Механизмы действия нормотимических препаратов.

Молекулярный, клеточный, организменный уровень.

Исследования механизма активности солей лития ведутся постоянно, сделаны многие интересные наблюдения и открытия, тем не менее до сих пор в медицинской литературе, посвященной психофармакологии глава о нормотимических препаратах и солях лития начинается со слов: «Механизм действия нормотимиков на данный момент не известен, предполагается…». Не до конца изучены биологические эффекты, возникающие при приеме нормотимических препаратов, это действительно так, но механизмы действия исследованы. Как попытка заполнить пробелы в данной сфере написана эта статья.

 Исследования нормотимических механизмов регуляции настроения концентрируются на следующих направлениях:

•Классические нейромедиаторы (например, норадреналин и серотонин), которые участвуют в формировании аффективных расстройств.

•Клеточные процессы, включающие как классическое взаимодействие между лигандом и рецептором, так и другие механизмы (например, С‑протеины, система вторичных мессенджеров).

•Модулирующее взаимодействие между отдельными нейротрансмиттерными системами, нейромодуляторами и наследственными факторами.

•Роль циркадных ритмов в патофизиологических процессах.

Доказано, что стабилизаторы настроения взаимодействуют с несколькими нейротрансмиттерами, включая катехоламинергические, индоламинергические, холинергические и систему g-аминомасляной кислоты. Хотя полученные на сегодня данные имеют несколько противоречивый характер, считается, однако, что эти препараты влияют как на постнейронные, так и на пренейронные рецепторы, а также на пострецепторную активность (систему вторичных мессенджеров) этих нейротрансмиттеров.

 Катехоламины

В процессе терапии литием происходит сокращение числа b‑адренергических рецепторов. Это соответствует теории подавления норадренергической активности, но не вписывается в полной мере в существующие представления о патофизиологии маниакального состояния. Литий также подавляет повышенную чувствительность дофаминовых рецепторов, что соответствует представлению о повышении чувствительности катехоламиновых рецепторов у больных маниакальным состоянием.

Литий блокирует высвобождение тиреоидного гормона, потенцирующего чувствительность b-норадренергических рецепторов. Этот факт был использован при формулировании представления о том, что чрезмерное повышение тиреоидной активности предшествует развитию маниакального приступа и что антиманиакальный эффект лития как минимум частично связан с антитиреоидным действием. Карбамазепин также может снижать значение ряда показателей тиреоидной функции.

 Индоламины

Литий способен ускорять высвобождение серотонина путем ускорения процесса обратного захвата триптофана, а также усиления активности постсинапических серотонинергических рецепторов (т. е. он действует как агонист серотонина).

 Холинергическая система

Доказано, что литий увеличивает содержание холина в эритроцитах, но значение этих данных остается неясным. Такое действие может соответствовать теоретическим представлениям об изменении холинергически-адренергического равновесия при аффективных расстройствах.

Согласно этой теории, при маниакальном состоянии возникает относительная недостаточность в холинергической активности по отношению к норадренергической активности, а при депрессии – противоположное соотношение. Эти результаты стали обоснованием назначения холиномиметических препаратов (например, физостигмина) при лечении острого маниакального состояния. Так, однократная в/в дозировка физостигмина в течение одного часа вызывает переключение маниакального состояния в депрессивное.

 Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК)

ГАМК является в ЦНС основным ингибитором нейротрансмиттеров. Кроме того, ее действие проявляется и в истощении катехоламинергической системы. Вальпроевая кислота, карбамазепин и литий вызывают повышение активности ГАМК.

Гипотеза истощения запасов инозитола

Рецепторы многих нейромедиаторов (например, а1-адренергические, 5-НТ₂-серотонинергические и мускариновые холинергические рецепторы) связаны с помощью G-белка с ферментом фосфолипазой С, который гидролизует мембран­ный фосфолипид фосфатидилинозитолбисфосфат (ФИФ₂), с образованием двух вторичных посредников, диацилглицерола и трифосфата инозитола (ИФ₃).

