Экспериментальные нарушения функций развивающегося мозга и разработка основных направлений их коррекции тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 14.00.25, доктор биологических наук Трофимов, Сергей Сергеевич

• Трофимов, Сергей Сергеевич
• доктор биологических наук
• 1997

Оглавление диссертации доктор биологических наук Трофимов, Сергей Сергеевич

Список сокращений

Глава 1. Введение . 5

Глава 2, Обзор литературы . 13

2.1. Нарушения, связанные с перинатальным гипоксическим воздействием . 17

2.2. Нарушения., связанные с перинатальным изменением метаболизма белков . . 36

2.3. Нарушения, вызываемые перинатальным воздействием этилового спирта . 47

2.4. Принципы и методы лечения нарушений функций центральной нервной системы, вызванных перинатальными патогенными факторами . 80

Глава 3. Материалы и методы исследования.

3.1. Животные

3.2. Соединения' . 94

3.3. Моделирование перинатальной патологии . 100

3.4. Тестирование . 103

3.4.1. Физическое развитие . 109

3.4.2. Развитие нервной системы

3.4.3. Поведение животных . 110

3.4.4. Электрофизиологические исследования . 110

3.4.5. Биохимические исследования . 123

Глава 4. Влияние краткосрочной внутриутробной гипобаричес-кой гипоксии на развитие функций центральной нервной системы ., . 126

Глава 5. Коррекция нарушений, вызванных краткосрочной внутриутробной гипобарической гипоксией, ноотропными средствами, примененными в ранний постнаталъный период . 150

Глава 6. Влияние хронической внутриутробной гипоксии на развитие функций центральной нервной системы . 185

Глава 7. Коррекция натрия оксибутиратом нарушений, вызываемых внутриутробной хронической гемической гипоксией . 187

Глава 8. Влияние подавления белкового синтеза в критический период раннего постнатального онтогенеза на развитие функций центральной нервной системы . 220

Глава 3. Коррекция соединениями с коотропной активностью нарушений, вызванных торможением белкового синтеза в критический период раннего постнатального онтогенеза . 232

Глава 10.Влияние пренатальной алкоголизации на развитие функций центральной нервной системы

10.1. Влияние пренатальной алкоголизации на физическое развитие, поведение, электрофизиологические и биохимические показатели состояния мозга . 253

10.2. Влияние стрессирования в ранний постнатальный период развития на когнитивные функции у половозрелых крыс . 273

10.3. Значение резкой отмены алкоголя в перинатальный период развития для проявления когнитивных нарушений у половозрелых крыс . 277

Глава 11. Коррекция ноотропными средствами нарушений, вызванных пренатальной алкоголизацией

11.1. Коррекция нарушений, вызванных пренатальной алкоголизацией, ноотропными средствами, примененными с 8-го по 20-й день постнатального развития . 287

11.2. Сравнение эффективности раннего постнатального лечения и лечения половозрелых внутриутробно алкоголизировав-кых животных пирацетамом на примере коррекции нарушений условного рефлекса двустороннего избегания . 330

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экспериментальные нарушения функций развивающегося мозга и разработка основных направлений их коррекции»

Актуальность проблемы. Детская заболеваемость всегда была острым вопросом, В начале XX века основная смертность приходилась на ранний детский возраст. В первый же год жизни умирало 25% рожденных (И.М.Мечников, 1988). В России эти цифры были еще больше: смертность новорожденных составляла 34%, а смертность детей до 5 лет - около 55% (Ф.Ф.Эрисман, 1959).

Хотя сейчас смертность значительно меньше, детская заболеваемость по прежнему высока, а за последние годы выросла еще больше. Так, из "Доклада о состоянии здоровья населения Москвы в 1993 г." (1994), направленного в РАМН, следует, что только 27,7% детей в столице рождается без отклонений здоровья. При этом заболеваемость новорожденных к 1993 г. по сравнению с 1989 г. выросла на 32,9%. По мнению И.Овчинниковой (1993) цифры еще больше: из каждых 100 новорожденных 98 нуждается в медицинском вмешательстве.

Однако, если в начале века основную опасность представляли инфекции, то сейчас ведущее место в детской заболеваемости заняли болезни органов дыхания, второе - болезни нервной системы и психические расстройства (В.Ю.Альбицкий и др., 1993, 1994; Гос. доклад., 1995). Среди заболевших второй группы явные нарушения развития, прежде всего морфологические, встречаются довольно редко. Основную массу составляют трудно выявляемые функциональные расстройства. Поэтому углубленный осмотр выводит заболевания нервной системы на первое место (В.Ю.Альбицкий и др., 1994; И.А.Кириллова и др., 1991). Ведущая роль этой категории расстройств становится особенно выраженной с возрастом (И.А.Козлова и др., 1993; И.И.Пуртов, 1994; В.Cooper, 1990;

H . С . Mof enson et al., 1974; Т.Н. Schepard , J.L.Miller-, 1976), когда созревают системы реализации психических процессов. Так, из-за незрелости мозга новорожденного первый осмотр на умственное развитие, понимание речи возможен не раньше 1-3-летнего возраста <Неонатология, 1995). Из-за этого и требования к не-рвнопсихическим функциям, - регуляции движений, вниманию, памяти и др., - вырастают только к моменту их зрелости (J.G. Young et al., 1987). Иногда отставания развития выявляются лишь в школе, да и то не всегда в первых классах.

