применение селективного антагониста глутаматных рецепторов ro-256981 для направленного влияния на когнитивные функции

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к экспериментальной фармакологии и может быть использовано для избирательной коррекции нарушений различных видов памяти.

Коррекция памяти при амнезиях, связанных с различными патологическими процессами в центральной нервной системе (ЦНС), является одной из актуальных проблем современной медицины. Вместе с тем, даже в рамках одной и той же нозологии наблюдаются избирательные нарушения различных видов памяти (долговременной, кратковременной, рабочей и т.д.) (Stopford CL, Snowden JS, Thompson JC, Neary D, Distinct memory profiles in Alzheimer"s disease. Cortex. 2007 Oct; 43(7):846-57). Следовательно, актуальным является именно поиск способов направленного воздействия на различные мнестические процессы при терапии когнитивных расстройств с учетом индивидуальных особенностей процессов памяти и обучения. Так, известно, что способность к быстрому запоминанию зачастую сочетается с быстрым забыванием, в то же время медленное запоминание у части индивидуумов приводит к более длительному хранению следа памяти (С.Л.Рубинштейн. Основы общей психологии. Питер. С.-П. 2002. 720 с.). С учетом данного факта, избирательное воздействие на «слабое звено» когнитивной деятельности может стать перспективным подходом к коррекции амнестических нарушений.

Оптимальный уровень активности глутаматэргической системы является одним из важнейших условий успешных функций ЦНС (Parsons CG, Stoffier A, Danysz W. Memantine: a NMD A receptor antagonist that improves memory by restoration of homeostasis in the glutamatergic system - too little activation is bad, too much is even worse. Neuropharmacology. 2007 Nov; 53(6):699-723. Epub 2007 Aug 10). Известно, что антагонисты NMDA рецепторов глутамата обладают значительным терапевтическим потенциалом в отношении судорожных расстройств, ишемических поражений головного мозга, нейродегенеративных заболеваний. Однако наряду с выраженными побочными явлениями (в частности, психотомиметическим эффектом), фактором, лимитирующим применение соединений данного ряда, являются противоречивые данные о влиянии их на когнитивные процессы при различных функциональных состояниях нервной системы, а также зависимость характера воздействия препарата от природы когнитивной задачи. Так, имеются сведения, что неселективный антагонист NMDA рецепторов МК-801 (дизоцилпин) может стимулировать или подавлять формирование пассивно-оборонительного поведения, в зависимости от условий обучения и активности системы стероидных гормонов (Mondadori С, Weiskrantz L, NMDA receptor blockers facilitate and impair learning via different mechanisms. Behav Neural Biol. 1993 Nov; 60(3):205-10).

С учетом известности подобных побочных эффектов, задача, решаемая созданием предлагаемого изобретения, состоит в возможности применения для направленного воздействия на когнитивные функции селективного антагониста NMDA рецепторов, не вызывающего изменения двигательной активности и стереотипии, при этом результат, достигаемый при решении поставленной задачи, состоит в возможности направленного воздействия на мнестические процессы с учетом характера когнитивной задачи и исходных способностей особи к обучению.

Для достижения поставленного результата, предлагается применить селективный антагонист NMDA рецепторов, содержащих NR2B субъединицу, Ro-256981 или [R-(R*,S*)]-α-4-Гидроксифенил-β-метил-4-фенилметил-1-пиперединпропанол гидрохлорид гидрат, для воздействия на когнитивные функции с учетом исходной способности особи к пространственному обучению, а именно для воздействия на длительное хранение долговременной пространственной памяти, предотвращение ее угасания, упрочнение при повторном обучении, формирование памяти в новой обстановке.

В частности, предлагается применять Ro-256981 у быстро обучающихся особей для повышения сохранности следа памяти, угасающего с течением времени, а также стимуляции его упрочения при повторном обучении после «пассивного» угасания. Наряду с этим, предлагается использование Ro-256981 у медленно обучающихся особей для предотвращения угасания памяти в условиях отсутствия подкрепления («активное угасание»), а также для повышения успешности переобучения при частично измененных условиях.

Ниже представлены примеры, иллюстрирующие эффективность применения Ro-256981 для достижения поставленного результата.

Пример 1. Влияние Ro-256981 на сохранность следа памяти и упрочение навыка при повторном обучении в той же обстановке.

