Диссертация (Нейропротекторные эффекты органических солей лития)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ«ИВАНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ»МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИНа правах рукописиПРОНИН Артем ВикторовичНЕЙРОПРОТЕКТОРНЫЕ ЭФФЕКТЫ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЛЕЙ ЛИТИЯ14.03.06 — фармакология, клиническая фармакологияДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степеникандидата медицинских наукнаучный руководитель:доктор медицинских наук, профессорГромова Ольга АлексеевнаИваново — 20192ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................. 4Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................

141.1. Современные представления о литии ............................................................. 141.2. Молекулярные маршруты осуществления нейропротективных эффектовлития ........................................................................................................................ 161.3. Экспериментальные и клинические подтверждения нейропротективныхэффектов лития при ишемии головного мозга ...................................................... 361.4. Экспериментальные и клинические эффекты лития принейродегенеративных заболеваниях ...................................................................... 401.5. Другие направления использования лития в клинической медицине ........... 441.6.

Роль лигандов в составе солей лития .............................................................. 471.7. Витамин С и его нейропротекторные свойства .............................................. 491.8. Стресс-протективное действие органических солей лития ........................... 55Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ........................................................................ 572.1 Изучение распределения лития в биосубстратах при использованииорганических солей лития ...................................................................................... 572.2 Моделирование нейродегенеративного повреждения нейронов головногомозга крыс ...............................................................................................................

62Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ ...................... 693.1 Оценка фармакокинетических параметров биораспределения лития приприёме органических солей .................................................................................... 693.1.1 Биораспределение лития при приёме аскорбата лития ............................. 693.1.2.

Биораспределение лития при приёме цитрата лития ............................... 783.1.3 Сравнительный анализ биораспределения лития при приёмеорганических солей .............................................................................................. 873.2. Оценка влияния солей лития на выживаемость культивированныхзернистых нейронов мозжечка ............................................................................... 893.2.1.

Оценка влияния солей лития на выживаемость культивированныхзернистых нейронов мозжечка без воздействия глутамата ............................... 8933.2.2. Оценка влияния солей лития на выживаемость культивированныхзернистых нейронов мозжечка в условиях глутаматного стресса .................. 107ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................ 127ВЫВОДЫ .................................................................................................................

131ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ................................................................... 132СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ............................. 133СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................................ 1344ВВЕДЕНИЕАктуальность научного исследованияСреди патологий нервной системы особое место занимают хроническиенейродегенеративные заболевания (НДЗ), под которыми понимают наследственные или спорадически встречающиеся прогрессирующие нарушения функцийнервной системы, связанные с дегенеративными изменениями и гибелью нервных клеток.Десятки миллионов людей в мире и миллионы в России страдают хроническими НДЗ, к которым относятся болезнь Паркинсона (БП) (Гехт А.

Б. и др., 2014;Pringsheim T. et al., 2014), болезнь Альцгеймера (БА), болезнь Гентингтона (БГ) имногие другие (Гусев Е. И., 2002; Парфенов В. А. и др., 2014; Угрюмов М. В., 2010;Федорова Н. В. и др., 2012). НДЗ быстро прогрессируют, что заканчивается инвалидизацией и летальным исходом больных. Деменцией страдает 5,4% населения мирастарше 65 лет, или 35,6 млн человек, в Западной Европе она диагностированау 7 млн, в Восточной Азии — у 5,5 млн, в Северной Америке — у 5,5 млн (Cummings J., 2017), а к 2040 г. их распространенность может превысить 100 млн (Alzheimer’s Association, 2017; Livingston G.

et al., 2017; Lovrecic L. et al., 2013).Быстрый рост числа больных объясняется в первую очередь увеличениемпродолжительности жизни населения развитых стран. Так, количество пациентовс БА увеличивается c возрастом по экспоненте от 3% среди населения в возрасте65–74 года до 19% — 75–84 года и до 47% — старше 85 лет (Hashimoto R. et al.,2002). Считается, что быстрый рост числа больных обусловлен не только увеличением продолжительности жизни, но и другими факторами, например, повышениемуровня загрязнения окружающей среды (химические токсины, возбудители инфекций), хроническим стрессом, в первую очередь социальным (Chen K.

et al., 2013).В XXI в. БП стала вторым по распространенности НДЗ в мире после БА.Частота БП составляет около 120 случаев на 100 тыс. человек, но особенно часто5она наблюдается у лиц пожилого возраста. БП заболевает каждый сотый жительЗемле, достигший 60 лет. Такая тревожная статистика во многом определяетсясуществующими демографическими тенденциями. По прогнозам, число пациентов с БП увеличится вдвое уже к 2030 г. и ориентировочно вчетверо — к 2050 г.(Иллариошкин С. Н., 2017; Левин О. С.