В то же время по мнению исследователей самых различных направлений перинатальный период развития и момент рождения являются ключевыми для состояния здоровья организма, в частности психики, в течение не только детства и полового созревания, но и всей жизни перинатальные патогенные факторы искажают реализацию генетической программы, что проявляется на клеточном, субклеточном, биохимическом и молекулярном уровнях. Конечным результатом перинатальной патологии является общее ухудшение здоровья, повышенная заболеваемость в течение всей жизни и ускоренное старение. Люди трудоспособного возраста выводятся из созидательного процесса, требуют ухода, медицинской и социальной помощи. Следовательно проблема перинатальной заболеваемости имеет еще и экономический аспект. Прагматичные американцы подсчитали, что лечение только алкогольного синдрома плода требует 321 миллиона долларов в год в одних Соединенных Штатах (E.L.Abel, R.J.Sokol, 1987). Сюда включены расходы на госпитализацию новорожденных, лечение органических и нейросенсорных нарушений, воспитание, уход и лечение отставания умственного развития.

Какие же факторы являются основными причинами перинатальной патологии? Прежде всего это то или иное нарушение окислительно-восстановительных процессов вследствие кислородной недостаточности различной природы или нарушения утилизации кислорода (Л.Н.Василевская, 1974; И.А.Михайлова, 1971; Г.М.Савельева и др., 1991; И.А.Скворцов и др., 1986; М.Я.Студеникин, 1985; М.Ф.Федорова, 1982; Р.D.Gluckman, С.Е.Williams, 1992а,b и др.). Подобные нарушения могут быть как при непосредственно гипокси-ческих состояниях плода, таких как асфиксия при родах, так и при сердечно-сосудистой, легочной недостаточности беременной, инфекциях, травмах, интоксикациях и наркоманиях, заболеваниях матки, плацентарных поражениях, нарушениях питания, стрессах. Практически каждое заболевание имеет гипоксический компонент.

Нарушение окислительно-восстановительных процессов - это нарушение биоэнергетики, с которой довольно жестко связан биосинтез нуклеиновых кислот и белков (М.Я.Студеникин, 1985; Е.Г.Сорокина, 1984 и др.). Нарушение метаболизма информационных макромолекул также в той или иной степени сопровождает большинство заболеваний (O.Benesova et al., 1984), может быть побочным эффектом действия некоторых препаратов (K.Brendel et al. , 1985), т.е.возникать при лечении заболеваний, а также быть результатом просто белковой алиментарной недостаточности (O.Benesova, A.Pavlik, 1983; S.К.Bhattaeharya, 1994 и др.).

Особое место в перинатальной патологии занимает проблема алкоголизма (Р.И.Кругликов, M.Я.Майзелис, 19 8 7 ; A.M.Скосырева и др., 1393; C.D.Coles, 1992 и др.). Этанол - эндогенный метаболит и обладает широким спектром фармакологических эффектов. Помимо непосредственного токсического действия он и продукты его обмена проявляют также гипоксическую активность и подавляют белковый синтез ( Ю. В. Буров, H.H. Ведерникова1985).

Возникает вопрос о способах оказания помощи в таких случаях. Практически все системы лечения направлены на ликвидацию уже развившегося патологического состояния (Ю.И.Барашнев, Л.П.Суханова, 1993; Г.М.Савельева, 1981.; М.В.Федорова, 1982; J.G.Young et al., 1987). Достаточно высокая оценка по шкале Апгар при рождении снимает тревогу и дети, даже при наличии перинатального патогенного фактора, в дальнейшем выпадают из зоны повышенного внимания, хотя, как уже говорилось, отставленные нарушения - часто результат перинатальной патологии. И тем не менее, несмотря на то, что церебральной катастрофе предшествует довольно продолжительный период обратимых нарушений (В.И.Кулаков, Ю.И.Барашнев, 1994; Р.D.Gluckman, C.E.Williams, 1992а) и что необходимость профилактических мероприятий теперь осознается неонатологами и педиатрами (Ю.И.Барашнев, 1993; Ю.И.Барашнев, Л.П.Суханова, 1993; P.D.Gluckman, С.Е.Williams, 1992b), такие мероприятия, тем более медикаментозные, мало популярны (О.В.Баженова, Г.В.Козловская, 1993).

При выборе превентивных средств коррекции отдаленных нервнопсихических, в частности интеллектуальных нарушений различного характера, в первую очередь внимание привлекают препараты и соединения из группы ноотропов. Это вещества усиливающие высшие интегративные функции мозга., - память, обучаемость, высшие ассоциативные процессы, рассудочную деятельность. В норме высшую нервную деятельность могут активировать соединения и других фармакологических классов и групп. Ноотропы отличаются от них тем, что эфферстивны и при нарушениях познавательных функций (Т.А.Воронина, 1989, 1991). Обычно помимо этого основного качества ноотропы обладают также антиги-поксической активностью и способностью улучшать мозговое кровообращение, что, возможно, лежит в основе их ноотропной активности.

Исходя из вышесказанного, целью данного исследования является изучение эффективности раннего постнатального применения известных препаратов и вновь синтезированных соединений с ноотропной активностью как возможных корректоров отдаленных нарушений функций ЦНС на разработанных моделях внутриутробной гипоксии, перинатальной алкоголизации и раннего постнатального угнетения белкового синтеза с помощью созданной системы оценки функций мозга потомства.

Задачи исследования: разработка моделей отставленных нарушений когнитивных функций, не сопровождаемых грубой морфологической патологией и возникающих при действии внутриутробной гипобарической гипоксии, внутриутробной гемической гипоксии, перинатальной алкоголизации и угнетения белкового синтеза в один из ранних постна-тальных периодов развития;

- изучение в плане сравнения влияния стандартного ноотропа пирацетама и оригинальных соединений с ноотропной активностью на возможные изменения функций мозга потомства, подвергшегося перинатальному воздействию вышеперечисленных факторов; сравнение действия эталонного ноотропа пирацетама в ранний постнатальный период развития и у половозрелых животных на модели алкогольной эмбриоэнцефалопатии;

- выяснение роли фактора отмены при внутриутробной алкоголизации в генезе отставленных изменений когнитивных функций потомства;

- изучение чувствительности организма в ранний постнатальный период онтогенеза к стрессирующим воздействиям и резкой отмене этанола и их возможный вклад в формирование нарушений когнитивных функций половозрелых крыс на модели алкогольной эмбриоэнцефалопатии.

