержание натрия и тем самым способствуют понижению возбудимости мозговой ткани [Артеменко, Высоцкая, 1965- Woodbury, 1955]. Все же на пути суммарного исследования содержания ионов натрия и калия в гомогенатах мозга или его областей не было выявлено сколько-нибудь четких данных об основных механизмах действия противосудорожных агентов.
Последовательно и настойчиво изучалось участие медиаторных систем мозга в развитии эпилептической активности и в ее блокаде фармакологическими препаратами. При этом внимание исследователей привлекала последовательно система ацетилхолина, норадреналина, дофамина, серотонина, ГАМК. Результаты этих исследований носят неоднозначный характер. Не вызывает сомнения факт вовлечения медиаторных систем мозга, участвующих в регуляции любой функции мозга, в эпилептический процесс. Однако до сих пор остается неясным целый ряд вопросов:

1. первичный или вторичный характер носит изменение функционирования той или иной медиаторной системы при эпилепсии;
2. предшествует ли это нарушение возникновению эпилептической активности или является следствием болезненного процесса;
3. какая из медиаторных систем вовлекается в патологический процесс вначале, а какие изменяют свою функцию вторично вследствие нарушения баланса медиаторов.

Все эти вопросы касаются и участия медиаторных систем в осуществлении эффектов противоэпилептических препаратов. Относительно каждой медиаторной системы были получены как положительные факты, подтверждающие ее ведущую роль в механизмах действия антиконвульсантов, так и факты, отрицающие это.
Накопление фактического материала идет преимущественно следующими путями:
Таблица 33. Эффекты противоэпилептических препаратов [Wilder, Bruni, 1982]

1. в процессе изучения влияний известных антиконвульсантов на медиаторные системы мозга;
2. при использовании медиаторных средств, их агонистов, антагонистов для подавления эпилептической активности в клинике и эксперименте;
3. путем применения веществ, нарушающих синтез и накопление медиаторов (например, резерпина, тетрабеназина, альфа-метилтирозина, альфа-метил-ДОФА, пара-хлорфенилаланина и пр.), при экспериментальном изучении действия антиконвульсантов.

Интерес исследователей прежде всего привлекла проблема связи эпилептической активности с функцией холинергической системы мозга, первой в хронологическом порядке изученной медиаторной системой.
Участие ацетилхолина (АХ) в патогенезе эпилепсии не вызывало сомнений, однако суть и первичность изменений в системе АХ остается не совсем ясной до сих пор. Одни авторы находят в эпилептических очагах, созданных различными экспериментальными приемами, накопление ацетилхолина и повышенную активность ацетилхолинэстеразы. Другие, напротив, регистрировали снижение активности холинэстеразы или вообще не обнаруживали сдвигов в системе ацетилхолина [Миротворская, 1972- Tower, 1974].
Ряд исследователей подчеркивают необходимость дифференцированного исследования содержания ацетилхолина в разные фазы припадка и при различной локализации очага [Ветрогон, Арчвадзе, 1964- Погодаев, 1973- Захария, 1974- Гусель, 1975, 1976, 1977]. Например, Е. А. Захария обнаружил повышение активности холинэстеразы в фазе двигательного возбуждения и клонические судорог у крыс с аудиогенными пароксизмами, в то же время она снижалась в фазе тонических судорог.
В. А. Гусель, изучая влияние агонистов и антагонистов ацетилхолина на активность эпилептического очага, пришел к выводу о положительном противоэпилептическом действии холиномиметиков при локализации очага в гиппокампе.
В противоположность этому другие авторы указывали на некоторое противосудорожное действие холинолитиков [Воробьев, 1965, 1970- Schneider et al., 1975]. Анализ данных, полученных в разное время, указывает, с нашей точки зрения, на сложный характер изменений в системе ацетилхолина при эпилепсии и при действии антиконвульсантов. Скорее всего, она вовлекается в патологический процесс вторично. Одновременно и отсутствие выраженных холинергических свойств у наиболее активных противосудорожных средств, крайне слабое и сомнительное действие на эпилептическую активность холиномиметиков и холинолитиков не Дают возможности считать основными механизмами противосудорожного эффекта фармакологических средств влияние на холинергическую систему мозга. Однако это не исключает ее участия в формировании отдельных компонентов (например, седативного) в спектре активности противосудорожных средств.
Вопрос о влиянии моноаминергических систем мозга на эпилептический процесс постоянно обсуждается в литературе. Полученные различными исследователями данные носят также неоднозначный характер. Было показано, что пониженное содержание норадреналина и серотонина коррелирует с повышением судорожной готовности мозга и усилением действия судорожных агентов [Ветрогон, 1974- Арушанян, 1969, 1975, 1976- Chimote, Moghe, 1977- Kobayashi, Mori, 1978- Jobe, Laird, 1981].
