Обзор данных о применении препарата габапентина для лечения нейропатической боли с экспериментальной оценкой его влияния на физиологическое состояние и поведенческие особенности крыс породы Wistar в тесте «Открытое поле»

Международной ассоциацией по изучению боли (International Association for the Study of Pain.) термин «боль» определяется как «неприятный чувственный или эмоциональный опыт, ассоциированный с имеющейся или потенциальной травмой ткани» [11]. Генерация боли в ответ на повреждение ткани включает в себя четыре основных процесса: трансдукцию, трансмиссию, модуляцию и перцепцию. Трансдукция заключается в преобразование стимула в ноцицептивный сигнал на уровне ноцицептора. Трансмиссия – это процесс, посредством которого ноцицептивные сигналы распространяются по нервным волокнам от места изначального повреждения к ЦНС. Модуляция – это механизм, с помощью которого ноцицептивные сигналы изменяются в ЦНС посредством облегчения или торможения. Перцепция — последняя и наиболее важная часть «переживания» боли, включающая интеграцию когнитивных и эмоциональных реакций на вредный раздражитель [4].

Обобщенное понятие «боль» можно разделить на ноцицептивную и нейропатическую. Ноцицептивная боль вызывается повреждающими стимулами, которые обрабатываются в остальном нормально функционирующей соматосенсорной системой. Ноцицептивная боль эволюционно выгодна, поскольку позволяет животному обнаруживать потенциально опасный раздражитель и ответить на него соответствующей реакцией. Данный тип боли можно разделить по принципу локализации первичных сигналов на соматическую (травмирующие агенты воздействуют на кожу, мышцы и суставы) и висцеральную (возникающую во внутренних органах). Нейропатическая боль определяется как боль, вызванная заболеванием или поражением, которое приводит к повреждению или дисфункции соматосенсорной системы [7]. Термин «смешанная боль» относится к состоянию сосуществования ноцицептивной и нейропатической боли. Вполне вероятно, что нейропатическая и смешанная боль являются частыми, но недостаточно распознаваемыми явлениями у ветеринарных пациентов с давними неврологическими, ортопедическими или другими заболеваниями.

Нейропатическая боль может стать самостоятельным заболеванием нервной системы, сохраняясь после разрешения провоцирующей причины [10]. Проявления нейропатической боли включают в себя как спровоцированную боль (зависимая от стимула гиперчувствительность), так и спонтанную боль. Подобные проявления могут носить как постоянный, так и периодический характер. Гиперчувствительность, вызванная стимулом, подразделяется на два наиболее распространенных типа: аллодиния и гиперестезия [4]. Термин «аллодиния» происходит от греческих слов «другой» (allo) и «боль» (odynia) и относится к состоянию, при котором стимул, обычно не считающийся болезненным и не кодируемый ноцицепторами, при дисфункции соматосенсорной системы воспринимается как болезненный. Гиперестезия относится к состоянию повышенной чувствительности к раздражителю.

Первым этапом в развитии нейропатической боли является поражение в пределах соматосенсорной системы. Инициирующий стимул обычно связан с ноцицептивной болью. В нормальных условиях болезненные стимулы уменьшаются по мере разрешения заболевания, а ощущение ноцицептивной боли со временем уменьшается. Однако интенсивная хроническая ноцицептивная боль может активировать механизмы как в периферической, так и в центральной нервной системе, которые приводят к развитию нейропатического болевого синдрома. Трудно ответить на вопрос, когда именно острая ноцицептивная боль становится хронической и вредоносной, хотя понимание окна, в течение которого происходят постоянные изменения в соматосенсорной системе, могло бы облегчить профилактику и лечение нейропатической боли [17].

К ключевым механизмам, лежащим в основе развития нейропатической боли, относятся: эктопическая активность афферентных нервов, периферическая сенсибилизация, центральная сенсибилизация, нарушение тормозной модуляции, патологическая активация микроглии.

Эти механизмы могут проявляться во всем спектре патологических процессов. Кроме того, у одного пациента могут присутствовать несколько механизмов развития нейропатической боли и приводить к одним и тем же клиническим признакам.

