Результат интеллектуальной деятельности: Способ профилактики нарушений психоневрологического статуса при острой лучевой болезни в эксперименте

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может найти применение в космонавтике для поддержания на высоком уровне операторской деятельности космонавтов в условиях не прогнозированного воздействия радиации, а также реабилитации пациентов после протонной терапии опухолей головного мозга.

Экспериментально доказанное повреждение центральной нервной системы (ЦНС) корпускулярным ионизирующим излучением является основным фактором риска для здоровья космонавтов в ходе межпланетных полетов [1].

Медицинский препарат с торговым названием «Семакс» имеет химическое название: метионил-глутамил-гистидил-фенилаланил-пролил-глицил-пролин. Семакс относится к фармацевтической группе: ноотропное средство и выпускается в лекарственной форме: капли назальные 0,1% [2]. Препарат влияет на процессы, связанные с формированием памяти и обучением, усиливает внимание при обучении и анализе информации, улучшает консолидацию памятного следа у пациентов после нейрохирургических вмешательств, черепно-мозговой травмы, страдающих цереброваскулярными заболеваниями, в том числе дисциркуляторной энцефалопатией, улучшает адаптацию организма к гипоксии, церебральной ишемии, наркозу и другим повреждающим воздействиям [3]. Установлено, что Семакс обеспечивает повышение умственной работоспособности у спортсменов-единоборцев [4]. Известно, что Семакс в составе различных фармакологических композиций повышает устойчивость к гипоксии и обладает нейропротекторной и антиамнестической активностью у экспериментальных животных при однократном внутрибрюшинном введении [5, 6].

В базе данных литературы были обнаружены отдельные источники информации, в которых описано использование Семакса в составе комплексной терапии пожилых пациентов, имевших в отдаленном анамнезе (нескольких лет) контакт с ионизирующим излучением без указания дозы облучения или перенесенной лучевой болезни. На фоне проведения комплексной терапии и приема Семакса в дозе 5000 мкг в сутки в течение 7 дней у больных через 7 лет после участия в ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС отмечено исчезновение вялости, снижение психической и физической утомляемости, улучшение настроения, внимания, памяти, умственной работоспособности [3].

Положительное действие Семакса на гемодинамику головного мозга, на работу сердца, на умственную работоспособность и другие показатели психофизиологического статуса отмечено при реабилитации ветеранов подразделений особого риска через 20-40 лет после участия в ликвидации радиационных аварий [7]. При этом авторы указывают, что на структуру личности ветеранов повлияли последствия не только радиационного стресса, но и психологического - вследствие экономического кризиса в стране.

В составе комплексной терапии Семакс оказал позитивный эффект в отношении психического здоровья представителей населения через 35 лет после облучения на реке Тече и Восточно-Уральском радиоактивном следе [8]. Дозы хронического облучения были в пределах от 0,02 до 1,3 Гр. При этом автор справедливо отмечает возможность влияния на психическое здоровье населения пострадавших районов в гораздо большей степени социально-экономических факторов, например алкоголизма, а не радиационного. Таким образом, в базе данных литературы не обнаружены источники информации о влиянии Семакса на психоневрологический статус при острой лучевой болезни.

Задачей исследования является исследование и доказательство возможности оптимального профилактического использования официнального препарата Семакс капли назальные после радиационного воздействия в дозах, вызывающих острую лучевую болезнь, для восстановления до нормального уровня психоневрологического статуса.

Профилактическое введение Семакса облученным животных позволяет нормализовать показатели психоневрологического статуса, такие как ориентировочно-исследовательская реакция, эмоциональный статус, нарушенные облучением, в процессе эксперимента.

Технический результат заключается в сохранении практически на нормальном уровне: повышение эмоционального статуса (ЭС) и снижение ориентировочно-исследовательской реакции (ОИР), а также соотношения процессов возбуждения и торможения (ОИР/ЭС) в ЦНС, - показателей психоневрологического статуса, при протонном излучении.

Для достижения поставленной цели изучено влияние Семакса на спонтанную двигательную активность облученных мышей в «Открытом поле».

В ходе исследования выявлено, что противолучевые эффекты достигаются при использовании Семакса в выпускаемой лекарственной форме в качестве назальных капель.

Нами было выявлено, что Семакс способен оказывать противолучевое действие по показателям психоневрологического статуса на подвергшихся острому облучению животных в период разгара лучевого поражения.

В экспериментах использовали Семакс официнальный препарат. Регистрационный номер: ЛС - 002553. Химическое название: метионил-глутамил-гистидил-фенилаланил-пролил-глицил-пролин. Лекарственная форма: капли назальные 0,1%.