Диацилглицерол активирует протеинкиназу С. ИФ₃ связыва­ется с рецептором на мембране эндоплазматического ретикулума и высвобождает внутриклеточный Са²⁺, также являющийся важным вторичным посредником. Фосфатидилинозитол синте­зируется из свободного инозитола и липидного компонента. В большинство клеток свободный инозитол поступает прямо из плазмы. Однако нейроны не могут использовать свободный инозитол, поскольку он не проходит через гематоэнцефалический барьер. В результате нейроны могут использовать инози­тол, либо получаемый в результате дефосфорилирования инозитолфосфатов — продуктов гидролиза фосфатидилинозитолов, либо инозитол, синтезированный de novo из глюкозо-6-фосфата, продукта гликолиза. Литий в терапевтических концентрациях ингибирует инозитолмонофосфатазу (ИМФазу). В результате блокируется образование инозитола из инозитолфосфатов и глюкозо-6-фосфата. Таким образом, литий снижает способ­ность нейронов к ресинтезу ФИФ₂ после его гидролиза в ответ на активацию рецепторов нейромедиаторов. Предполагается, что в нейронах с патологически высокой скоростью передачи им­пульса под воздействием лития происходит истощение запасов ФИФ₂ и нарушаются нейромедиаторные процессы, использую­щие этот вторичный посредник.

Действие лития на цикл фосфатидилинозитола. Литий блокирует ресинтез фосфатов инозитола и синтез инозитола из глюко­зы и, таким образом, ингибирует синтез вторичных посредников диацилглицерола и инозитол-1,4,5-трифосфата (ИФ₃) в нейронах. G -пере­дающий сигнал G-белок, который активирует эту систему. ФИФ₂-фос-фатидилинозитол-4,5-бисфосфат.

Однако, даже если эта гипотеза верна, она остается недоказанной. Клетки-мишени для лития по-прежнему не выявлены. Неясно так­же, какой именно из множества связанных с фосфатидилинозитолом нейромедиаторов опосредует терапевтические эффекты лития.

Регуляция wnt-механизма передачи сигнала и 3β-киназа гликогенсинтазы

Помимо антиманиакальных эффектов литий обладает терато­генным действием, что показано на эмбрионах африканской когтистой жабы Xenopus laevis. Ранее предполагалось, что ингибирование ИМФазы обуславливает не только нормотимические эффекты, но и негативное воздействие лития на раннее развитие некоторых моделей организмов. В настоящее время установле­но, что тератогенные эффекты лития связаны не с ингибированием ИМФазы, а с его способностью ингибировать Зβ-киназу гликогенсинтазы (КГС-Зβ). КГС-Зβ ингибирует сигнальный ме­ханизм, в котором ключевой передающей молекулой является пептид под названием wnt. При ингибировании wnt-пептида молекулярными средствами удалось воспроизвести тератоген­ные эффекты лития у нескольких видов животных. Существует вероятность, что механизм, участвующий в процессе развития мозга, может также участвовать в трансформации тканей мозга в ответ на фармакологическое воздействие. Поскольку до сих пор, несмотря на более чем десятилетнее исследование, не уста­новлен точный механизм, по которому ингибирование ИМФазы может вызывать антиманиакальные эффекты, гипотеза об инги­бировании КГС-Зβ дает новую возможность для исследований в этой области. Для проверки этой гипотезы у людей необходи­мо синтезировать селективные ингибиторы КГС-Зβ.

Регуляция аденилатциклазы

Как отмечалось выше, литий обладает выраженным ингибирующим действием на аденилатциклазу в большинстве тканей, включая головной мозг. Хотя необходимая для данного эффекта концентрация выше терапевтической, данный механизм может объяснять некоторые побочные эффекты лития. Литий ингиби­рует активацию аденилатциклазы тиреоидстимулирующим гормоном (ТСГ) и антидиуретическим гормоном (вазопрессином). Этим частично объясняются антитиреоидные эффекты лития, а также его способность вызывать нарушение концентра­ционной функции почек.

