Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,775

Personal portfolio

EFFECT OF ULTRA-LOW DOSES ASPIRIN, ACETYLSALICYLATE COBALT AND ZINC ON PAIN SENSITIVITY RATS

Gamma T.V. Yakovchuk T.V. Korenyuk I.I. Khusainov D.R. Gamma T.V. Cheretaev I.V.
In work it is researched analgesic effects ultra-low doses (40·10–8, 40·10–10, 40·10–13 mg/kg) of aspirin, acetylsalicylate of cobalt and zinc. All the tested compounds exerted analgesic effect, the largest – revealed by the action of zinc acetylsalicylate in a dose of 40·10–8 mg/kg. It is established analgesic effect ultra-small doses of cobalt acetylsalicylate, is not characteristic for its therapeutic dose (40 mg/kg). It was found that acetylsalicylate cobalt and zinc in a dose of 40·10–8 mg/kg superior to therapeutic and ultra-small doses of aspirin in analgesic effectiveness.

Проблема боли и обезболивания волнует человечество издавна и занимает одно из центральных мест в исследованиях современной биологии и медицины. Боль имеет сложную нейробиологическую основу и благодаря интенсивным исследованиям механизмов боли на разных уровнях нервной системы, достигнут значительный прогресс в понимании того, как боль воспринимается, обрабатывается и затормаживается [3, 9]. Однако до сих пор остро стоит вопрос безопасности, и эффективности лечения боли. Одним из способов решения этой проблемы может стать применение анальгетиков в сверхмалых дозах (СМД). Преимуществом использования препаратов в СМД является сохранение их терапевтической активности и отсутствие при этом у них побочных эффектов, так как по мере уменьшения концентрации биологически активного вещества происходит «расслоение» его свойств [5]. Из известных аналгетиков перспективным для исследования аналгетического действия в СМД является широко применяемая в медицине ацетилсалициловая кислота (аспирин - Asp). Она, как и многие ее производные, относится к группе нестероидных противовоспалительных средств, которые сочетают в себе также аналгезирующее и жаропонижающее действия [10]. Показано, что Asp и производные, являясь представителями класса ненаркотических аналгетиков, способны оказывать выраженное аналгетическое действие [6] в ТД (40 мг/кг). Несмотря на все свои положительные эффекты [1], Asp в ТД провоцирует явзообразование в желудке, оказывает отрицательное воздействие на клетки печени и крови [1]. Возможно, применение ацетилсалицилатов в СМД решит данную проблему.

В связи с этим, целью настоящей работы явилось определение наличия и особенностей аналгетического действия Asp, ацетилсалицилатов кобальта (АСК) и цинка (АСЦ) в СМД.

Материалы и методы исследования

Для исследования аналгетического действия веществ в работе использовались 130 белых крыс-самцов со средней двигательной активностью [6], которые были разделены на 17 групп по 10 крыс в каждой. Одной группе животных за 30 мин до тестирования внутрибрюшинно вводили 0,2 мл физиологического раствора (контроль), а девяти группам (опыт) - по 0,2 мл тестируемых соединений (Asp, АСЦ и АСК) в дозах 40·10-8, 40·10-10, 40·10-13 мг/кг соответственно. В качестве эталона использовались три группы, которым инъецировали терапевтическую дозу (ТД - 40 мг/кг) тестируемых веществ: Asp, АСЦ и АСК соответственно. Исследование аналгетического действия Asp и его производных - АСЦ и АСК в СМД 40∙10-8, 40∙10-10, 40∙10-13 мг/кг осуществлялось с помощью щадящих болевых моделей: «горячая вода» [4] и «горячая пластина» [6, 8], в которых измеряли латентный период (ЛП) наступления болевой реакции. Также проводился сравнительный анализ антиноцицептивного действия СМД и ТД (40 мг/кг) Asp, АСЦ и АСК.

