Вплив модуляторів NMDA-рецепторів на біохімічні змінив сітківці при ішемічному та травматичному ураженні зорового аналізатора

Introduction. Glutamate exitotoxicity and hyperactivation of NMDA receptors play an important role in affecting the visual analyzer in cases of ischemia and trauma. It remains unexplored the influence of modulators of various sites of NMDA receptors on metabolic processes in the retina in these pathological conditions.The aim of the work – to determine the effect of NMDA receptor modulators on metabolic changes (oxidative stress, energy deficit, state of nitrogen oxide system, glutamate content) in the retina with the ischemic injury of the visual analyzer in rats and traumatic damage to the visual analyzer in rabbits.Research Methods. Experiments were conducted on 56 white male rats and 24 rabbits. Ischemic lesions of the visual analyzer in rats was caused by the creation of a one-sided ischemia-reperfusion in the a. ophthalmica.Traumatic damage of the visual analyzer in rabbits was caused by the action of a carbon dioxide stream under  pressure on the cornea of the eye. NMDA receptor modulators were administered within 7 days before and 30 minutes after pathology simulation. Polyamino site blocker amantadine sulfate (5 mg/kg i/v) and phencyclidine site blocker memantine (20 mg/kg i/g) were used. The content of AT P, markers of oxidative-nitrosative stress, glutamate levels in retina, and the level of neuronspecific enolase (NSE) in serum were determined.Results and Discussion. The use of NMDA receptor inhibitors causes de-escalation of NSE levels in the blood, reduces energy deficit, oxidative-nitrosative stress, glutamate levels in the retina of ischemia-reperfusion of the eye in rats and contusion of the eye in rabbits. The polyamino site inhibitor amantadine sulfate exceeds (in 1.2-1.5 times, p<0.05) the fencyclidine site inhibitor memantine by the ability to adjust the levels of ATP, MDA, oxide-modified proteins, to restore the activity of glutathione peroxidase in the retina on ischemic and traumatic lesions of visual analyzer.Conclusions. Thus, the modulators of the polyamino- and phencyclidine sites of the NMDA receptors showed a protective effect on neuroretina for both ischemic and traumatic damage of the visual analyzer in animals. The study of the effects of amantadine sulfate on reparative processes in the retina is a promising direction for further research.Вступление. Глутаматная эксайтотоксичность и гиперактивация NMDA-рецепторов играют ведущую роль в поражении зрительного анализатора ишемического и травматического генеза. Остается неизученным влияние модуляторов разных сайтов NMDA-рецепторов на метаболические процессы в сетчатке глаза при этих патологических состояниях.Цель исследования – установить влияние модуляторов NMDA-рецепторов амантадина и мемантина на биохимические изменения (оксидативный стресс, энергодефицит, состояние системы оксида азота, содержание глутамата) в сетчатке при ишемическом поражении зрительного анализатора у крыс и травматическом повреждении зрительного анализатора у кроликов.