Научная новизна. Как однократная гипобарическая, так и хроническая гемическая внутриутробная гипоксия, алкоголизация в течение всего пренатального развития и угнетение белкового синтеза в критический период раннего постнатального онтогенеза вызывают сходные отдаленные поведенческие нарушения у половозрелых крыс, ухудшая обучаемость и память в различных экспериментальных тестах (УРПИ, УРДИ, Т-образный лабиринт, угашение исследовательского поведения в открытом поле, обследование крестообразного лабиринта), изменяя исходную двигательную активность, поведение экстраполяционного избавления, изменяют деятельность ЦНС, оцененную по спектру мощности ЭЭГ и по циклу восстановления корковых вызванных потенциалов, ухудшают синап-тическую пластичность, вызывают биохимические изменения в мозге. Спектр нарушений в каждом конкретном случае может меняться и., по-видимому, зависит не только от характера и тяжести патогенного фактора, но и от исходного состояния животного.

Нарушения, по крайней мере в случае пренатальной алкоголизации, могут усугубляться стрессорами в раннем постнатальном онтогенезе, в норме даже обогащающими окружающую среду и способствующими развитию высших интегративных функций мозга.

В случае пренатальной алкоголизации фактором, усугубляющим отдаленные нарушения обучаемости и памяти может быть резкая отмена алкоголя после родов, тогда как постепенное снижение дозы этанола в течение первой недели жизни крысы или его отмена за 1-3 дня до родов смягчает когнитивный дефицит.

Профилактическое применение соединений с ноотропной активностью в раннем постнатальном онтогенезе уменьшает или полностью предотвращает развитие отдаленных когнитивных нарушений. Конкретная картина корригирующего эффекта ноотропа зависит от индивидуального характера нарушения в большей степени., чем от химической структуры корректора.

Профилактическое использование ноотропов в раннем онтогенезе (на примере пирацетама с алкоголизированным потомством) дает лучший терапевтический эффект, чем при введении половозрелым животным.

Научно-практическая значимость. Апробирована система оценки эффективности возможных корректоров высших интегративных функций мозга у потомства, подвергшегося воздействию повреждающих агентов в перинатальный период.

Показана принципиальная целесообразность профилактического применения ноотропных средств для предотвращения или уменьшения отдаленных интеллектуальных и нервнопсихических нарушений в группах риска, т.е. среди детей, перенесших внутриутробную гипоксию, пренатальное воздействие алкоголя, белковую недостаточность различной природы, даже в тех случаях, когда сразу после родов каких-либо отклонений развития не наблюдается.

Нормализующий эффект ноотропов можно ожидать при самых разнообразных, часто противоположных поведенческих отклонениях у потомства.

Действие ноотропных средств тем эффективнее, чем раньше они применены, вплоть до неонатального периода развития, когда нарушения высших психических функций еще не видны.

Следует принимать во внимание, что эмоционально негативные нервнопсихические нагрузки в раннем постнатальном онтогенезе, не опасные и даже необходимые для интеллектуального развития здорового потомства, могут играть роль стрессора, усугубляющего расстройства, вызываемые перинатальными патогенными факторами.

Резкое прекращение приема этанола более опасно для когнитивного развития потомства, чем постепенное уменьшение приема этилового спирта, что необходимо учитывать при работе с беременными женщинами, больными алкоголизмом.

Заключение диссертации по теме «Фармакология, клиническая фармакология», Трофимов, Сергей Сергеевич

Заключение

На каждой из четырех примененных экспериментальных моделей перинатальной патологии были выявлены те или иные нарушения функций ЦНС.

Б случае острой внутриутробной гипобарической гипоксии наблюдались нарушения обучаемости и памяти в таких поведенческих тестах, как выработка двустороннего избегания (УРДИ), воспроизведение УРДИ и пассивного избегания (УРПИ), угашение активности в открытом поле и в регистраторе "0р1:о-уагзлаех" , изменение поведения в экстремальной ситуации в тесте экстрапо-ляционного избавления (ТЭИ), возбудимости по показателям эмоциональности, исходной двигательной активности, цикла "сон-бодрствование" , числа межсигнальных реакций в УРДИ, могло быть нарушено врожденное поведение, например норковый рефлекс. Нарушения функционирования ЦНС проявлялись в популярном в настоящее время тесте длительной гиппокампальной потенциации (ДГП),

Примененная модель хронической внутриутробной гемической гипоксии оказалась более жесткой, чем однократная пренатальная гипобарическая гипоксия, Такая хроническая гипоксия вела не только к отдаленной поведенческой патологии, - ухудшению обучаемости и памяти в Т-образном лабиринте, в тестах УРПИ и УРДИ, угашения активности в открытом поле, изменению поведения в ТЭИ, - но и к неврологическим нарушениям, например к нарушению координации движений, межполушарной асимметрии и даже к морфологическим изменениям в виде уменьшения прироста массы у беременных животных и снижению рождаемости и выживаемости их потомстве! .

По жесткости с этой моделью сравнимо угнетение белкового о 41 синтеза в критический период раннего постнатального онтогенеза. И в этом случае помимо ухудшения высших интегративных функций мозга (ухудшения обучаемости УРДИ и спрыгиванию с горизонтальной проволоки, воспроизведения УРПИ, угашения активности в открытом поле, адаптивного поведения в ТЭИ) у половозрелых животных наблюдалось нарушение моторной координации и морфологические нарушения в виде отставания прироста массы.