Животных обучали в лабиринте Морриса в течение 4-х дней. Водный лабиринт представлял собой круглый бассейн диаметром 132 см и высотой 60 см с белой внутренней поверхностью, наполненный водой (23°C) до высоты 40 см. Расположение прозрачной платформы диаметром 9 см, находившейся на 2 см ниже поверхности воды, и обстановочных стимулов в экспериментальной комнате было постоянным. Разделение контрольной и экспериментальной групп на подгруппы быстро и медленно обучавшихся животных проводили по результатам последнего дня первоначального обучения, используя в качестве критерия величину медианы среднего времени достижения платформы в этот день. Ro-256981 в дозе 5 мг/кг вводили через 24 часа после последнего сеанса обучения. Введение проводили внутрибрюшинно в 1 мл/кг физиологического раствора. Контрольным животным вводили 1 мл/кг физиологического раствора. Через 10 дней после инъекций проводили повторное обучение. Расположение обстановочных стимулов и местоположение платформы было таким же, как при первоначальном обучении. В этих условиях время достижения платформы в первой пробе первого сеанса повторного обучения является показателем, характеризующим сохранность долговременной пространственно памяти. У быстро обучавшихся животных группы наблюдалось достоверное (р=0,038 по критерию Вилкоксона) возрастание времени достижения платформы в первой пробе первого сеанса повторного обучения по сравнению с аналогичным показателем последнего дня первоначального обучения, обусловленное угашением сформированной пространственной памяти. В то же время, у животных, получавших инъекции Ro-256981, достоверного возрастания времени выполнения пространственного навыка в аналогичных условиях не наблюдалось (табл.1). Таким образом, у быстро обучавшихся особей Ro-256981 повышал устойчивость долговременной пространственной памяти к «пассивному» угасанию (забыванию). Аналогичное действие оказывает неселективный антагонист NMDA рецепторов глутамата МК-801, использованный в качестве препарата сравнения. При повторном обучении в той же обстановке Ro-256981 избирательно стимулирует дальнейшее упрочение навыка у исходно быстро обучавшихся крыс.Так, время достижения платформы у животных этой подгруппы достоверно ниже контрольного уровня в третий (p<0,1) и четвертый (p<0,05) дни повторного обучения. МК-801 не оказывал выраженного влияния на динамику упрочения навыка при повторном обучении в той же обстановке. У медленно обучавшихся крыс оба препарата были неэффективны.

Таблица 1 Группы животных Время достижения платформы в первой пробе четвертого дня первоначального обучения (с) Время достижения платформы в первой пробе первого дня повторного обучения (с) Физ. р-р, быстро обучившиеся 9,6±1,36 26,2±9,3* Ro-256891, быстро обучившиеся 7,8±1,97 13,0±6,0 МК-801, быстро обучившиеся 9,3±2,4 11,7±3,0 Физ. р-р, медленно обучившиеся 42,0±11,0 21,0±3,2 Ro-256891, медленно обучившиеся 36,3±8,3 24,5±8,2 МК-801, медленно обучившиеся 38,7±7,6 24,8 7±,5 * - уровень достоверности отличий p<0,05 от аналогичного показателя, зарегистрированного в четвертый день первоначального обучения.

Пример 2. Влияние Ro-256981 на переделку навыка в условиях неизменного положения обстановочных стимулов и измененного положения платформы.

На 5-й день повторного обучения, проведенного, как указано в примере 1, положение платформы изменяли и осуществляли переделку навыка. Скорость переделки навыка у исходно медленно обучавшихся животных была достоверно ниже, чем у быстро обучавшихся. При этом Ro-256981 и МК-801 стимулировали переделку навыка только у медленно обучавшихся крыс (табл.2).

Таблица 2 Группы животных Среднее за сеанс время достижения платформы при повторном обучении (с) Среднее за сеанс время достижения платформы при переделке навыка (с) 2-й день 3-й день 4-й день Физ. р-р, быстро обучившиеся 11,0±3,76 7,85±2,43 7,75±1,15 24,3±1,2 Ro-256891, быстро обучившиеся 6,75±1,16 4,13±0,46 4,5±0,20 25,7±7,1 МК-801, быстро обучившиеся 7,7±1,3 5,7±0,7 7,3±1,2 25,2±2,3 Физ. р-р, медленно обучившиеся 14,5±3,1 5,8±0,54 8,1±1,08 34,7±1,1 Ro-256891, медленно обучившиеся 8,9±2,1 4,9±0,4 5,8±0,99 18,0±3,6* МК-801, медленно обучившиеся 20,8±4,3 8,0±0,6 7,8±1,5 22,5±1,2* * - уровень достоверности отличий p<0,05 от аналогичного показателя, зарегистрированного у медленно обучавшихся животных, получавших физиологический раствор.