Методы исследования. Опыты проведены на 56 белых крысах-самцах и 24 кроликах. Ишемическое поражение зрительного анализатора у крыс моделировали путем создания односторонней ишемии-реперфузии в бассейне а. ophthalmica. Травматическое поражение зрительного анализатора у кроликов вызывали действием потока углекислого газа под давлением на роговицу глаза. Модуляторы NMDA-рецепторов вводили в течение 7 дней до и через 30 мин после моделирования патологии. Применяли блокатор полиаминового сайта амантадин (5 мг/ кг внутривенно) и блокатор фенциклидинового сайта мемантин (20 мг/кг внутрижелудочно). Определяли содержание аденозинтрифосфорной кислоты, маркеры оксидативно-нитрозативного стресса, уровень глутамата в сетчатке глаза, уровень нейронспецифической энолазы в сыворотке крови.Результаты и обсуждение. Применение ингибиторов NMDA-рецепторов вызывало деэскалацию уровня нейронспецифической энолазы в крови, уменьшало энергодефицит, оксидативно-нитрозативный стресс, уровень глутамата в сетчатке при ишемии-реперфузии глаза у крыс и контузии глаза у кроликов. Ингибитор полиаминового сайта амантадина превосходил (в 1,2–1,5 раза, р<0,05) ингибитор фенциклидинового сайта мемантин по способности корректировать уровень аденозинтрифосфорной кислоты, малонового диальдегида, окислительномодифицированных протеинов, восстанавливать активность глутатионпероксидазы в сетчатке при ишемическом и травматическом поражении зрительного анализатора.Выводы. Модуляторы полиаминового и фенциклидинового сайтов NMDA-рецепторов проявляли нейроретинопротекторный эффект как при ишемическом, так и при травматическом поражении зрительного анализатора у животных. Изучение влияния амантадина на репаративные процессы в сетчатке глаза является перспективным направлением дальнейших исследований.Вступ. Глутаматна ексайтотоксичність і гіперактивація NMDA-рецепторів відіграють провідну роль в ураженні зорового аналізатора ішемічного та травматичного генезу. Залишається невивченим вплив модуляторів різних сайтів NMDA-рецепторів на метаболічні процеси в сітківці ока за цих патологічних станів.Мета дослідження – встановити вплив модуляторів NMDA-рецепторів амантадину сульфату та мемантину на біохімічні зміни (оксидативний стрес, енергодефіцит, стан системи оксиду азоту, вміст глутамату) в сітківці за ішемічного ураження зорового аналізатора в щурів і травматичного ураження зорового аналізатора у кролів.Методи дослідження. Досліди проведено на 56 білих щурах-самцях та 24 кролях. Ішемічне ураження зорового аналізатора в щурів моделювали шляхом створення однобічної ішемії-реперфузії в басейні а. ophthalmica. Травматичне ураження зорового аналізатора у кролів викликали дією потоку вуглекислого газу під тиском на рогівку ока. Модулятори NMDA-рецепторів вводили впродовж 7 діб до та через 30 хв після моделювання патології. Застосовували блокатор поліамінового сайта амантадин (5 мг/кг внутріш-ньовенно) та блокатор фенциклідинового сайта мемантин (20 мг/кг внутрішньошлунково). Визначали вміст аденозинтрифосфорної кислоти, маркери оксидативно-нітрозативного стресу, рівень глутамату в сітківці ока, рівень нейронспецифічної енолази в сироватці крові.Результати й обговорення. Застосування інгібіторів NMDA-рецепторів викликало деескалацію рівня нейрон специфічної енолази в крові, зменшувало енергодефіцит, оксидативно-нітрозативний стрес, рівень глутамату в сітківці за ішемії-реперфузії ока в щурів та контузії ока у кролів. Інгібітор поліамінового сайта амантадин перевершував (в 1,2–1,5 раза, р<0,05) інгібітор фенциклідинового сайта мемантин за здатністю коригувати рівень аденозинтрифосфорної кислоти, малонового діальдегіду, окисномоди-фікованих протеїнів, відновлювати активність глутатіонпероксидази в сітківці за ішемічного та травматичного ураження зорового аналізатора.Висновки. Модулятори поліамінового та фенциклідинового сайтів NMDA-рецепторів проявляли нейроретинопротекторний ефект як за ішемічного, так і за травматичного ураження зорового аналізатора у тварин. Вивчення впливу амантадину на репаративні процеси в сітківці ока є перспективним напрямком подальших досліджень