Модель внутриутробной алкоголизации по выраженности нарушений сравнима с однократной пренатальной гипобарической гипоксией. У потомства, матери которого в течение первых 20 дней беременности получали этанол в дозе 5 г/кг/день, не было отмечено каких-либо изменений физического развития или грубого неврологического дефицита. При этом наблюдались отдаленные изменения поведения, связанные с нарушением высших психических функций. У алкоголизированного потомства были ухудшены обучаемость и память в тестах УРДИ, в Т-образном лабиринте, УРПИ, привыкание в открытом поле и в регистраторе "Opto-varimex", изменена стратегия поведения в ТЭИ., в тесте неизбегаемого плавания. Это коррелировало с дефицитом ДГП. У таких животных было ослаблено ГАМК-ергическое торможение в коре, ухудшена согласованность функционирования полушарий, нарушен баланс серотонинергических и дофаминергических систем, изменено функционирование холинергической системы, системы биогенных аминов.

Эти нарушения выявлялись при использовании множества тестов в определенной последовательности, - от менее чувствительных к более стрессирующим. Однако, при обязательном наличии нарушений их набор мог меняться от опыта к опыту, повторяемость не была абсолютной. Более того, в некоторых случаях зарегистрированы противоположные изменения. Например горизонтальная активность в открытом поле после внутриутробной гипобарической гипоксии и эмоциональность у потомства крыс., получавших во время беременности этанол, могли как усиливаться, так и ослабляться .

Скорее всего такое разнообразие реакций связано с индивидуальными, типологическими особенностями животных, - генетическими Факторами„ историей онтогенеза, временем года, условиями содержания (не секрет, что состав гранулированного корма, получаемого крысами, очень изменчив и более или менее постоянно сохраняет лишь свою калорийность) и даже погодой в день тестирования. Конечно при достаточно большой выборке воспроизводимость и набор нарушений были бы постоянными, а разнонаправленные изменения, вероятно, нивелировались. Это требует большого числа животных и, что важнее, не отражает реальной картины, так как не учитывает типологических особенностей. В дальнейшем все равно пришлось бы проводить типизацию, сравнивать различные линии животных, выявлять весь набор нарушений. В нашем случае в каждом опыте наблюдалось если не одно, так другое нарушение поведения. Таких нарушений могло быть больше, могло быть меньше, но они были всегда.

Указать какой-либо маркер определенных когнитивных нарушений, вызываемых патогенными факторами, действующими в период перинатального развития, в настоящее время не представляется возможным, - слишком от многих причин зависит поведение взрослой особи. Тем не менее в будущем было бы интересно выявить значимые маркеры поведенческих нарушений и в перспективе связать их с клиническими анализами и диагностикой.

Пока можно отметить принципиальные типологические различия "интактного" потомства и крыс, перенесших внутриутробную гипоксию или алкоголизацию. Воздействие патогенных факторов изменяет структуру популяции, увеличивая число животных, рано подныривающих в ТЭИ (подгруппа А) и уменьшая число крыс, подныривающих позже (подгруппы Б и Р). По данным С. В.Крапивина и соавторов (1992) животные, различающиеся по этим показателям поведения в ТЭИ, различаются и по устойчивости к гипоксии, а следовательно и по биохимическим показателям, например по качественному и количественному составу белков коры головного мозга (Л.Д.Лукьянова, В.И.Богомолов, 1992).

Таким образом результаты экспериментов свидетельствуют, что перинатальные патогенные факторы, примененные в настоящей работе, вызывают отдаленные поведенческие, прежде всего когнитивные, нарушения, наблюдаемые в половозрелом возрасте. Эти нарушения не сопровождаются морфологическими уродствами и резкими неврологическими аномалиями. При широком наборе тестов, примененных к каждому животному, нарушения будут выявлены даже на небольшом количестве крыс. Эти нарушения, - измененная V возбудимость, эмоциональная неустойчивость, дефицит обучаемости и памяти, - сходны с клиническими проявлениями минимальной мозговой дисфункции и могут рассматриваться как ее экспериментальная модель.

На всех четырех моделях перинатальной патологии наличие и выраженность когнитивных нарушений больше зависели не от качества патогенного фактора, а от его тяжести. Нарушения после хронической внутриутробной гемической гипоксии больше походили на патологию после ингибирования белкового синтеза в критический период раннего постнатальиого онтогенеза, чем на нарушения после однократной внутритуробной гипобарической гипоксии, которые, в свою очередь, были ближе к последствиям пренатальной алкоголизации. Это свидетельствует о неспецифичности патогенных факторов, о их действии на какие-то общие механизмы. Во "Введении" и в "Обзоре литературы" уже говорилось о взаимосвязанности и взаимозависимости окислительно-восстановительных процессор, и синтеза информационных молекул. Воздействуя на один из этих процессов, мы обязательно влияем и на другой. Этанол, эндогенный метаболит, оказывающий многокомпонентное действие, также затрагивает клеточное дыхание и обмен нуклеиновых кислот и белков. Это предполагаемое сходство механизмов нарушений на разных моделях позволяет экстраполировать нарушения, выявляемые на одной модели перинатальной патологии, на другие модели.