Эксперименты проводились с соблюдением принципов «Европейской конвенции о защите позвоночных животных, которые используются для экспериментальных и других научных целей» (Страсбург, 1986) и Постановления первого национального конгресса по биоэтике (Киев, 2001).

Достоверность различий между группами контроля и эксперимента определялась с помощью непараметрического U-критерия Манна-Уитни (при р ≤ 0,05, р ≤ 0,01). Данные представлены в относительных единицах (%). Значения группы контроля приняты за 100%.

Результаты исследования и их обсуждение

При инъекции Asp в СМД через 30 минут в тесте «горячая вода» отмечено достоверное снижение уровня болевой чувствительности, что выражалось в увеличении латентного периода (ЛП) отдергивания хвоста животного по сравнению с контролем для всех веществ в среднем в 1,5 раза. В тесте «горячая вода» Asp в ТД оказывал меньшее аналгетическое действие, чем в СМД.

Из рис. 1 б видно, что с использованием теста «горячая пластина» Asp оказывает аналгетический эффект, однако достоверно увеличивал ЛП болевой реакции (например, облизывания лап) крыс относительно контроля, только в дозе 40∙10-8 мг/кг. В тесте «горячая пластина» Asp в СМД повторяет аналгетическое действие ТД, однако в СМД его эффект несколько меньше.

При инъекции животным ACК в СМД, в тесте «горячая вода» наблюдалось увеличение значения ЛП на 150% (рис. 2). Во всех дозах эффект был примерно одинаковый. АСК в СМД, возможно на фоне снижением токсического действия, проявляет аналгетические свойства, которых не было в ТД. В данном случае АСК оказался эффективнее Asp в СМД.

а                                                                                      б

Рис. 1. Влияние сверхмалых и терапевтических доз ацетилсалициловой кислоты на болевую чувствительность крыс в тестах «горячая вода» (а) и «горячая пластина» (б). Примечание: жирной линией на рисунках обозначены значения терапевтической дозы вещества, пунктиром обозначены значения контроля; все данные представлены в процентах (%)

АСК в СМД оказывается эффективнее Asp в СМД. При инъекции животным ACК в СМД, в тесте «горячая пластина» фиксируем достоверное увеличение ЛП в 3 раза относительно контроля в дозе 40∙10-8 мг/кг (рис. 2).

При инъекции животным АCЦ в СМД показатели времени ЛП наступления болевого порога достоверно повышался до 250-280%. АСЦ в СМД повторяет действие ТД и несколько его превосходит, особенно в дозе 40∙10-8 мг/кг (см. рис. 1).

При инъекции животным ACЦ в СМД, в тесте «горячая пластина» наблюдалось достоверное увеличение ЛП на 386% относительно контроля (рис. 3, б) в дозе 40∙10-8 мг/кг и на 140% в дозе 40·10-10 мг/кг. Следовательно, АСЦ оказался анальгетиком с высокой степенью эффективности. АСЦ в СМД повторяет действие ТД и заметно его превосходит в дозе 40∙10-8 мг/кг, тогда как в дозах 40∙10-10 и 40∙10-13 мг/кг, наоборот наблюдался меньший аналгетический эффект (см. рис. 2).

Таким образом, результаты тестов «горячая вода» и «горячая пластина» показали преимущество применения Asp, АСК и АСЦ в СМД по сравнению с ТД. Исключением является показатели теста «горячая пластина», где Asp в СМД был менее эффективен ТД. При этом АСЦ, применяемый в СМД, оказался наиболее эффективным аналгетиком по сравнению с остальными, а АСК в СМД проявлял аналгетический эффект, не обнаруженный в ТД.