ПОРІВНЯЛЬНА ОЦІНКА ВЕЛИЧИНИ АНТИАПОПТОТИЧНОГО ЕФЕКТУ СЕРЕД МОДУЛЯТОРІВ АКТИВНОСТІ NMDA-РЕЦЕПТОРІВ В УМОВАХ МОДЕЛЬНОЇ ПЕРЕХІДНОЇ ІШЕМІЇ РЕПЕРФУЗІЇ ОКА ЗА ДАНИМИ ПРОТОКОВО-ЦИТОМЕТРИЧНОГО АНАЛІЗУ

Experimental ischaemia-reperfusion in rat eyes, within 60 minutes, accompanied by activation of apoptotic processes in the retina, as evidenced by the increase in 20.22 times the number of cells that are in phase SUB-G0G1, i.e. have symptoms of nuclear DNA fragmentation. This indicates an apoptosis. A single intravenous infusion of solutions of magnesium sulphate or amantadine in doses of 5 and 250 mg/kg, respectively, after 30 min. after ligation, as well as memantine intragastrically 20 mg/kg, contribute to reduce the number of retinal cells, which are phase SUB-G0G1 cell cycle, thereby exhibiting antiapoptotic effects on the retina. Under the conditions of this disease in their ability to reduce the process of nuclear DNA fragmentation, amantadine sulfate solution gives significantly better effect (on average, 24.1 and 52.0 %) compared to treatment with a solution of magnesium sulfate or memantine.Модельная 60 мин ишемия-реперфузия глаза у крыс сопровождается активацией апоптотических процессов в сетчатке, о чем точно свидетельствует увеличение в среднем в 20,22 раза пула клеток, которые находятся в фазе SUB-G0G1, то есть имеют признаки фрагментации ядерной ДНК, анонсирует апоптоз. Однократная инфузия в лечебном режиме через 30 мин после наложения лигатур растворов амантадина или магния сульфата, дозами 5 и 250 мг/кг соответственно, а также мемантин перорально из расчета 20 мг/кг, способствуют уменьшению относительного количества ретиноцытов, которые находятся фазе SUB-G0G1 клеточного цикла, проявляя тем самым антиапоптотическое действие. По способности в условиях данной патологии снижать процесс фрагментации ядерной ДНК, применение раствора амантадина сульфата достоверно преобладает терапию раствором магния сульфата или мемантином в среднем на 24,1 и 52,0% соответственно. Модельна 60 хв. ішемія-реперфузія ока у щурів супроводжується активацією апоптотичних процесів в сітківці, про що достеменно свідчить збільшення в середньому в 20,22 раза пулу клітин, які перебувають у фазі SUB-G0G1, тобто мають ознаки фрагментації ядерної ДНК, що анонсує апоптоз. Однократна внутрішньовенна інфузія в лікувальному режимі через 30 хв після накладання лігатур розчинів амантадину або магнію сульфату, дозами 5 та 250 мг/кг відповідно, а також мемантин перорально з розрахунку 20 мг/кг, сприяють зменшенню відносної кількості ретиноцитів, які перебувають фазі SUB-G0G1 клітинного циклу, проявляючи тим самим антиапоптотичну дію. За спроможністю в умовах даної патології знижувати процес фрагментації ядерної ДНК, застосування розчину амантадину сульфату вірогідно переважає терапію розчином магнію сульфату або мемантином в середньому на 24,1 та 52,0 % відповідно.