Так крысята от матерей, получавших в течение беременности этиловый спирт, более чувствительны к стрессу. Хэндлинг с инъекциями в первые недели жизни ведет к нарушениям развития, проявляющимся в дефиците когнитивных функций в половозрелом возрасте. Наличие именно этого фактора вело к нарушениям обучаемости по крайней мере в челночной камере, а не сам этанол. Он лишь повышал чувствительность к стрессу, который, по-видимому, и запускал каскад патогенных реакций. Можно полагать, что ключевую роль в патогенном действии у таких животных играет инъекция, а не взятие в руки, так как сенсорное обогащение обладает терапевтическими свойствами у алкого-лизированного потомства (M.Sato et al., 1994). В норме мягкий стресс в виде хэндлинга и инъекцирований не только не ведет к ухудшению деятельности мозга, ко способствует его развитию как обогатитель среды.

Подобное подробное исследование проведено только на модели пренатальной алкоголизации. Однако, и после подавления белкового синтеза в критический период раннего постнатального онтогенеза последующее стрессиров&кие в виде хэндлинга и инъекций также могло быть дополнительным фактором, усугубляющим отдаленные нарушения ЦНС (по показателям поведения в ТЭИ), поскольку самое оптимальное адаптивное поведение наблюдалось у потомства, не подвергавшегося ни ингибированию белкового синтеза, ни последующему стрессированию. Из-за предполагаемого сходства механизмов действия примененных патогенных факторов можно ожидать, что и после внутриутробной гипоксии может быть запущен тот же каскад патологических реакций, приводящий к повышенной стрессорной чувствительности крысенка. Проверка этого предположения может быть одним из предметов дальнейших исследований.

Как уже говорилось в Главе 7 Разделе 7.2, постоянное стрессирование и ненормальность окружающей среды сами по себе являются характерными патогенными факторами развития в семьях алкоголиков. Это большая социальная, а не только медицинская проблема. При аномалиях беременности, которые почти всегда сопровождаются какой-нибудь гипоксией плода, мать может учесть большую нервно-психическую уязвимость новорожденного и младенца и быть с ним внимательнее и ласковее. В то же время в семьях с низким социальным уровнем как правило более стрессо-генная обстановка, родители новорожденного придают меньше значения уходу, что ведет к сохранению болезни и даже усугублению нарушений (Д.Н.Исаев, 1931; R.Ä. King, J.D.Noshpits, 1991; P.J.Wilson et al., 1984). К семьям с фактором медико-демографического риска относятся и неполные, многодетные семьи, семьи юных (до 18 лет) и старородящих (старше 34 лет) матерей (В.Ю. Альбицкий и др., 1993, 1994). К факторам риска можно отнести отсутствие семьи, т.е. воспитание в домах ребенка и интернатах (Гос. доклад. 1995). К.Хортман (K.Hortman, 1975) к факторам риска отнес также высокое служебное положение, занимаемое матерью, не позволяющее гармонично общаться с ребенком (в эксперименте этому соответствует нарушение материнского поведения), чрезмерные перегрузки самих детей и их пониженную нейропсихическую выносливость <в наших экспериментах это проявилось в повышенной стрессируемости), острые конфликты между членами семьи и неврозы детей из-за дефектов их воспитания и внутрисемейных проблем.

Итак» сходство нарушений, вызываемых перинатальным воздействием по крайней мере таких факторов, как кислородная недостаточность различной природы, угнетение белкового синтеза и воздействие алкоголя, возможно, объясняется общностью механизмов вызываемой ими перинатальной патологии. Каковы же эти возможные механизмы?

Все три патогенных фактора, примененных в экспериментальных моделях, описанных в данном исследовании, ведут к гибели нервных клеток ( Л. О. Бадалян, Е. М. Масткжова, 1988.; D.E. В arnés, D.W.Walker, 1981; М.Е.Dell'Anna et al., 1991; P.D.Gluckman, C.E.Williams, 1992a; J.Pauli et al., 1995; O.E.Pratt, 1984). Конечно, это само по себе может быть причиной отдаленных когнитивных нарушений у потомства. Однако, почему именно высшие интегративные функции всегда страдают в первую очередь, даже когда остаются сохранными низшие управленческие процессы нервной системы, регулирующие вегетатику, движения и т.д.?