Пример 3. Влияние Ro-256981 на устойчивость сформированной памяти к угасанию при отсутствии подкрепления.

Животных обучали в лабиринте Морриса в течение 4-х дней по 4 пробы в день. Разделение контрольной и экспериментальной групп на подгруппы быстро и медленно обучавшихся животных проводили по результатам последнего дня первоначального обучения, используя в качестве критерия величину медианы среднего времени достижения платформы в этот день. Через 24 часа после последнего сеанса проводили однократное угашение сформированного пространственного навыка. Для этого животных на 60 с помещали в бассейн в отсутствие платформы. Ro-256981 в дозе 5 мг/кг вводили непосредственно перед сеансом угасания. В качестве препарата сравнения вводили 50 мкг/кг Мк-801, контрольным животным вводили физиологический раствор. Через 10 дней после инъекций проводили повторное обучение. Расположение обстановочных стимулов и местоположение платформы было таким же, как при первоначальном обучении.

Обнаружено (таблица 3), что однократная процедура угасания приводит к снижению скорости упрочения навыка при повторном обучении у медленно обучавшихся крыс. Введение Ro-256981 повышает устойчивость навыка к процедуре угасания. Так, во 2-3-й дни животные, получавшие препарат, не отличались по скорости нахождения платформы от быстро обучившегося контроля, а 4-й день повторного обучения животные, получавшие инъекции антагониста, находили платформу достоверно быстрее контрольных. Препарат сравнения МК-801 оказывал сходное действие.

Таблица 3 Группы животных Среднее за сеанс время достижения платформы при повторном обучении (с) 1-й день 2-й день 3-й день 4-й день Физ. р-р, быстро обучившиеся 13,6±2,2 8,5±1,1 6,3±0,8 6,6±0,7 Ro-25689, быстро обучившиеся 11,3±3,3 9,9±2,7 5,6±1,8 6,1±1,9 МК-801, быстро обучившиеся 12,6±2,5 8,8±2,0 9,0±2,0 5,4±0,6 Физ. р-р, медленно обучившиеся 17,7±4,6 16,2±4,0* 13,5±2,5* 11,3±1,8* Ro-256891, медленно обучившиеся 12,6±3,0 11,8±2,5 10,7±2,4 6,4±1,2# МК-801, медленно обучившиеся 13,2±2,4 7,3±1,3 7,8±1,7 6,2±0,6# * - уровень достоверности отличий p<0,05 от аналогичных показателей, зарегистрированных у быстро обучавшихся животных # - уровень достоверности отличий p<0,05 от аналогичного показателя, зарегистрированного у медленно обучавшихся животных, получавших инъекции физиологического раствора.

Пример 4. Влияние Ro-256981 на повторное обучение в новой обстановке.

Животных обучали в лабиринте Морриса в течение 5 дней по четыре пробы в день. Разделение контрольной и экспериментальной групп на подгруппы быстро и медленно обучавшихся животных проводили по результатам последнего дня первоначального обучения, используя в качестве критерия величину медианы среднего времени достижения платформы в этот день. Введение Ro-256981 в дозе 5 мг/кг проводили через 24 и 48 часов после последнего сеанса обучения. Повторное обучение в новой обстановке (изменение положения и формы обстановочных стимулов) проводили на 29-32 дни после последнего введения препарата. В этих условиях Ro-256981 избирательно стимулировал формирование нового пространственного навыка у медленно обучавшихся животных (табл.4).

Таблица 4 Группы животных Среднее за сеанс время достижения платформы при повторном обучении (с) 1-й день 2-й день 3-й день 4-й день Физ. р-р, медленно обучившиеся 15,9±1,8 20,9±5,4 12,4±3,2 15,2±5,7 Ro-256891, медленно обучившиеся 14,7±2,0 11,4±4,2 5,1±0,7* 4,1±0,3* Физ. р-р, быстро обучившиеся 16,8±2,1 10,7±3,1 5,6±1,3 4,5±0,6 Ro-256891, быстро обучившиеся 11,5±2,7 9,4±1,3 3,4±0,2 4,2±0,8 * - уровень достоверности отличий p<0,05 от аналогичного показателя, зарегистрированного у медленно обучавшихся животных, получавших инъекции физиологического раствора

Применение селективного антагониста глутаматных рецепторов Ro-256981 для воздействия на когнитивные функции, такие как длительное хранение долговременной пространственной памяти, предотвращение ее угасания, упрочнение при повторном обучении, формирование памяти в новой обстановке.