Повышение уровня этих медиаторов в мозге, напротив, ведет к определенному ослаблению эпилептической активности. Имеются немногочисленные указания на связь между повышенным содержанием в некоторых областях мозга дофамина и эпилептической активностью. Понижение концентрации дофамина должно вести к противоэпилептическому действию веществ [Mendel et al., 1975]. Однако это не всегда подтверждается.
Для более детального изучения роли моноаминергических систем мозга в регуляции эпилептогенеза часто используются препараты, нарушающие синтез и накопление медиаторов. При этом также находили, что введение этих веществ в организм, истощая запасы моноаминов в мозге, вызывает повышение судорожной готовности и усиление действия различных конвульсантов [R`udzik, Mennear, 1966- Kobayashi, Mori, 1978].
В то же время имеются сведения о неоднозначном отношении медиаторов к судорожному синдрому, вызванному различными агентами. Так, было обнаружено, что ацетилхолин проявляет свойства тормозного медиатора при коразоловых судорогах и возбуждающего — при пикротоксиновых. Норадреналин тормозит развитие судорожного эффекта коразола, бемегрида, новокаина и усиливает эффект пикротоксина. Дофамин облегчает конвульсивное действие бемегрида и новокаина. Вещества, снижающие содержание триптамина и серотонина в мозге (пара-хлорфенилаланин и метисергид) облегчают появление коразоловых и никотиновых, но предупреждают развитие бемегридовых судорог [Chimote, Moghe, 1977]. Это указывает на значительную сложность вопроса о роли указанных медиаторных систем в регуляции эпилептической активности и механизмах действия противосудорожных препаратов.
К такому же выводу пришли Jobe, Laird [1981], проанализировавшие экспериментальные исследования изменений медиаторных систем мозга у животных с генетической предрасположенностью к эпилепсии. С этой целью изучались различные животные с генетически обусловленным повышением судорожной готовности мозга: крысы- мыши Е1-линни, ДВA/2j- песчанки- цыплята линий FD, рх- собаки-бигли- обезьяны-бабуины. У всех этих животных судорожный синдром возникает в ответ на действие внешних раздражителей — звука, фотостимуляции, болевой, тепловой стимуляции. Только у собак-биглей судороги развиваются спонтанно. При исследовании содержания медиаторов в различных областях мозга были получены неоднозначные результаты по каждому медиатору.
Большинство исследований констатируют сниженное содержание норадреналина в среднем мозге, в области моста, в спинном мозге у крыс и мышей, чувствительных к аудиогенному стимулу. Препараты, уменьшающие содержание моноаминов в мозге (Ro4-1284, дисульфирам, 6-оксидофамин и др.), повышают судорожную готовность мозга, утяжеляют течение судорожного припадка. Селективное уменьшение содержания норадреналина особенно четко сопровождается усилением эпилептической активности, появлением судорожных реакций и у тех животных, которые до этого не давали такого ответа на аудиогенный раздражитель. Активность фермента, метаболизирующего моноамины в мозге — МАО, оставалась у этих крыс неизменной- активность тирозингидроксилазы была повышенной. В то же время получены данные и противоположного характера. Так, у собак-биглей со спонтанными судорожными припадками вообще не обнаружено каких-либо изменений в содержании норадреналина в мозге. У крыс с генетической предрасположенностью к аудиогенным судорожным припадкам стимуляторы альфа2-адренорецепторов, уменьшающие высвобождение норадреналина, оказывали не провоцирующее, а защитное противосудорожное действие. Такое же антиконвульсивное влияние обнаружено у альфа-метилтирозина и диэтилдитиокарбамата, которые уменьшают уровень эндогенного норадреналина.
Еще больше противоречий в вопросе о роли дофамина в регуляции эпилептической активности у генетически предрасположенных животных. Большинство исследователей считают, что дофамин не участвует в модуляции судорожных реакций. Предшественник дофамина Л-ДОФА, хорошо проникающий через гематоэнцефалический барьер, в сочетании с ингибиторами МАО не влияет на эпилептические реакции у крыс. В то же время у мышей линии ДBA/2j с повышенной чувствительностью к звуковому раздражителю содержание дофамина увеличивается параллельно ослаблению судорожных реакций — с 3 недель жизни, когда судорожные реакции отмечаются у 94% животных до 6 недель (когда этот показатель уменьшается до 30%), и еще более заметно увеличивается до 12 недель, когда ни одно животное не дает аудиогенной судорожной реакции. У этих же животных Л-ДОФА и апоморфин уменьшают судорожные реакции. Агонисты дофамина — апоморфин, N-н-проиилнорапоморфин, эргокортин и эргометрин — уменьшают судорожный синдром у фоточувствительных обезьян-бабуинов. В то же время внутримозговое введение этим животным дофамина или Л-ДОФА не влияет на судорожную реакцию.