В мозге млекопитающих, как известно, имеется множество так называемых "молчащих" клеток. Импульсная активность большинства нейронов, мимо которых проходит регистрирующий микроэлектрод в электрофизиологических опытах, отсутствует. Ряд исследователей (В.Б.Швырков, 1995) полагает, что именно эти "молчащие" клетки обеспечивают приобретение и реализацию новых навыков. В филогенетически молодых областях, таких как кора, особенно в ее вторичных и третичных зонах, "молчащих" нейронов больше, чем в более древних подкорковых структурах. "Молчащие" нейроны активируются только на некоторых этапах определенных поведенческих актов, тогда как периферические клетки активны на многих стадиях или даже в течение реализации всего навыка и при разных поведенческих актах (Ю.И.Александров,, 1889). Возможно, они связаны с обеспечением жизненно важных функций организма, осуществляемых постоянно, например вегетатики. По классификации Н.П.Бехтеревой (1988) и В.Сингера (W.Singer, 1995) их можно отнести к нейронам первого типа, обеспечивающих жесткие связи, предопределенные генетически, и обычно не требующие для их "включения" какого-либо индивидуального опыта. Однако "включение" их свойств часто зависит от наличия активности в период дифференцировки, например световой стиму-лятди в раннем постнатальном онтогенезе. Нейроны второго типа группируются в динамические ансамбли, характеризующиеся пластичностью реакций. В эти ансамбли может быть включен также ряд жестких связей. К нейронам второго типа относятся и "молчащие" нервные клетки. В онтогенезе в процессе приобретения нового индивидуального опыта эти "молчащие" "запасные" нейроны специализируются, т.е. "расходуются". Эта дополнительная "микродиф-ференцировка" может обеспечиваться изменением экспрессии генов нейрона при обучении (J.Black, 1984), что, возможно, связано с наблюдающимся при обучении усиленным синаптогенезом (M.R.Rosenzweig, 1985). Особенно велик "расход" таких клеток в раннем постнатальном онтогенезе: в этот критический период специализируется значительно больше клеток, чем в половозрелом возрасте (D.N.SpinelIi, 1978), а, возможно, и все нейроны. При этом большей изменчивости подвержены именно центральные элементы. При ранних постнатальных депривациях рецептивные поля периферических нейронов более стабильны по сравнению с корковыми клетками (S.M.Archer et al., 1982; N.W.Daw, H.J.Wyatt, 1974; S.M.Sherman, J. Stone, 1973). Эту раннюю специализацию можно было бы назвать "нейронным микроимпринтингом". Полученная в раннем онтогенезе специализация нервных клеток сохраняется на всю жизнь и чем она разнообразнее., тем большим числом вариантов поведения, обеспечиваемых этими нейронами, обладает животное . Это разнообразие обуславливается разнообразием генов нервных клеток, наибольшим среди структурных генов организма (W.E.Hahn et al., 1982; R.J.Milner, J.G.Suteliffe, 1983; J .G.Suteliffe et al., 1983; N.Zhao et al., 1995). Например в геноме человека как минимум каждый второй ген связан с обеспечением той или иной функции нервной системы (К.В.Анохин, 1998). Напротив, при ранней сенсорной депривации часть клеток (вероятно "запасных") гибнет (H.V.B.Hirsh, D.N.Spine 111, 1970). Так или иначе обучаемость взрослых животных обеспечивается многообразием приобретенных специализаций исходно " молчащих" нейронов. Логично предположить, что запасные клетки молодых областей более уязвимы к различным повреждающим воздействиям и именно они страдают и гибнут в первую очередь при недостатке кислорода, угнетении белкового синтеза, воздействии алкоголя и других негативных воздействий.

Конечно каждый патогенный фактор имеет и свое индивидуальное лицо, свою отправную точку. Уже однократная гипоксия запускает каскад реакций, могущих привести к гибели клетки. Повторные гипоксические воздействия или хронический недостаток кислорода изменяют, усложняют и усугубляют эту картину.

В действии этанола имеет значение также токсический эффект его метаболита ацетальдегнда.

В патогенном действии этанола на плод большое значение имеет резкая отмена алкоголя непосредственно перед родами. Такая же отмена этанола за 1-3 дня до или через 7 дней после них вызывает меньшие нарушения, т.е. роды - наиболее критический момент перинатального периода развития. Наименее опасно постепенное снижение дозы алкоголя.

Можно ли как-то предотвратить или ослабить действие перинатальных патогенных факторов? В данной работе были применены соединения различной химической структуры, обладающие ноотроп-ной активностью. Это первый наиболее распространенный ноотроп пирацетам (2-оксо-1-пирролидинилацетамид), его структурный аналог ТГС--12 (амид пироглутамивовой кислоты), пептидные аналоги пирацетама ГВС-111 (этиловый эфир К-фенилацетил-L-пролилглицина) и ТГС-20 (амид пирроглутамил-О-аланина), ноог-лютил (N-(5-оксикикотиноил)глутаминовая кислота), С-3 (N-(y~ аминобутирил)-1-аза-4,?,10,13-тетраоксациклопептадекан хлор-гидрат), ГАМК, ее фенильное производное фенибут (гидрохлорид у.амино-р-фенил-масляной кислоты), натрия и лития оксибутират соответственно натриевая и литиевая соли у-оксимасляной кислоты). Они применялись в дозах, в которых проявляли ноот-ропный эффект у взрослых животных. Доза пирацетама была 200 мг/кг/день, его пептидных аналогов ТГС-20 и ГВС-111 на 2-3 порядка меньше (соответственно 1 мг/кг/день и 0,1 мг/кг/день), ТГС-12 - 6,5 мг/кг/день, нооглютила - 25 мг/кг/день, С-3 •- 20 мг/кг/день, ГАМК - 41 мг/кг/день, фекибута - 100 мг/кг/день, натрия оксибутирата - 50 мг/кг/день и лития оксибутирата 44 мг/кг/день. Соединения вводили в течение 2-й или 2-й и 3-й недели жизни, когда еще никакие когнитивные нарушения не выявлялись. Этот период онтогенеза крысенка по уровню развития мозга, как уже неоднократно говорилось, соответствует первым месяцам жизни младенца, т.е. по отношению к человеку лечение проводилось как бы сразу после рождения. И все ноотропы оказались эффективны!

Пирацетам, ГВС-111, ТГС-20, нооглютил и натрия оксибутират уменьшали, а по некоторым показателям предотвращали последствия острой пренатальной гипобарической гипоксии. Эти же соединения, ТГС-12 и С-3 корригировали нарушения функций цнс, вызванные пренатальной алкоголизацией. Пирацетам, ГАМК, фени-бут, натрия и лития оксибутират уменьшали последствия угнетения белкового синтеза в критический период раннего постнаталь-ного онтогенеза.

Хотя все ноотропы оказали корригирующее действие, их эффективность была, различна. В случае острой внутриутробной гипоксии по нормализующей активности их можно расположить в следующем порядке: нооглютил > ВВС-111 и пирацетам > натрия оксибутират > ТГС-20. По отношении к коррекции когнитивных нарушений, вызванных пренатальной алкоголизацией этот порядок будет выглядеть несколько иначе: натрия оксибутират > ТГС-20 > нооглютил > пирацетам > ГВС-111 > ТГС-12. Для модели ранней белковой недостаточности ноотропы по эффективности следует выстроить так: пирацетам > лития оксибутират > натрия оксибутират > фенибут * ГАМК.