и др., 2012; Heumann R. et al., 2014).Несмотря на огромные инвестиции в лечение БП и БА, продолжительностьжизни больных после постановки диагноза обычно не превышает 10 лет(Bekris M. L. et al., 2010; De Munter J. P. et al., 2014).Острые нарушения мозгового кровообращения являются важнейшей медико-социальной проблемой во всех странах, занимая лидирующие позициипо заболеваемости, смертности и инвалидизации населения во всем мире.На сегодняшний день в мире ишемический инсульт поражает каждый год от 5,6до 6,6 млн человек и уносит 4,6 млн жизней (Скворцова В.

И. и др., 2007).Ключевым звеном патогенеза этих заболеваний является гибель нейронов,что со временем приводит к нарушению функций, в регуляции которых они участвуют. Так, при БП дегенерируют дофаминергические нейроны нигростриатнойсистемы мозга, что приводит к нарушению двигательной функции, при БА впервую очередь погибают холинергические нейроны гиппокампа и коры, и этосопровождается нарушением памяти, потерей способности к обучению и социальной дезадаптацией. При ишемическом инсульте погибают все разновидностинейронов, попавшие в зону ишемического поражения.Определено множество генетических маркеров БА, БП, БГ, бокового амиотрофического склероза (БАС), ишемического инсульта. Наряду с этим классическими триггерами НДЗ являются факторы внешней среды. Среди них важнейшуюроль играет состояние макро- и микроэлементного статуса.

Доказанной являетсяроль алюминия, ртути, серебра, других тяжелых металлов в возникновении НДЗ.В последние годы активно изучается протективная роль микроэлементов, в частности лития, для профилактики и лечения НДЗ (Rybakowski J. K. еt al., 2017).Ионы лития проявляют свои эффекты путем активации нейропротекторных и нейротрофических клеточных каскадов. Механизмы, посредством которых6осуществляются эти эффекты, включают ингибирование киназы гликогенсинтетазы-3 (glycogen synthase kinase-3, GSK-3), индукцию автофагии, ингибированиеNMDA-рецепторов, антиапоптотическое действие и увеличение секреции BDNF(De Sousa R.

T. et al., 2011; Vo T. M. et al., 2015).Ингибированиекиназыгликогенсинтетазы-3.Нейропротекторныеи антиапоптотические эффекты лития связаны отчасти с его способностью ингибировать активность GSK-3 за счет конкурентного антагонизма с ионами магния.Фермент GSK-3β фосфорилирует и модулирует активность нескольких регуляторных белков. Эти белки включают гликогенсинтазу (фермент, лимитирующийскорость синтеза гликогена), связанную с микротрубочками тау-белка, фактортранскрипции β-катенин, фактор инициации трансляции elF2B, АТФ-цитрат лиазу, фактор теплового шока-1, CREB и др. Разнообразие таргетных белков вовлекает GSK-3 во многие аспекты клеточного метаболизма, роста, дифференциациии развития (Meffre D.

et al., 2015).Важно подчеркнуть, что GSK-3β выполняет главную роль в регуляциивнутриклеточного сигнального пути Wnt/β-катенин, осуществляющего процессырегуляции синаптической пластичности и поддерживающего выживание нейронов. Нарушения активности каскада Wnt/β-катенин являются основными молекулярными событиями в патогенезе БА и хронических воспалительных заболеваний центральной нервной системы (ЦНС). Одним из важных эффектов активации каскада является усиление захвата глюкозы нейронами и опосредование эффектов инсулина (Doble B.

W. et al., 2003).Являясь конкурентным антагонистом ионов Mg2+, литий оказывает прямоеингибирующее воздействие на Mg-АТФ-зависимую каталитическую активностьGSK-3β in vitro и in vivo. Кроме того, показано существование множества механизмов косвенного ингибирования литием активности GSK-3β. Так, в терапевтических концентрациях литий увеличивает фосфорилирование GSK-3α в Ser21 иGSK-3β в Ser9 (De Sousa R.T.

et al., 2015). Выявлены многочисленные механизмыингибирования GSK-3β, включая цАМФ-зависимую активацию протеинкиназы А, PI3K-зависимую активацию протеинкиназы С, а также активацию Akt. Ак-7тивация GSK-3 также связана с апоптозом, делает очень вероятным тот факт, чтонейропротекторный эффект лития может также осуществляться и за счет регулирования апоптоза нейронов (Chuang D. M. et al., 2011).Литий и индукция аутофагии. Литий ингибирует ферменты инозитол монофосфатазу и инозитол полифосфат-1-фосфатазу. Взаимодействие иона лития сэтими ферментами снижает их активность, что приводит к формированию необходимого уровня активности аутофагии в нейронах (Berridge M.