Обнаружено низкое содержание дофамина у FD-цыплят и без изменений — у собак-биглей со спонтанными судорогами. Антагонист дофамина галоперидол увеличивал судорожную готовность мозга у песчанок.
Выявлен дефицит серотонина у большинства групп животных с генетической предрасположенностью к эпилептическим нарушениям. Препараты, нарушающие синтез серотонина (парахлорфенилалаиин, парахлорметамфетамин), усиливают судорожные реакции крыс и мышей на аудиогенный раздражитель. Введение предшественника серотонина — 5-окситриптофана вместе с ингибиторами МАО защищает этих животных от действия эпилептогенного агента.
Роль ацетилхолина в регуляции судорожной активности у генетически предрасположенных линий животных не однозначна. Обнаружено повышение плотности холинергических рецепторов у мышей линии ДВА/2] по сравнению с мышами СВА-В1/6, резистентными к действию судорожного агента. У El-мышей отмечен высокий уровень ацетилхолина в мозге, а FD-цыплята отличаются повышенной чувствительностью к ингибитору холинэстеразы физостигмину. В противоположность этому обнаружено противосудорожное действие м-холиномиметика оксотреморина у крыс и мышей с повышенной судорожной готовностью, в то время как холинолитик скополамин подавлял противоэпилептический эффект оксотреморина.
В большинстве работ выявлено снижение уровня ГАМК, таурина, глицина у мышей и крыс с генетически повышенной чувствительностью к судорожным агентам. Таурин, ГАМК, глицин оказывают противосудорожное действие на этих животных. Однако есть данные и противоположного характера: у мышей линии Е1 содержание глутамина, глутамата было сниженным, а ГАМК — повышенным- у собак-биглей не обнаружено изменений в содержании ГАМК в мозге. Эпилептогенез связывают также с эффектами некоторых пептидов — соматостатина и вазоактивного кишечного пептида.
Таким образом, исследования животных с генетической предрасположенностью к эпилептическим реакциям не позволяют выявить какой-то общий медиаторный механизм эпилептогенеза. Возможно, что при разных типах эпилептического синдрома страдают различные медиаторные системы мозга. Также сложно решить вопрос об участии медиаторов в опосредовании эффектов наиболее активных противоэпилептических препаратов.
На примере одного из наиболее активных антиконвульсантов дифенилгидантоина можно ясно увидеть, насколько неоднозначно участие медиаторов в осуществлении его эффектов. В подробном обзоре литературы по этому вопросу Eadie, Tyrer [1983] справедливо указывают на противоречивость данных, полученных разными исследователями. Так, дифенилгидантоин нарушает выделение ацетилхолина, понижает в высоких дозах и повышает в низких выделение этого медиатора, увеличивает его содержание в одних областях мозга и понижает в других. Согласно результатам ряда исследований, дифенилгидантоин повышает уровень серотонина и норадреналина в мозге, ингибирует МАО, увеличивает их синтез. По данным других авторов, препарат не влияет на содержание этих медиаторов или изменяет их противоположным образом в разных областях мозга.
Наш экспериментальный материал также указывает на то, что системы моноаминов мало участвуют в осуществлении эффектов противосудорожных средств. Препараты, уменьшающие содержание моноаминов в мозге (резерпин, альфа-метилтирозин, альфа-метил-
ДОФА, пара-фдорфенилаланин), мало влияли на противосудорожное действие фенобарбитала, дифенилгидантоина, диазепама на моделях электросудорожного и коразолового припадков. Их эффективные дозы, определенные без введения и после введения медиаторных средств, различались мало.
Анализ литературных и собственных данных позволяет считать, что системы ацетилхолина и моноаминов не являются определяющими в возникновении и блокаде эпилептической активности, в механизмах действия противосудорожных средств. Изменения их функционального состояния не столь глубоки и очевидны и, вероятно, возникают вторично в результате нарушений в других системах мозга.
Сравнительный фармакологический анализ, сопоставление экспериментальных и клинических наблюдений поддерживают эти выводы. Они могут быть суммированы следующим образом.

1. Известные и наиболее эффективные противосудорожные препараты не обладают четко выраженными холинергическими или моноаминергическими свойствами.