Особое положение в настоящей работе занимает коррекция хронической внутриутробной гемической гипоксии. В этом случае натрия оксибутират вводился не после прекращения действия патогенного фактора, а на его фоне, и влиял на саму гипоксию, а не на ее последствия.

Действие соединений на каждой модели обсуждалось в соответствующих главах. Здесь можно только заметить, что их эффективность на разных моделях обусловлена, по-видимому, общностью механизмов патогенеза, о которой говорилось выше. Обсуждать и сравнивать возможные механизмы действия всех корректоров трудно хотя бы из-за неравномерности знаний, которыми мы владеем о этих веществах.

Можно предположить, что одним из моменте®, обуславливающих эффективностиь пирацетама, ГАМК, натрия и лития оксибутирата является активация синтеза информационных молекул (Т.А.Воронина , 1989; С.А.мирзоян и др-, 1980; С.F.Baxter, 19?6 и др.). который, как говорилось, угнетается при действии примененных патогенных факторов.

Другим возможным моментом может быть влияние на биоэнергетику. В случае хронической гемической гипоксии натрия оксибу-тират, вводимый на ее фоне, может уменьшать ее непосредственное действие. В остальных же случаях, когда корректоры вводились уже после прекращения действия патогенного фактора, одним из механизмов их действия может быть общее улучшение биоэнергетики мозга. Это касается по крайней мере пирацетама, натрия и лития оксибутирата, фенибута и ГАМК (М.Д.Машковский, 1986).

Патогенный фактор ведет к биохимическим изменениям в организме, которые фиксируются, сохраняя отклонения на длительный срок. Эту фиксацию нормальных или аномальных биохимических состояний развивающегося плода по аналогии с гормонально- медиаторным импринтингом нейроэндокринной регуляции (А. Г. Резников, 1990; G.Dorner, 1986) или ферментативным импринтингом (Р.И.Салганик и др., 1979) можно назвать биохимическим импринтингом. В связи с этим синтез эндогенной ГОМК, который подавляется хронической алкоголизацией (S. A. Barker et. al., 1985), у новорожденного крысенка, мать которого в течение беременности получала этанол, также может быть снижен. Уровень эндогенной ГОМК может быть снижен и при хронической внутриутробной гемической гипоксии (В.С.Козяр, 1993). В этих случаях применение натрия оксибутирата может носить характер также и заместительной терапии.

ГВС-111, ТГС-20, ТГС-12, нооглютил и С-3 - новые соединения и о их свойствах известно значительно меньше. Предполагается, что ГВС-111 пролекарство: его метаболит так же активен и, по-видимому, является эндогенным веществом (Т.A.Gudasheva et ai., 1998). Блокада глутаматных NMDА-рецепторов может привести к нарушению воспроизведения навыка. В этом случае ГВС-111 уменьшает амнезию (R.U.Qstrovskaya et al., 1995). В то же время предполагают, что в отборе жестких связей нейронов в онтогенезе ведущую роль играет этот подтип глутаматных рецепторов (W.Singer, 1995). Уменьшение числа таких связей в дальнейшем, как уже говорилось, может ухудшать протекание когнитивных процессов и отражаться в ослаблении длительной потенциации. Положительное влияние ГВС-111 на глутаматергические процессы у взрослых животных позволяет предполагать, что в раннем постна-тальном онтогенезе это соединение также будет способствовать процессам, зависящим от NMDА-рецепторов. Это предположение нашло косвенное подтверждение в уменьшении нарушений ДГП у пренатально алкоголизированного и подвергшегося внутриутробной гипоксии потомства, леченного ГВС-111.

О возможных конкретных механизмах корригирующего действия остальных новых ноотропных соединений пока ничего нельзя сказать, так как о них известно еще меньше. На основе структурного сходства можно лишь допускать сходство и механизмов у ТГС-20 и ТГС-12 с механизмами действия ГВС-111 и пирацетама.

В целом же можно предполагать, что ноотропы, примененные в период дифференцировки нейронов, могут увеличивать разнообразие "молчащих" нейронов, необходимых для когнитивных процессов, смягчая повреждающее действие патогенных факторов в первую очередь в отношении этих более уязвимых клеток. Увеличивать разнообразие специализаций нейронов, а следовательно и повышать разнообразие возможных вариантов поведения и таким образом увеличивать приспособляемость, проявляющуюся, в частности, в улучшении обучаемости, эти соединения могут., интенсифицируя в таких нейронах экспрессию соответствующих генов, которая, как полагают (К.В. Анохин, 1996; Н.А.Тушмалова, 1978, 1993), является ключевым моментом и онтогенетического развития и обучения. Пока по поводу усиления ноотропами ранней экспрессии генов 14 специализации нейронов можно привести лишь косвенное подтверждение: пирацетам улучшает импринтинг у цыплят (Л.Д.Джохадзе, 1984).

Через какие бы механизмы ни осуществляли ноотропы свое корригирующее действие, они не восстанавливают исходное, "интактное" состояние мозга. Об этом говорит сохраняющееся после лечения отличие структуры популяции леченых животных по показателям поведения в ТЗИ от этой структуры в контроле, где патогенный фактор отсутствовал: коррекция поведения пренаталь-но алкоголизированного потомства не сопровождалась нормализацией поведенческих показателей (см. Табл. 8.8). Об этом же говорят и биохимические исследования: применение корректора могло еще больше изменять биохимическую картину У пренатально алкоголизированного потомства.