Профилактическая эффективность Семакса была изучена на 102 аутбредных мышах ICR CD-1 SPF-категории, самках массой 21-25 г. и 22-29 г. в двух различных опытах. В экспериментах отбирались только клинически здоровые особи. Группы: контрольная без облучения, контрольная с облучением и подопытная, формировались случайным выбором из равнозначных по массе животных.

Испытание профилактической эффективности Семакса выполнено при протонном неравномерном облучении мышей на медицинском пучке фазотрона ОИЯИ. Мышей фиксировали и облучали в специальных индивидуальных контейнерах по 4 животных одновременно. Направление пучка протонов - краниокаудальное.

Средняя энергия протонного пучка на входе в кабину перед замедлителем составляет 171 МэВ. Энергия пучка в кабине была определена по пробегу пучка в воде (R=200 мм воды). Измерения проводились полупроводниковым кремниевым детектором. Среднее значение ЛПЭ на входе пучка dE/dx=0,49 кэВ/мкм.

Дозиметрическая калибровка пучка в каждой точке глубинного дозного распределения проводилась ионизационной камерой ТМ30013 клинического дозиметра PTW UNIDOS-E.

Облучение проводилось в натуральном пике Брэгга при толщине дополнительного замедлителя 190 мм. При этом в максимальной дозе облучалась голова мышки, до хвостовой части тела мышки пучок практически не доходил, останавливаясь в передней части тела. Мощность дозы на входе пучка (с убранным дополнительным замедлителем) составляла 0,62 Гр/мин, мощность дозы в точке облучения (90% от уровня дозы в пике Брэгга) составляла 1,42 Гр/мин. Отношение дозы в точке облучения к дозе на входе 2,28.

Объекты облучали в дозах на входе 1,0 и 1,25 Гр, и это составляло 2,28 и 2,85 Гр в точке облучения, т.е. на область головы. Для контроля облучения за контейнерами с мышами экспонировалась радиохромная пленка.

Контрольные животные - группа биоконтроля - помещались в контейнер только без облучения.

Семакс вводили мышам основной группы по капле в каждую ноздрю, начиная со второго часа после окончания облучения, три раза в сутки утром, днем и вечером в течение 7 суток. Эффективная доза Семакса для мышей определена путем пересчета на поверхность тела [9], исходя из эффективной дозы для человека, известной из инструкции [2]. Контрольным облученным животным вводили охлажденную кипяченую воду.

Эксперименты проведены с соблюдением « Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных», регламентированных приказом Министерства здравоохранения СССР №75 от 12.08.1987 г.

Влияние Семакса на психоневрологический статус облученных животных оценивали по уровню локомоторной активности в «Открытом поле» [10]. На круговой установке серого цвета «Открытое поле», диаметром 63 см, имеющей 13 отверстий и 18 секторов, в течение 3 минут учитывали пересечение секторов, проходы через центр, подъемы вертикальные, груминг, норковый рефлекс, замирание, движение на месте. Уровень ориентировочно-исследовательской реакции (ОИР) определялся как сумма актов пересечения секторов, проход через центр, подъем и норковый рефлекс. Эмоциональный статус (ЭС) определялся суммой актов таких показателей как груминг, замирание, движение на месте. Для оценки соотношения процессов возбуждения и торможения в ЦНС определяли отношение показателя ОИР к показателю ЭС [11].

Статистическую обработку полученных в экспериментах данных проводили с помощью общепринятых методов вариационной статистики. Рассчитывали средние арифметические показатели и их стандартные ошибки. О статистической значимости различий у животных сравниваемых групп судили по критериям Стьюдента и Манна-Уитни.

Влияние препарата Семакс на психоневрологический статус мышей, облученных протонами, показано на Таблице 1.

Как видно на таблице 1 протонное облучение вызывает нарушение психоневрологического статуса мышей, выражающиеся в статистически значимом снижении ЭС и увеличение соотношения ОИР/ЭС (эксперимент №1 и 2) по сравнению с необлученным контролем. Увеличение ОИР после облучения не было статистически значимым. Введение препарата Семакс обученным животным обусловило сохранение практически на нормальном уровне ЭС и статистически значимое снижение до нормального уровня соотношения процессов возбуждения и торможения (ОИР/ЭС) в обоих экспериментах и снижение, стимулированного облучением, показателя ОИР в эксперименте №2.

Примечание:

1 - Статистически значимые различия с группой №5 (критерий Манна-Уитни, Р<0,05);

2 - Статистически значимые различия с группами №1 и 3 (критерий Манна-Уитни, р<0,05);

3 - Статистически значимые различия с группами №4 и 6 (критерий Манна-Уитни, р<0,05).