2. Агонисты и антагонисты этих медиаторов не являются активными антиконвульсантами. Их применение в клинике эпилепсии носит эпизодический и вспомогательный характер.

Особое место в исследовании механизмов действия противосудорожных препаратов занимает вопрос об участии ГАМК и глицина в блокаде эпилептической активности и в осуществлении основных эффектов антиконвульсантов. Сама физиологическая роль ГАМК как тормозного медиатора указывала на возможное регулирующее влияние этой аминокислоты в блокаде эпилептической активности. Однако длительное время не удавалось детализировать пути ее воздействия на эпилептический процесс. Расшифровка механизмов участия системы ГАМК в возникновении и блокаде эпилептической активности продолжается и в настоящее время.
За время, прошедшее с момента открытия шунтированного пути синтеза ГАМК, стала понятной связь между нарушением образования ГАМК и развитием эпилептических расстройств. Было показано, что недостаток витамина В6 в пище, введение в организм антагонистов витамина В6 или веществ, инактивирующих пиридоксал-5-фосфат (например, гидразинов), приводят к возникновению судорог. Изменения в системе ГАМК могут различными путями индуцировать развитие эпилептической активности: нарушения в синтезе глютаминовой кислоты — уменьшение синтеза ГАМК — сдвиги в балансе аминокислот — изменение концентрации одновалентных ионов в мозге [Сарджишвили и др., 1970, 1977- Сытинский, 1977- Schechter, Tranier, 1977].
Изменения в системе тормозного медиатора могут вызывать определенные сдвиги активности других медиаторных систем, в частности моноаминергических [Hokfelt et al., 1976- Haefeky, 1978- Starr, 1978- Woodbury et al., 1982- Ward et a., 1983]. В этом свете новую окраску получают сведения о роли норадреналина и дофамина в регуляции эпилептической активности.
Результатом обнаруженных изменений системы ГАМК при эпилепсии должно было быть выраженное противоэпилептическое действие препаратов этих аминокислот. Также можно было ожидать, что наиболее эффективные антиконвульсанты осуществляют свое защитное действие через систему ГАМК. Однако длительное время не удавалось получить убедительных и однозначных данных в пользу этого положения.
В экспериментальных работах одних авторов было показано защитное влияние ГАМК, БОГАМК и других ее производных при судорогах, вызванных коразолом, пикротоксином, бикукуллином, семикарбазидом, стрихнином, максимальным электрошоком, аудиогенным раздражителем и другими судорожными агентами [Ильюченок, Винницкий, 1965- Хаунина, 1978- Kreindler, 1965- Sawaya et al., 1978]. Согласно другим данным, ГАМК и ее производные не эффективны при судорожном синдроме у животных, подвергшихся воздействию пикротоксином, стрихнином, аудиогенным раздражителем [Schechter, Tranier, 1977 г. Проверка ГАМК и ряда ее солей в нашей лаборатории также не обнаружила у этих соединений выраженных противосудорожных свойств на различных моделях, созданных максимальным электрошоком, коразолом, стрихнином, бикукуллином, аппликацией на сенсомоторную область коры пенициллина, электростимуляцией сенсомоторной зоны коры мозга.
В клинике наряду с благоприятным действием препаратов ГАМК и глютаминовой кислоты при введении внутрь и в спинномозговую жидкость больным эпилепсией [Громов, 1976- Сытынский, 1977- Ross Russel, 1975] отмечается и крайне слабый противосудорожный эффект этих препаратов, а иногда даже способность провоцировать судорожные припадки у детей [Ремезова, 1965- Фупдылер, 1967]. Поэтому в большинстве работ, посвященных лечению эпилепсии ГАМК и ее производные, упоминаются лишь как возможные средства сопутствующей терапии, не заменяющей действия базисных противосудорожных средств.
Имеются данные (табл. 34) о благоприятном действии ГАМК и ее агонистов лишь при создании высоких концентраций этих препаратов в среднем мозге, и особенно в черной субстанции [Iadarola, Gale, 1982]. Внутримозговое введение ГАМК, мусцимола и других агонистов оказывало противосудорожное действие только в случае инъекции препаратов в средний мозг, причем эффект был наибольшим при введении в черную субстанцию. Введение ГАМК и ее агонистов в отделы заднего мозга оказывалось неэффективным.