а                                                                              б

Рис. 2. Влияние терапевтических и сверхмалых доз ацетилсалицилата цинка на болевую чувствительность крыс в тестах «горячая вода» (а) и «горячая пластина» (б). Примечание: обозначения те же, что и на рис. 1, длинной пунктирной линией обозначено значение наиболее эффективной сверхмалой дозы аспирина (40·10-8 мг/кг)

a                                                                                б

Рис. 3. Влияние терапевтических и сверхмалых доз ацетилсалицилата кобальта на болевую чувствительность крыс в тестах «горячая вода» (а) и «горячая пластина» (б). Примечание: обозначения те же, что и на рис. 2

Аналгетическое действие аспирина в терапевтических дозах как представителя класса нестероидных противовоспалительных препаратов (НПВП), в первую очередь, связано с торможением активности циклооксигеназы (ЦОГ) арахидоновой кислоты, что приводит к угнетению синтеза простогландинов. Известно, что существует две изоформы ЦОГ арахидоновой кислоты. ЦОГ-1 - конституциональная, содержащаяся в нормальных условиях в кровеносных сосудах, желудке, почках. ЦОГ-2 - индуцируемая, образующаяся в периферических тканях только при воспалении. Аналгетический и противовоспалительный эффекты НПВП определяются торможением активности ЦОГ-2, а развитие побочных реакций - торможением активности ЦОГ-1, которая регулирует синтез «провоспалительных» и «цитопротективных» простогландинов. Последние, как известно, являются медиаторами боли и воспаления, повышающими чувствительность тканевых ноцицепторов. НПВП препятствует высвобождению медиаторов воспаления, участвуют в конкуренции с простогландинами за рецепторные места, задерживают миграцию лейкоцитов и высвобождение лизосомального энзима из лейкоцитов. Торможение ЦОГ-1 ведет к подавлению синтеза «защитных» простогландинов в слизистой оболочке желудка, нарушению ее кровоснабжения и ускорению слущивания эпителия, повышению кислотности желудочного сока [3, 10]. Именно с торможением ЦОГ-1 связано противовоспалительное и аналгтетическое действие аспирина в терапевтических дозах. При этом в последние годы появились данные об участии не только ЦОГ-2, но и ЦОГ-1 в развитии боли и воспаления. Соответственно, препараты со «сбалансированной» ингибирующей активностью в отношении ЦОГ-1 и ЦОГ-2 могут оказать более выраженное аналгетическое и противовоспалительное действие, чем специфические ингибиторы ЦОГ-2. Таким образом, преимущество АСК и АСЦ в СМД и ТД по сравнению с Asp возможно объясняется, во-первых, их принадлежностью к веществам с такой ингибирующей активностью и, во-вторых, уменьшением их кислотности за счет наличия в комплексоне биометаллов.

Касательно биологической активности сверхмалых доз Asp в литературе имеются данные о механизме его противотромбического действия. При иссследовании «ультранизкодозового аспирина» (УНДА-Г) французскими учеными из университета Бордо-2 со своими аргентинскими коллегами из Университета Маймонида в Буэнос-Айресе был показан механизм противотромбического действия [7]. Оказалось, что УНДА-Г реализовал свое действие по иному механизму, нежели аспирин в ТД. Если аспирин в ТД выводит из строя ЦОГ-1, то УНДА-Г, напротив, на него не действует, а угнетает ЦОГ-2 [10]. Возможно, по аналогичному механизму осуществляется и аналгетическое действие Asp в СМД: проникая, через гематоинцефалический барьер, он попадает в мозг и действует на ЦОГ-2. Аргументом в пользу этого предположения, с одной стороны, является то, что ЦОГ-2 преимущественно содержится именно в мозге, а с другой стороны, результаты исследований о том, что достижение противовоспалительного и аналгетического эффектов НПВП в отсутствие побочных влияний возможны в случае избирательного ингибирования активности ЦОГ-2.

Таким образом, возможно аналгетическое действие Asp и его производных в СМД связано именно с ингибировнаием ЦОГ-2.

Однако в последнее время многие авторы приводят доводы участия и центральных механизмов осуществления противоболевого действия аспирина [6], в котором принимают участие медиаторные системы мозга. В результате настоящие исследования имеют дальнейшую перспективу и являются частью комплексного исследования.