 Система вторичных мессенджеров

Взаимодействие лития с системой вторичных мессенджеров, в частности с фосфоинозитидным циклом, может вызывать истощение запасов свободного инозитола и влиять на внутриклеточное действие кальция. Такой антагонист, как верапамил, снижает активность кальциевых канальцев и тем самым уменьшает внутриклеточную концентрацию Са-(2+), что делает его потенциальным антиманиакальным средством, хотя практическое значение действия этого вещества остается неясным. Литий может действовать также па G-протеины, аденилатциклазу и протеинкиназу изоэнзимов типа С, которые являются составными элементами системы нейрональной передачи сигнала. Регулирующее действие лития на экспрессию генов в ЦНС может играть важную роль в способности этого препарата оказывать долгосрочное действие на устойчивость настроения.

 Мембранная и катионная гипотезы

При аффективных расстройствах наиболее часто обнаруживают нарушения активности натрия и кальция. В ряде исследований Dubovsky и др. измеряли внутриклеточную концентрацию ионов кальция у больных биполярным расстройством в маниакальном и депрессивном состояниях. Они обнаружили у четырех больных в маниакальном состоянии и у пяти больных в депрессивном состоянии снижение среднего значения внутриклеточной концентрации кальция в отличие от семи здоровых лиц, у которых в анамнезе не было указаний на аффективные устройства. Обнаружение этого феномена в тромбоцитах и лимфоцитах подкрепляет предположение о нарушении гомеостатических механизмов поддержания уровня концентрации кальция в клетке (например, нарушения клеточной мембраны, активности G- белков и др.)

Это может указывать на вероятность этого феномена не только в клетках периферических тканей, но и в тканях нервной системы.

Антагонисты кальция (например, верапамил, нимодипин) могут также блокировать действие дофамина, серотонина и эндорфинов через их влияние на механизм переноса натрия и кальция. Таким образом, они могут действовать как потенциальные антиконвульсанты. Подобное действие может одновременно быть и антиманиакальным.

Основой в других исследованиях аминных нейротрансмиттеров и нейроэндокринных функций при аффективных расстройствах стали клеточные механизмы ионного транспорта. Литий и антагонисты кальция блокируют поступление кальция внутрь клетки, а также мобилизацию его внутриклеточного запаса и тем самым тормозят электрическую активность в нейронах и стабилизируют их мембраны. Меltzeг говорит о специфическом макромолекулярном комплексе, состоящем из натрий-калиевых и кальциевых насосов, ионных канальцев и анкирина, содержание которого меняется при аффективной патологии.

Попытки выяснения патогенетических механизмов действия нормотимических препаратов как на нейрофизиологическом, так и на биохимическом уровнях не привели к сколько-нибудь определенным результатам. Воздействие препаратов на норадренергическую или серотонинергическую системы весьма противоречиво, чтобы объяснить сходство их нормотимического действия.

Наиболее часто в последнее время нормотимический эффект связывают с воздействием на ГАМК-ергическую систему. Известно, что периферические ГАМК-ергические рецепторы принимают участие в регуляции активности кальциевых каналов и функциональной стабилизации клеточных мембран. Оказалось, что высокие дозы карбамазепина и солей вальпроевой кислоты, подобно солям лития, снижают метаболизм ГАМК путем ингибирования ее трансаминазы в гиппокампе, базальных ганглиях и коре головного мозга. ГАМК же является пресинаптическим модулятором дофаминергических нейронов, чем, соответственно, и тормозит гипотетический пусковой механизм циркулярных фаз.

Кроме антидофаминергического эффекта, определенным сходством нормотимики обладают во влиянии на холинергическую систему. Было высказано предположение, что эти препараты прерывают нейрональную передачу за счет подавления натрий-проводимости на уровне клеточной мембраны и регулирования переноса через нее моновалентных катионов.