Все это позволяет считать, что между системой ГАМК и механизмами регуляции эпилептической активности существует не прямая, а опосредованная, более сложная связь. Вывод о не совсем однозначной роли ГАМК подтверждается и работами, изучающими возможный ГАМКергический механизм действия противосудорожных препаратов. Если для транквилизаторов — производных 1,4-бензодиазепина метиндиона, вальпроевой кислоты — показано преимущественное участие системы ГАМК в осуществлении их эффектов, а в последние годы уточнены связи бензодиазепинового
Таблица 34 Влияние введения агонистов ГАМК в покрышку среднего мозга на судорожный синдром у крыс [Iadarola, Gale, 1982]

* Разница с контролем статистически достоверна при Р<0,05
** Оценка 0 соответствует отсутствию судорожных проявлений, 0,5 — слабые клонические судороги, 1—3 — усиление клонических судорог до их максимальной выраженности, при оценке 3 имеется и тонический компонент судорожного припадка
и ГАМК-рецепторов, то для других противосудорожных препаратов этот вопрос решается не совсем просто [Германе и др., 1978- Rump, 1980].
Так, влияние дифенилгидантоина на обмен ГАМК в мозге до сих пор вызывает сомнения. Согласно одним данным, этот препарат повышает содержание ГАМК в мозге, усиливает синтез, повышает интенсивность выделения ГАМК нейронами, а также поглощение ГАМК и его предшественника синаптосомами. Другие эксперименты дают противоположные результаты — дифенилгидантоин снижает содержание ГАМК в некоторых областях мозга или не влияет на выделение и поглощение медиатора [Olsen et al., 1977- Sawaya, 1978- Eadie, Tyrer, 1983].
Длительное время связь эффектов барбитуратов с влиянием на ГАМКергическую систему мозга оставалась также неясной. Их воздействие на содержание ГАМК, синтез, выделение, поглощение вызывало противоречивые оценки. В целенаправленных электрофизиологических экспериментах было показано, что производные барбитуровой кислоты в концентрациях, вызывающих противосудорожное и общеугнетающее действие, блокируют возбудительные ответы нейронов, не влияют на тормозные, усиливают эффекты ГАМК [Haefely, 1978, Guidotti, 1978- Nicoll, 1978]. Сравнивая действие бензодиазепинов и барбитуратов, эти авторы пришли к заключению, что первые влияют на опосредованное ГАМК синаптическое торможение, а вторые — на синаптическое возбуждение. Барбитураты могут потенцировать эффекты ГАМК разными путями: а) действуя прямо на рецепторы ГАМК- б) затрудняя смещение ГАМК с рецептора- в) блокируя обратный захват медиатора [Nicoll, 1978].

Только в последние годы получены более точные данные о взаимодействии барбитуратов с системой ГАМК. С этой точки зрения особый интерес представляют работы, рассматривающие влияние барбитуратов на каналы хлора и его связь с комплексом ГАМК- бензодиазепин—рецептор-ионофор [Huang, Barker, 1980- Tickn, 1981- Miyamoto et al., 1982- Ward et al., 1983].
Показано, что барбитураты продлевают существование этого комплекса и усиливают активацию хлорных каналов ГАМК. Они увеличивают специфическое связывание бензодиазепинов с рецепторами. Барбитураты имеют свои места связывания, которые находятся в непосредственной связи со всем комплексом ГАМК-бензо-диазепин-рецептор-ионофор. Эти места метятся 3Н-альфа-дигидро- пикротоксином, причем барбитураты ингибируют связь этого радиолиганда с мембранами мозга. Отличие мест связывания барбитуратов от рецепторов ГАМК и бензодиазепинов подтверждается специальным исследованием. Так, барбитураты и агонист ГАМК— мусцимол увеличивают связывание меченого диазепама с мембранами мозга. Однако их эффект аддитивен. Действие мусцимола блокируется ( + ) бикукуллином, но не пикротоксином, в то же время эффект барбитуратов подавляется обоими агентами (табл. 35).
Открытие комплекса барбитурат — бензодиазепин — ГАМК — рецептор- ионофор подтверждает сложный и непрямой характер взаимодействия антиконвульсантов с системой ГАМК. Пока не ясно, каким образом существование и функционирование этого комплекса опосредуют седативные или противосудорожные эффекты барбитуратов. Также не ясно, имеется ли существенная разница в связи с этим комплексом барбитуратов, обладающих различным спектром активности, в том числе препаратов без выраженных противоэпилептических свойств.