Анализ совокупности полученных результатов позволяет сделать вывод о наличии у Семакса профилактического противолучевого действия при интраназальном введении после радиационного воздействия. На модели костномозговой формы острой лучевой болезни, развившейся после протонного облучения мышей, показано, что применение Семакса уменьшает негативное влияние облучения на показатели психоневрологического статуса.

Таким образом, предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Сразу после облучения осуществляют интраназальное введение животным раствора пептида: метионил-глутамил-гистидил-фенилаланил-пролил-глицил-пролин. Причем используют официнальный препарат Семакс - капли назальные 0,1%. Препарат используют у мышей после однократного острого облучения, способного вызвать острую лучевую болезнь. Препарат Семакс употребляют с 1-х по 7-е сутки после облучения ежедневно путем интраназального введения трижды в сутки.

Пример №1

Противолучевое действие Семакса изучают в опыте на 22 аутбредных мышах ICR CD-1 массой 21-25 г, находящихся в условиях вивария на обычном рационе питания.

В качестве модели радиационного поражения используют однократное облучение пучком протонов на фазотроне ОИЯИ с исходной энергией 171 МэВ. Мышей облучали в индивидуальных контейнерах в краниокаудальном направлении по 4 животных одновременно. Мощность дозы на входе 0,62 Гр/мин, в точке облучения (область головы) 1,42 Гр/мин. Доза облучения на входе 1,0 Гр в области головы составила 2,28 Гр. После облучения животных делят на две равноценные по массе группы, одна из них - основная - получает препарат Семакс 0,1% по 1 капле в каждую ноздрю, начиная со второго часа после облучения, трижды в сутки утром, днем и вечером в течение 7 суток. Контрольным облученным животным вводят кипяченную охлажденную воду. Кроме того, для оценки повреждающего действия радиации по сравнению с интактными животными была сформирована группа биоконтроля - необлученные животные. Влияние облучения и Семакса на психоневрологический статус животных на 7 сутки после облучения оценивали по уровню локомоторной активности в «Открытом поле» [8] с круговой серой ареной диаметром 63 см. В течение 3 минут учитывали пересечение секторов, проходы через центр, подъем, норковый рефлекс - сумма этих тестов составила показатель ОИР - ориентировочно-исследовательской реакции, а тесты груминг, замирание, движение на месте - показатель эмоционального статуса.

Показатель груминга у облученных животных без использования Семакса составил в среднем 0,3±0,2 актов за 3 минуты наблюдения и оказался статистически значимо (критерий Манна-Уитни, р<0,05) ниже по сравнению с биоконтролем 0,9±0,2 актов, в то время как показатель у защищенных Семаксом животных с введением Семакса 0,7±0,2 актов статистически значимо не отличался от значения в биоконтроле. Суммарный показатель ЭС составил у биоконтроля 4,4±0,5 актов, у облученных незащищенных (с введением кипяченной воды) - 1,6±0,2 актов, а у облученных с введением Семакса восстановился до 3,0±0,45 актов. Различия между контрольной и основной группами облученных животных статистически значимы (критерий Манна-Уитни, р<0,05). Облучение протонами в дозе 2,28 Гр на область головы вызвало статистически значимое увеличение соотношения ОИР/ЭС с 38,97±6,02 у необлученных животных до 101,0±11,84, у облученных животных получавших кипяченную воду. Введение облученным животным Семакса статистически значимо, почти в два раза, снизило уровень этого показателя до 52,49±5,1, приблизив его к значению у необлученных животных - 38,97±6,02.

Таким образом, профилактическое противолучевое действие Семакса на уровень психоневрологического статуса проявилось в сохранении при облучении, ЭС и соотношения процессов возбуждения и торможения (ОИР/ЭС), практически на нормальном уровне.

Пример №2

Противолучевое действие Семакса изучают в опыте на 26 аутбредных мышах ICR CD-1 массой 22-29 г., находящихся в условиях вивария на обычном рационе питания.

В качестве модели радиационного поражения используют однократное облучение пучком протонов на фазотроне ОИЯИ с исходной энергией 171 МэВ. Мышей облучали в индивидуальных контейнерах в краниокаудальном направлении по 4 животных одновременно. Мощность дозы на входе 0,62 Гр/мин, в точке облучения (область головы) 1,42 Гр/мин. Доза облучения составила на входе 1,25 Гр, в области головы - 2,85 Гр. Биоконтролем являются не облученные животные. После облучения животных делят на две равноценные по массе группы, одна из них, основная, получает препарат Семакс 0,1% по 1 капле в каждую ноздрю, начиная со второго часа после облучения, трижды в сутки утром, днем и вечером в течение 7 суток. Контрольным облученным животным вводят кипяченную охлажденную воду. Влияние облучения и Семакса на психоневрологический статус животных на 7 сутки после облучения оценивали по уровню локомоторной активности в «Открытом поле» [8] с круговой серой ареной диаметром 63 см. В течение 3 минут учитывали акты пересечения секторов, проходы через центр, подъем, норковый рефлекс - сумма этих актов составила показатель ОИР - ориентировочно-исследовательской реакции, а акты груминг, замирание, движение на месте - показатель эмоционального статуса (ЭС). Психоневрологический статус мышей оценивали на 7-ые сутки после облучения.