Независимо от того, как ноотропы реализуют свое корригирующее действие, здесь нужно подчеркнуть, что оно сохраняется через длительный срок после прекращения их введения. Применение каждого из исследованных ноотропов в большей или меньшей мере улучшало поведение, прежде всего связанное с высшими интегративнымк функциями мозга, у половозрелых животных. Такой вывод о способности ноотропов, примененных в раннем, постнатальком онтогенезе, предотвращать развитие отдаленных нервно-психических нарушений носит не только теоретический характер. Зто заключение позволяет ставить вопрос о целесообразности превентивного лечения в группах риска, хотя в настоящее время профилактическое назначение какого-нибудь препарата новорожденному из таких групп, когда признаков заболевания еще нет, может показаться нереальным. там не менее клинический опыт успешного приема лекарственных средств "на всякий случай" есть. В Германии, тогда еще ГДР, предложена и успешно внедрена профилактика развития сахарного диабета у детей из групп риска С Г.Дернер и др., 1.390).

О.Бенешова с коллегами (О .Вепезоуа е! а1., 1980, 1984) из Чехословакии в 70-х годах показала целесообразность применения с первых дней жизни именно ноотропов для предотвращения развития нервно-психических нарушений. Они вводили пиритинол (пири-дитол, знцефабол) младенцам в течение первого года жизни. Лечение начиналось на 3-й день после рождения. Этот момент определялся становлением глотательного рефлекса новорожденного и возможностью перорального введения препарата в жидкой Форме сначала с помощью катеттера через носовое отверствие, а затем через рот с помощью чайкой ложки. В 1-й месяц жизни дети получали по 16 мг препарата в день, со 2-го месяца доза возросла до 80 мг в месяц, В группу этих детей были отобраны новорожденные от матерей, беременность которых протекала с какими-либо аномалиями, с высоким риском выкидыша, родившиеся раньше срока, позже срока, если при родах потребовалось хирургическое вмешательство, уели во время родов ребенок перенес острую гипоксию, если у новорожденного была пренатальная дистрофия и масса тела при рождении не превышала 2,5 кг, если показатель по шкале Апгар у новорожденного был меньше 7. Одного из этик факторов было достаточно для отнесения ребенка в группу риска. К 3-му дню жизни явных поведенческих,, тем более интеллектуальных отклонений, увидеть еще было невозможно, хотя у некоторых новорожденных (немногих из исследованной группы) наблюдались неврологические отклонения, - судороги и нарушения мышечного тонуса. Результаты наблюдения над развитием таких детей в течение по крайней мере 6 лет, получавших фактически превентивно ноотроп пиритинол в первый год жизни, превзошли все ожидания. Уже ко 2-му году жизни, т.е. к концу лечения, нормальное неврологическое развитие наблюдалось у значительно большего числа детей, чем при спонтанном восстановлении без фармакологического вмешательства. Разрыв между подопытной и контрольной группами постепенно увеличивался к концу года, и этот разрыв продолжал возрастать к 5 годам и сохранялся до 7 лет. С 3-летнего возраста можно было наблюдать опережение интеллектуального развития у леченых детей по показателям речевых навыков, по 'которым контрольная, нелеченая группа отставала вдвое. Этот разрыв сохранялся и по показателям первых школьных успехов. В целом серьезные дефекты, такие как. церебральный паралич, умственная недостаточность и эпилепсия в контроле наблюдалась у 40,3% детей, тогда как через несколько лет после раннего постнз.тального лечения только у 10,8%. Нормализация в контроле была только у 45,1%, а при лечении у 78, 7% . Особенно эффективен пиритинол был в предотвращении эпилепсии.

В свете этих клинических данных о нормализующем действии пиритинола результаты наших экспериментов о способности ноот-ропных соединений различной химической структуры, примененных в раннем постнатальном онтогенезе, предотвращать поведенческие нарушения в половозрелом возрасте на моделях перинатальной патологии различной природы позволяют предполагать успешность профилактического применения ноотропов у новорожденных из групп риска., где можно ожидать минимальную мозговую дисфункцию .

К таким факторам медико-биологического риска помимо общепринятых по данным., изложенным в настоящей работе, следует отнести и какие-либо осложнения беременности или родов, в том числе и те случаи, когда новорожденные не обнаруживали явных дефектов развития и внешне не отличались от здоровых младенцев. В "Обзоре литературы" указывалось, что часто: нарушения выявляются с течением времени по мере созревания соответствующих систем и механизмов и предъявления к ним требований. Бывают случаи, когда компенсаторно-восстановительные процессы преобладают и аномалии развития, выявленные при рождении или вскоре после него, сглаживаются в дошкольный период (T.Green et al., 1981). Однако весьма вероятно и ретроспективное выявление причины заболевания, диагносцированного в более зрелом возрасте.

Из практики известно, что лечить развившееся заболевание труднее, чем предотвращать его. В настоящей работе на примере экспериментального сравнения действия пирацетама на новорожденных и половозрелых крыс, перенесших внутриутробное воздействие этанола, показана большая эффективность применения ноотропов в раннем онтогенезе в отношении коррекции нарушений когнитивных функций.

Конечно утверждать, что следует применять именно те ноотро-пы, которые исследованы в данной работе, нельзя. Это требует отдельного клинического изучения. Вышеизложенные результаты исследования позволяют обратить внимание клиницистов на принципиальную возможность фармакотерапевтического предотвращения развития отдаленных нарушений функций DHC вследствие перинатального воздействия патогенных факторов Это продемонстрировано на примере различных соединений с ноотропной активностью. Но зто не исключает и применение соединений и препаратов других групп. Ноотропы в этом отношении выделяются своей низкой токсичностью и практическим отсутствием побочных эффектов. Можно ожидать особенно хороших результатов от комбинации фармакологического превентивного лечения с психотерапией.