В плане уточнения молекулярных механизмов действия антиконвульсантов имеют значение обнаруженные специфические места связывания отдельно для фенобарбитала и дифенилгидантоина [Myamoto et al., 1982- Ward et al., 1983]. Причем наибольшее количество мест связывания выявлено для второго препарата в
Таблица 35. Влияние пентобарбитала и мусцимола на связывание 3Н-диавепама мембранами мозга [Ticku, 1981]

митохондриальной фракции мозга. Обнаружены также общие места связывания для дифенилгидантоина и глюкокортикоидов в клетках пегких, печени, тимоцитов у мышей линии A/j [Katsnmata et al., 1982]- Комплекс дифенилгидантоип—белок адсорбируется ДНК — целлюлозой и внедряется в клеточное ядро. При этом выявлена способность и глюкокортикоидов, и дифенилгидантоина угнетать продукцию простагландинов в тимоцитах. Возможно, один и тот же рецептор опосредует и тератогенное действие препаратов, и их угнетающее влияние на синтез простагландинов. Задача состоит в выяснении роли этих мест связывания антиконвульсантов в опосредовании их фармакологической активности. Также важно уяснить взаимоотношения указанных мест связывания с комплексом ГАМК- бензодиазепин-рецептор-ионофор.
Таким образом, идет постоянное накопление и углубление знаний о механизмах противосудорожного действия веществ. На данном этапе прогресс связан с выявлением специфических мест связывания фармакологических агентов с мембранами мозга.
В определенной связи с этими данными находятся и результаты исследований, проведенных в нашей лаборатории и направленных на выяснение некоторых механизмов действия противосудорожных препаратов.
В данном случае также использован многопрофильный сравнительный анализ. Уже подчеркивалось существующее противоречие между экспериментальными и клиническими данными о действии 1,4-бензодиазепинов и классических противосудорожных средств на эпилептический процесс. В большинстве экспериментальных работ подчеркивается, что препараты — производные 1,4-бензодиазепина оказывают более выраженное противосудорожное действие, чем классические антиконвульсанты, такие, как фенобарбитал,  дифенилгидантоин. И действительно, противосудорожные дозы бензодиазепинов во всех тестах значительно меньше эффективных доз собственно противоэпилептических средств [Вихляев, Клыгуль, 1966- Германе и др., 1978- Gluckman, 1971- Dam Mogens, Kiorboe, 1975]. Отсюда понятна позиция большинства исследователей, которые не делают существенных различий между этими группами препаратов и прямо относят бензодиазепины в разряд противосудорожных средств. В то же время в клинике нашли применение только отдельные бензодиазепины, в основном для купирования эпилептического статуса, о чем уже упоминалось. Такое противоречие в выводах экспериментальных и клинических исследований Дало нам основания предположить, что применяющийся в эксперименте набор тестов является недостаточно адекватным. Опыты на здоровых животных, а также животных с повышенной судорожной Реактивностью с применением воздействия судорожным агентом, по всей видимости, не отражают всей полноты сдвигов, происходящих в мозге при истинном эпилептическом процессе. А поэтому оценка на таких моделях противоэпилептического действия веществ дает неполную информацию.

Ввиду того что экспериментальные работы большинства авторов преимущественно касались одного препарата или одной группы препаратов, сравнительные данные получить было трудно. Поэтому нами получены собственные сравнительные данные по действию разных групп препаратов на описанные выше модели судорожного синдрома. При этом было выяснено, что применяющиеся в экспериментальных работах наборы тестов дают суммарную, малодифференцированную оценку противосудорожного действия препаратов. Они лишь позволяют выявить наличие и выраженность противосудорожного эффекта веществ, но не обнаруживают различий в действии разных групп веществ, не характеризуют уровень и механизмы развития этих эффектов.
По существу, одинаковое антиконвульсивное действие в этих тестах оказывали и противоэпилептические препараты, и транквилизаторы, и указанные выше нейролептики и антидепрессанты с седативными свойствами. Имеются лишь некоторые различия в эффективных дозах. При этом транквилизаторы почти во всех тестах оказываются активнее фенобарбитала — эталонного и наиболее сильного антиконвульсанта.
Попытки найти более адъективную модель, которая смогла бы выявить в эксперименте различия в действии разных групп препаратов, которые так четко обнаруживает клиника, привели нас вначале к изучению возникновения и распространения судорожного разряда, а затем к опытам на пейсмекерных нейронах моллюска [Лаврецкая и др., 1981].
В первой серии экспериментов на крысах с вживленными электродами в двигательную зону коры обоих полушарий (проекционную зону задней конечности) определены пороги: а) реакции последействия- б) изолированного сокращения контралатеральной конечности, в) генерализованного судорожного припадка (табл. 36).
Уже эта серия экспериментов показала, что группа антиконвульсантов, особенно фенобарбитал, бензонал, действуют в большей степени на возникновение судорожного разряда и в меньшей степени влияют на его распространение. Дифенилгидантоин в одинаковой степени подавляет возникновение и распространение эпилептического разряда. Остальные группы препаратов — транквилизаторы, нейролептики и антидепрессанты с противосудорожными свойствами — блокируют в основном распространение судорожной активности. Это хотя и весьма неполная, поверхностная, но все же достаточно убедительная дифференциация препаратов, способных блокировать эпилептическую активность.