Показатель ОИР составил в группе биоконтроля 136,3±14,2 актов, в группе облученных с введением кипяченной воды 141,5±14,2 актов, а в группе облученных с ведением Семакса 127,2±5 актов, при этом статистически значимые различия отмечены между основной и контрольной группами облученных животных (критерий Манна-Уитни, р<0,05). Т.е. обучение протонами в дозе 2,82 Гр увеличило показатель ОИР, а введение Семакса привело к его сохранению практически на нормальном уровне.

Показатель ЭС составил в группе биоконтроля 8,9±1,6 актов, в группе облученных контрольных - 4,7±0,2 актов, а в группе облученных с введением Семакса 7,2±0,4 актов, при этом статистически значимые различия отмечены между основной и контрольной группами облученных животных (критерий Манна-Уитни, р<0,05).

Облучение протонами в дозе 2,85 Гр на область головы вызвало статистически значимое увеличение соотношения ОИР/ЭС с 20,88±1,41 у необлученных животных до 30,76±2,67 у облученных животных, получивших кипяченную воду. Введение облученным животным Семакса статистически значимо сохраняло уровень этого показателя 18,06±1,29, по сути, на уровне у необлученных животных.

Таким образом, на модели острой лучевой болезни профилактическое противолучевое действие Семаска по показателям психоневрологического статуса проявилось в сохранении при облучении ЭС, показателя ОИР и соотношения ОИР/ЭС, практически на нормальных уровнях.

Эффект достигается при курсовом интраназальном применении Семакса 0,1% интраназальные капли в течение 7 суток после облучения.

Указанные профилактические противолучевые свойства Семакса позволяют использовать его для решения задач радиационной медицины, в частности, для обеспечения операторской деятельности космонавтов при корпускулярном облучении, а также сохранения психоневрологического статуса пациентов при протонной терапии онкологических заболеваний центральной нервной системы.

Источники литературы

1. Григорьев А.И., Красавин Е.А., Островский М.А. К вопросу о радиационном барьере при пилотируемых межпланетных полетах. Вестник Российской академии наук, 2016, т. 87, №1, с. 64-68.

2. Регистр лекарственных средств России 2000-2016. Семакс раствор 0,1%. Инструкция по применению, противопоказания и состав.

3. Андреева Л.А., Ашмарин И.П. Ноотропное средство и фармацевтическая композиция ноотропного действия. Патент на изобретение RU №2045958 опубликовано: 20.10.1995.

4. Бухарин В.А., Цветков С.А., Таймазов А.В., Готовцев И.И. Повышение уровня умственной и физической работоспособности единоборцев путем корреспондирования методик коррекции. Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта 2(84) 2014, 29 февраля 2012 г., с. 154-159.

5. Яснецов В.В., Яснецов В.В. Фармацевтическая композиция, обладающая противогипоксической, нейропротекторной и антиамнестической активностью и повышающая физическую работоспособность. Патент на изобретение RU 2436505.

6. Коверда М.Н., Землянуха Е.С., Хорошилова Г.В. Фармацевтическая композиция, обладающая противогипоксической, нейропротекторной и антиамнестической активностью и повышающая физическую работоспособность. Патент на изобретение RU 2564008.

7. Пучкова Е.И., Алишев Н.В. Исследование лечебных свойств препарата «Семакс» при реабилитации ветеранов подразделений особого риска. Успехи геронтологии, 2012, т. 25, №3, с. 525-530.

8. Буйков В.А. Психическое здоровье населения Южного Урала, подвергшегося радиационному облучению (клинико-динамический, реабилитационный, превентивный аспекты). Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук. Томск - 2005. ГУ НИИ психического здоровья Томского научного центра СО РАМН.

9. Каркищенко Н.Н. Основы биомоделирования М.: Межакадемическое издателоьство ВПК, 2004 г., с. 607.

10. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Дж.П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. М.: Наука, 1992 г. - с. 250.

11. Hall С.S. Emotional behavior in the rat III The relationship between emotionaty

and ambulatory activity. J. comp. phychol., 1936, v. 22, pp. 345-352.