Проявление биологической активности у Asp, АСК и АСЦ в области СМД согласуется с данными литературы, хотя до сих пор в науке феномен СМД обсуждается. В настоящее время высказано огромное количество гипотез [2], с помощью которых академическая наука пытается объяснить природу активности СМД. В обзорной статье [5] приводится ряд гипотез, объясняющих механизм их биологического действия: идея о параметрическом резонансе, концепция концентрирования, каскадный принцип усиления и конвергенции биологического сигнала, адаптационный механизм, пространственная дезорганизация «малого матрикса», изменение микровязкости липидного билипидного слоя биомембран и влияние СМД химических веществ на структурные характеристики воды. При этом основную трудность в построении этих гипотез представляет объяснение первичного акта взаимодействия единичных молекул с биомишенями. Поскольку в литературе нет единого мнения по вопросу механизма действия СМД, а есть факт наличия биологической активности для Asp, АСК и АСЦ, необходимы дальнейшие исследования, что позволит раскрыть механизмы их воздействия.

Выводы

  1. Аспирин, ацетилсалицилат кобальта и цинка в сверхмалых дозах (40∙10-8, 40∙10-10, 40∙10-13 мг/кг) оказывают аналгетическое действие, превосходящее по эффективности действие их терепевтической дозы.
  2. Установлен аналгетический эффект ацетилсалицилата кобальта в сверхмалых дозах, не характерный для его терапевтической дозы (40 мг/кг).
  3. Показано, что ацетилсалицилаты кобальта и цинка превосходят по эффективности аспирин в терапевтической и сверхмалых дозах.
  4. При сравнении противоболевой активности исследованных веществ друг с другом в сверхмалых и терапевтических дозах выявлено, что АСЦ является наиболее эффективным антиноцицептивным соединением, при этом его максимальный аналгетический эффект проявляется в дозе 40·10-8 мг/кг.

Список литературы

  1. Баркаган З.С. Сравнительный анализ основных и побочных эффектов различных форм ацетилсалициловой кислоты / З.С. Баркаган, Е.Ф. Котовщикова // Клиническая фармакология и терапия. - 2004. - Т. 13, № 3. - С. 1-4.
  2. Бурлакова Е.Б. Сверхмалые дозы - загадка природы // Экология и жизнь. - 2000. - №2. - С. 36-48.
  3. Калюжный Л.В. Физиологические механизмы боли и аналгезии //Физиологический журнал им. Сеченова. - 1991. - Т. 77, № 4. - С. 123-133.
  4. Лебедева Н.Е. Эффекты фентанила в сверхмалых дозах // Химическая и биологическая безопасность. - 2003.- № 9-10. - C. 7-8.
  5. Точилкина Л.П. Феномен сверхмалых доз, гомеопатия и ФОВ // Химическая и биологическая безопасность. - 2007. - № 1(31). - С. 4-14.
  6. Спосіб зниження больової чутливості: Деклараційний патент України на корисну модель № 52421 / Хусаінов Д.Р., Коренюк І.І., Гамма Т.В., Яковчук Т.В. Шодмонова М.А. Шульгін В.Ф. - Опубл. 25.08.2010. Бюл. № 16.
  7. Doutremepuich C. Aspirin therapy: an attempt to explain the events of prothrombotic complications after treatment discontinuation // Thrombosis and Haemostasis. - 2010. - Vol. 103, № 1. - P. 171-180.
  8. Hardy J.D. Goodell Pricking pain threshold in defferent body areas / J.D. Hardy, H.G. Wolff // Proc Soc Exp BiodMed. - 1952. - Vol. 80. - P. 425-427.
  9. Kemler M.A. Spinal cord stimulation in patients wit h chronic reflex sympathtetic dystrophy // New Engl. J. Med. - 2000. - Vol. 343. - P. 618-624.
  10. Sanderson S. Narrative review: aspirin resistance and its clinical implications // Ann Intern Med. - 2005. - Vol. 142. - P. 370-380.