Таблица 36. влияние фармакологических препаратов на возникновение и распространение судорожного разряда

Примечание. Взяты дозы препаратов, которые подавляют тоническую фазу электросудорожного припадка в тесте максимального электрошока у мышей. В скобках указан процент к контролю
Вторая серия экспериментов на пейсмекерных нейронах моллюска Ilellix pomatia дала еще более ценную информацию [Балабан, 1978- Лаврецкая и др., 1981]. Выбор этого объекта диктовался следующими соображениями. Пейсмекерную активность нейронов можно рассматривать как аналог эпилептической активности нейронов в условиях патологии. Возможность такой аналогии можно подтвердить целым рядом электрофизиологических исследований на отдельных нейронах, целостных животных и человеке.
В работах Ward показано, что у обезьян с хроническим эпилептическим очагом в мозге можно выделить три группы нейронов. Первая группа нейронов — пейсмекерных — обладает спонтанной «вспышечной», патологической активностью. Нейроны второй группы не обнаруживают пейсмекерной «вспышечной» активности, но на ортодромную стимуляцию отвечают вспышками из нескольких спайков ПД. Третья группа — это нормальные нейроны, которые не обладают пейсмекерной активностью, а на один ортодромный стимул отвечают одним спайком. Имеется прямая зависимость между количеством «вспышечных» пейсмекерных и легко возбудимых нейронов и длительностью существования эпилептического очага, а также частотой судорожных припадков. При частых припадках количество нейронов первой группы может существенно возрастать.
Сходные результаты получены Т. С. Степановой и К. В. Грачевым в серии исследований больных эпилепсией с вживленными внутримозговыми электродами. Авторы пришли к выводу, что эпилептизация мозга идет через этапы: «эпилептический» нейрон— эпилептический фокус—эпилептическая система—эпилептический мозг. Они показали, что критическая величина нейронной популяции, способной функционировать как триггирующий фокус, реализующий пароксизмальные эпилептические проявления, составляет 103-10-5 клеток.
Другое соображение базировалось на удобстве изучения нейронов моллюска, которые отличаются большими размерами, хорошо
идентифицированы и изучены [Сахаров, 1974- Балабан, 1978]. Это позволяет с уверенностью проводить эксперименты на одних и тех же нейронах.
Результаты данной серии экспериментов показали, что только классические антиконвульсанты во всех случаях подавляют пейсмекерную активность нейронов (см. рис. 12). При этом одновременно они вызывают гиперполяризацию мембраны. Совпадение кривых импульсной активности нейронов и изменений трансмембранного потенциала (ТМП) свидетельствует о взаимосвязи этих явлений. Эффективные концентрации антиконвульсантов составляют 5-10-5—1 - 10-4 М. Наиболее активным оказался фенобарбитал- в убывающем порядке следуют бензонал, гексамидин, дифенилгидантоин. В отличие от других антиконвульсантов производные сукцинимидов (этосуксимид, суксилеп) в низких концентрациях вначале вызывают увеличение частоты импульсной активности без заметной деполяризации мембраны. На 25—30-й минуте перфузии этот эффект сменяется снижением средней частоты импульсов, одновременно с этим регистрируется группировка потенциалов действия в «пачки». В более высокой концентрации препарат почти полностью подавляет активность нейрона в основном за счет катодической депрессии.

Рис. 11. Изменение пейсмекерной активности нейронов моллюска Helix pomatia и трансмембранного потенциала (ТМП) под влиянием 2-10~4 М фенобарбитала.
Бензодиазепины в большинстве экспериментов не подавляют пейсмекерную активность нейронов, а в некоторых случаях усиливают ее (рис. 11). Важно отметить также, что транквилизаторы не блокируют разряды в нейронах, вызванные перфузией 0,1—0,05%-ном коразолом. В то же время на целостных животных эти препараты демонстрируют высокую антикоразоловую активность. Между тем группа антиконвульсантов оказалась наиболее эффективной и в опытах с коразолом- все препараты данной группы блокируют разряды в нейронах, вызванные перфузией этим судорожным ядом. Нейролептики и антидепрессанты во всех концентрациях не блокируют пейсмекерную активность нейронов, а в большей части экспериментов даже усиливают ее.
Важно подчеркнуть, что впервые опыты на пейсмекерных нейронах дали экспериментальный материал о наиболее высокой противосудорожной активности фенобарбитала, что полностью соответствует клиническому опыту. Это подтверждает адекватность избранной модели пейсмекерных нейронов — для изучения и дифференцирования противоэпилептических препаратов.