Первым и, возможно, наиболее важным шагом в лечении нейропатической боли является выявление и лечение (когда это возможно) основного заболевания, поражающего соматосенсорную систему. Данные из гуманной медицины о заболеваниях, приводящих к развитию нейропатической боли, могут помочь сделать выводы о высокой вероятности наличия таковой у ветеринарных пациентов со следующими патологиями: Киари-подобная мальформация/сирингомиелия, радикулопатия, вызванная хроническим заболеванием шейного или поясничнокрестцового диска, диабетические или другие полинейропатии, хронический остеоартрит и инсульт [12]. Наличие нейропатической боли у ветеринарных пациентов с подобными состояниями изучалось лишь ограниченно. Вероятно, это связано со невозможностью оценки по средствам опроса пациента при работе с животными, что является основным способом в гуманной медицине.

Существует ряд количественных тестов для определения порога чувствительности, экстраполированные из гуманной медицины, однако их рутинное применение в ветеринарной практике ограничивается высокой субъективностью оценки полученных данных. Так, например, метод сенсорного тестирования, включающий оценку наличия или отсутствия поведенческого ответа на сильный ноцицептивный стимул, интерпретируется как «наличие» или «отсутствие» интактных ноцицептивных путей. В лучшем случае реакцию можно оценить, как нормальную, ослабленную или отсутствующую. Методы с использованием устройств для механического сенсорного тестирования, таких как электронный анестезиометр фон Фрея, обеспечивает объективную оценку количества механического давления, которое необходимо приложить к пациенту, чтобы вызвать поведенческую реакцию, указывающую на сознательное восприятие стимула. Эти методы потенциально полезны для диагностики нейропатической боли у животных и мониторинга реакции на терапию; однако на них может влиять техника проведения исследования и эмоциональное состояние пациента [12]. В лабораторных исследованиях на грызунах с использованием аналогичных методов обычно предлагается «период смягчения» в несколько дней, чтобы позволить животному акклиматизироваться к тестирующему устройству и окружающей среде до начала тестирования [12]. Эта рекомендация основана на знании того, что тревога и стресс могут влиять на характер поведенческих реакций, наблюдаемых во время тестирования. Очевидно, что у ветеринарных пациентов со спонтанно возникающими заболеваниями такой подход неосуществим. Для собак был предложен 10-15 минутный период акклиматизации в тестовой комнате в сочетании с поддержанием тихого комфортного пространства с ограниченным движением и отвлекающими факторами [12].

Лечение нейропатической боли может быть направлено на любой или все пять механизмов, лежащих в основе развития болевого синдрома, которые были описаны выше. Наиболее распространенными препаратами, используемыми специально для лечения нейропатической боли в ветеринарии, являются габапентин и прегабалин, иногда упоминается трициклические антидепрессанты [5, 14].

Оценка клинической эффективности применение лекарственных средств в ветеринарии, проводится с предварительным проведением доклинических испытаний относительно общетоксического действия, а также специфической фармакологической активности [2]. В доступной нам литературе мы не встретили информации об оценке выраженности седативного эффекта препарата габапентин при его пероральном применении лабораторным животным, в связи с чем определена актуальность экспериментальной части наших исследований.

Цель исследования: определить степень релевантности и безопасности применения препарата габапентин в рутинной ветеринарной практике.

Исходя из поставленной цели, были определены следующие задачи: 1) На основе анализа литературных данных охарактеризовать механизм действия, область применения и доказательную базу препарата габапентина в гуманной и ветеринарной медицине, определить его основные побочные эффекты; 2) Оценить влияние препарата Габапентина на клинические показатели и особенности поведения крыс породы Wistar в поведенческом тесте «Открытое поле».

Материал и методы исследований. Для решения поставленной задачи использовали современные базы данных отечественных и зарубежных научноисследовательских ресурсов таких как eLibrary и PubMed.

Для оценки влияния препарата габапентина на активность и эмоциональность крыс, как показатели, косвенно отражающие наличие седативного эффекта, было принято решение провести исследование на лабораторных животных до его апробации в условиях животноводческого комплекса.

Исследования были выполнены на 4 группах аутбредных крыс Wistar обоих полов со средней живой массой 191 г (самцы) и 165 г (самки). Схема постановки опыта представлена в Таблице 1.

Препарат вводили животным перорально, на корень языка, при помощи автоматической пипетки. Для обеспечения максимальной точности дозирования препарат вводили дробно (не более 100 мкл на 1 акт глотания) в виде суспензии с концентрацией 200 мг/мл на 10 % водном растворе сахарозы. Контрольным животным по той же методике вводили 10 % водный раствор сахарозы. Введение препарата опытным животным, а также 10 % раствора сахарозы контрольным животным осуществляли перорально, ежедневно на протяжении 14 дней.