Помимо активного влияния на основные нейромедиаторные системы, центральное действие связано также с влиянием на бензодиазепиновые и опиатные рецепторы, с подавлением активации аденилатциклазы циклического аденозин- и гуанизинмонофосфатов и целым рядом других механизмов. Этим, наверное, можно объяснить широкий спектр показаний к применению солей лития и антиконвульсантов с нормотимической активностью. Помимо эпилепсии, карбамазепин, в частности, с успехом используется для лечения состояний паники, обсессивно-фобических расстройств, агрессивности, невралгии черепно-мозговых нервов, мигреней, спинной сухотке, фантомных болях, парестезиях при рассеянном склерозе и т.д.

Основываясь на известной общности нормотимического и противосудорожного эффектов антиконвульсантов, Ваllenger, Post R.М, (1983) распространили теоретическую модель амигдалярного киндлинга ("зажигания"), описанную при развитии экспериментального судорожного синдрома, на возникновение аффективных нарушений. Этот феномен объясняет развитие пароксизмальных проявлений существованием длительных, строго периодичных, подпороговых, неспецифических раздражении мозговых структур, которые в конце концов приводят к понижению судорожного порога и запуску саморазвивающейся в дальнейшем пароксизмальной активности. Действие антиконвульсантов выражается в блокаде этого механизма. При аффективных психозах подобные явления развиваются вследствие неспецифических раздражений (в том числе, в виде "бытового стресса") в лимбических структурах и миндалевидном комплексе мозга, что, в конечном итоге, истощает ингибирующий потенциал ГАМК-ергической системы.

Не вдаваясь в дальнейшие подробности, можно утверждать - нормотимики затрагивают большинство биологических и нейромедиаторных систем организма, что требует повышенной ответственности и внимания врача, рекомендующего их длительный прием.

        Роль циркадных ритмов

       На клиническом уровне все нормотимические препараты, помимо способности нивелировать аффективные циркулярные колебания, обладают отчетливым антиманиакальным эффектом. Антидепрессивное действие при лечебном и, в меньшей степени, при профилактическом применении выражено значительно слабее. Имеются также данные, что все они оказывают минимальное регулирующее или замедляющее влияние на биологические ритмы в целом, в том числе - на циркадианный. Это, в частности, обнаруживается в нормализации ритма "сон - бодрствование", нарушенного у больных с фазовыми проявлениями. Интересно, что другие психотропные средства, прежде всего трициклические антидепрессанты, а также женские гормональные препараты типа эстрадиола, действуют в протиположном направлении и способны ускорять биологические ритмические процессы, в том числе и фазовые.

Полученные в ходе клинических и полисомнографических исследований данные позволили предложить хронобиологическую модель развития неблагоприятного континуального течения фазнопротекающих эндогенных психозов и нормотимического (профилактического) эффекта, в основе которой лежит идея системного расстройства биоритмической организации организма и, прежде всего, десинхронизации циркадианного ритма с циклом "сон -бодрствование" (см. рис.).

Предложенная хронобиологическая модель позволяет объяснить различия в действии нормотимических препаратов. Полученные данные свидетельствуют, что соли лития непосредственное угнетающее воздействие оказывают процесс Ц, замедляя все контролируемые им циркадианные ритмы. При этом соли лития, естественно, оказываются эффективными на начальных этапах заболевания, когда воздействие стрессовых факторов и резкая стимуляции кортикотропной активности играют важную роль в развитии очередной фазы. Восстановление нормальной активности процесса С происходит вторично при длительном применении. Этим, вероятно, можно объяснить тот клинический факт, что для проявления своего стабилизирующего нормотимического эффекта солям лития необходим достаточно большой светлый промежуток между фазами. Его отсутствие не дает возможности солям лития успеть активировать процесс С, т. к. каждая новая фаза сопровождается расторможением процесса Ц.