При изучении на этих же нейронах влияния фармакологических агентов на эффект ортодромной стимуляции выяснено, что имеются различия и в самой группе антиконвульсантов. Фенобарбитал, бензонал, гексамидин не оказывают на него заметного действия, в то время как дифенилгидантоин подавляет ответы на ортодромную стимуляцию. Это подчеркивает различия в механизмах противосудорожного действия препаратов из групп барбитуратов и гидантоина. Дифенилгидантоин уступает фенобарбиталу в подавлении пейсмекерной активности нейрона, но в то же время обладает дополнительным действием, не присущим фенобарбиталу. Он подавляет не только возникновение, но и распространение судорожного разряда. Таким образом, прежние электрофизиологические исследования, указавшие на преимущественное влияние дифенилгидантоина на распространение эпилептической активности, могут быть существенно уточнены благодаря исследованиям на отдельных нейронах. К выводу о преимущественном влиянии некоторых антиконвульсантов на спонтанную активность нейронов пришли  исследователи, изучавшие эффекты дифенилгидантоина и триметина  на «вспышечных» нейронах различных моллюсков и других беспозвоночных.
Наши данные о специфическом, избирательном влиянии противосудорожных препаратов на эндонейрональную активность, возникающую в соме пейсмекерных нейронов, дают также основания говорить и об особом механизме этого эффекта. Способность блокировать эту «вспышечную» активность нельзя связать ни с одним из известных механизмов блокады возбуждения в мембране. Попытка объяснить этот эффект блокадой натриевых, кальциевых токов в мембране оказывается неудачной. При проверке этого положения выясняется, что известные и наиболее активные блокаторы натриевых каналов не подавляют пейсмекерную активность нейронов. Это касается и нейролептиков, и местных анестетиков. С другой стороны, блокаторы натриевых каналов мембраны не обладают и существенными противосудорожными свойствами.
Чтобы понять механизм действия антиконвульсантов на внутриклеточную активность пейсмекерных «вспышечных» нейронов, который, вероятно, лежит в основе противосудорожной и антиаритмической активности веществ, важно выяснить механизмы самой спонтанной активности этих нейронов.
Следует отметить, что, несмотря на значительный прогресс нейрофизиологии в понимании механизмов электрической возбудимости нейрональных мембран, основы пейсмекерной активности нейронов До конца не расшифрованы. На этот счет высказывались различные предположения: а) о преимущественном участии натриевого механизма мембраны- б) о заинтересованности электрогенного натриевого насоса- в) о преобладающем значении активного транспорта хлора- г) о регулирующей роли ионов кальция- д) циклических изменениях калиевой проводимости [Соколов, Тавхелидзе,  1981- Yunge, Stephens, 1973- Johnston, Ayala, 1975].

Все исследователи приходили к выводу о том, что механизмы возникновения медленных осцилляций мембранного потенциала не зависят от ионных каналов, которые обеспечивают генерацию потенциалов действия. Все факторы и фармакологические агенты, влияющие на последние, не блокируют развития «вспышечной» активности нейронов.
По мнению некоторых авторов, для объяснения медленных осцилляций в пейсмекерных нейронах необходимо учесть периодическое возрастание калиевой проводимости мембраны на фоне стабильной высокой проводимости мембраны для ионов натрия. Однако не исключено, что в основе медленных осцилляций лежат циклические изменения как натриевой (возможно, и кальциевой), так и калиевой проводимости мембраны пейсмекерных нейронов [Магура, 1981- Gola, 1976].
Показано, что для вольт амперных характеристик пейсмекерных нейронов характерна область отрицательного сопротивления. При реполяризации мембраны область отрицательного сопротивления уменьшается. Наличие этой области отрицательного сопротивления связывают с активацией каналов медленного входящего тока. Исчезновение или уменьшение области отрицательного сопротивления рассматривают как результат инактивации этих каналов [Магура, 1981- Wilson, Wachtel, 1974- Gola, 1976]. За активацией указанных каналов следует медленная активация калиевых каналов и рост выходящего тока.
Интересно, что перфузия судорожным агентом, например коразолом или стрихпином, превращает «молчащий» нейрон в пейсмекерный «вспышечный», при этом в его вольт амперных характеристиках появляется область отрицательного сопротивления [Chalazonitis, Takeuchi, 1968- Jolmston, Ayala, 1975- Kreisman et al. 1977].
Это положение подтвердилось и в наших экспериментах. Различные нейроны по-разному реагируют на дей