Експериментальна оцінка впливу нарізного введення мемантину та розчинів амантадину і магнію сульфату на мікроциркуляцію в судинах заднього полюса ока після контузії або в гострий постреперфузійний період на тлі реканалізації a. ophthalmica

For the first 3 hours after simulation of eye contusion in rabbits or 60 minute ischemia with subsequent reperfusion a. ophthalmica in rats, are characterized by hypoperfusion the posterior pole of eyeball. It was manifested by reliable de-escalation of microcirculation factor relatively to its baseline values on average by 8,2 times (injury) and by 39,2 times (reperfusion), respectively. Separate administration of memantine and solutions of amantadine or magnesium sulfate amortized rapid deterioration of blood supply to the eye. By the ability to improve the microcirculation of the eye in the acute post-reperfusion period a single intravenous infusion of amantadine sulfate solution (5 mg/kg intravenously (i/v)) is by 1,5 and 1,4 times better than memantine at a dose of 20 mg/kg intragastric (i/g), or magnesium sulfate (250 mg/kg i/v). In the eye contusion of rabbits, memantine oral administration or intravenous administration of amantadine sulfate in doses of 20 and 2,5 mg/kg contributed to the restoration of blood supply to the eye. This was evidenced by the growth rate relatively to the control of microcirculation pathology groups on average by 4,5 and 6,3 times with the prevalence of the drug "PK-Merz" over the drug "Mema" by 28,5 % on the value of the stimulating effects on blood flow. Improved perfusion of posterior pole of the eyeball against the background of studied modulators of the NMDA-receptor activity (memantine ("Mema") solutions amantadine ("PK-Merz") and magnesium sulfate) underlies their neuroretinoprotective effect.Первые 3 часа после моделирования контузии глаза у кроликов или 60-минутная ишемия с последующей реперфузией а. ophthalmica у крыс характеризуются гипоперфузией заднего полюса глазного яблока. Это проявилось достоверной деэскалацией коэффициента микроциркуляции относительно его фоновых значений в среднем в 8,2 раза (травма) и в 39,2 раза (реперфузия) соответственно. Раздельное введение мемантина и растворов амантадина или магния сульфата амортизировало стремительное ухудшение кровоснабжения глаза. По способности улучшать микроциркуляцию глаза в остром постреперфузионном периоде введение раствора амантадина сульфата (5 мг/кг внутривенно (в/в)) преовосходит действие мемантина в дозе 20 мг/кг перорально или в/в применение магния сульфата (250 мг/кг) в среднем в 1,5 и 1,4 раза соответственно. При контузии глаза у кроликов пероральное применение мемантина или в/в введение раствора амантадина сульфата в дозах соответственно 20 и 2,5 мг/кг способствовало восстановлению кровоснабжения глаза. Об этом свидетельствовал рост коэффициента микроциркуляции относительно группы модельной патологии в среднем в 4,5 и 6,3 раза при преобладании действия препарата «ПК-Мерц» над влиянием лекарственного средства «Мема» на 28,5 % по величине стимулирующего воздействия на кровоток. Улучшение перфузии заднего полюса глазного яблока на фоне исследуемых модуляторов активности NMDA-рецепторов (мемантин («Мема»), растворы амантадина («ПК-Мерц») и магния сульфата) лежит в основе их нейроретинопротекторного действия.Перші 3 години після моделювання контузії ока у кролів або 60-хвилинна ішемія з подальшою реперфузією а. ophthalmica у щурів характеризуються гіпоперфузією заднього полюса очного яблука, яка проявилась вірогідною деескалацією коефіцієнта мікроциркуляції відносно його фонових значень у середньому в 8,2 раза (травма) та у 39,2 раза (реперфузія). Нарізне введення мемантину та розчинів амантадину або магнію сульфату амортизувало стрімке погіршення кровопостачання ока. За спроможністю покращувати мікроциркуляцію в оці в гострому постреперфузійному періоді введення розчину амантадину сульфату (5 мг/кг внутрішньовенно (в/в)) переважає над застосуванням мемантину в дозі 20 мг/кг перорально або в/в застосуванням магнію сульфату (250 мг/кг) у середньому відповідно в 1,5 та 1,4 раза. При контузії ока у кролів пероральне застосування мемантину або довенне введення розчину амантадину сульфату дозами відповідно 20 та 2,5 мг/кг, сприяли відновленню кровопостачання ока через зростання коефіцієнта мікроциркуляції відносно контрольної патології в середньому в 4,5 і 6,3 раза, при переважанні препарату «ПК-Мерц» над лікарським засобом «Мема» на 28,5 % за величиною стимулювального впливу. Покращання перфузії заднього полюса очного яблука на тлі досліджуваних модуляторів активності NMDA-рецепторів (мемантин («Мема»), розчини амантадину («ПК-Мерц») і магнію сульфату) лежить в основі їх нейроретинопротекторної дії