Клинически состояние животных оценивалось по результатам физикального осмотра. При этом оценивали активность, координацию движений, состояние шерстного и кожного покрова, состояние видимых слизистых оболочек, размер зрачка и реакция на световой раздражитель, ритмичность сердечных сокращений, частоту и глубину дыхательных движений, ректальную температуру тела.

Таблица 1 – Схема постановки опыта

Группа	Объекты исследований	Доза, мг/кг	Доза (в первые сутки введения)
			мг/голову		мкл/голову
			самцы	самки	самцы	самки
Опыт 1: максимальная доза препарата Габапентина	Крысы 12 особей, 6/6 самки/самцы	300	57,3	49,5	290	250
Опыт 2: промежуточная доза препарата Габапентина	Крысы 12 особей, 6/6 самки/самцы	180	34,4	29,7	170	150
Опыт 3 минимальная доза препарата Габапентина (с учетом терапевтической дозы)	Крысы 12 особей, 6/6 самки/самцы	60	11,5	9,9	60	50
Контроль (10 % раствор сахарозы)	Крысы 12 особей, 6/6 самки/самцы	-	-	-	290	250

Тестирование общей двигательной активности, ориентировочноисследовательской активности, эмоционального состояния животных проводили в установке «Открытое поле». Установка представляет собой круглую камеру, диаметром 120 см с металлическими стенками высотой 28 см. Пол установки расчерчен на три ряда секторов одинаковой площади (всего 18) для удобства визуальной регистрации горизонтальной двигательной активности животных на периферии, в 2/3 радиуса и в центре поля. Во время исследования животное помещали в центр, наблюдение за ним вели визуально непосредственно и с помощью видео фиксации. При этом регистрировали следующие поведенческие показатели крыс: вертикальная двигательная активность (ВДА), отражающая ориентировочное исследовательское поведение животных; горизонтальная двигательная активность (ГДА), отражающая общую двигательную активность крыс.

Для оценки эмоционального состояния крыс использовали такие показатели как: число реакций замирания; число реакций груминга; число обследованных отверстий (норковый рефлекс); количество актов дефекации.

Оценку проводили в период дневной активности крыс на 14-й день введения препарата габапентина отдельно для самцов и самок.

Результат исследований. Как показали результаты оценки данных, представленных в доступных источниках, препарат габапентин является противоэпилептическим средством, но в настоящее время он также рекомендуется в качестве средства первой линии при нейропатической боли. Сходства между патофизиологическими изменениями, наблюдаемыми, как при эпилепсии, так и при нейропатической боли, оправдывают целесообразность использования противосудорожных препаратов при симптоматическом лечении нейропатического болевого синдрома [16]. Препарат является структурным аналогом гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) [10]. Анальгезирующий эффект габапентина обусловлен его связыванием с α2δ-субъединицами пресинаптических вольтаж-зависимых кальциевых каналов нейронов, функциональная активность и количество которых резко увеличиваются при повреждении периферических тканей. Активация α2δ-субъединиц усиливает поток ионов кальция и удлиняет деполяризацию. Повышенный вход ионов кальция в клетку увеличивает высвобождение глутамата и субстанции Р из нервных окончаний и увеличивает порог возбуждения нейронов [3]. Стоит отметить, что габапентин, как и прегабалин, блокируют потенциал-зависимые кальциевые каналы только с активированными α2δ-субъединицами, не оказывая влияния на вход ионов кальция в интактные, не активированные ноцицептивной стимуляцией нейроны. В результате блокады α2δ-субъединиц уменьшается вхождение ионов кальция в нервные окончания и высвобождение нейротрансмиттеров. Таким образом, анальгетический эффект габапентина и прегабалина обусловлен снижением глутаминергической передачи на уровне спинного мозга и подавлением активности потенциал-зависимых Са2+-каналов, что в совокупности снижает интенсивность синаптической передачи [3]. Анальгетические эффекты габапентина не зависят от опиоидных рецепторов, и повторное введение не приводит к толерантности к анальгетикам [6]. Ряд исследований подтверждают противовоспалительную активность габапентина по средствам ингибирования продукции провоспалительных цитокинов [10]. Он также может стимулировать опосредованное норадреналином нисходящее торможение, что способствует его антиаллоденическому действию при нейропатической боли [9]. В подтверждение этого было показано, что габапентин значительно увеличивает концентрацию норадреналина в спинномозговой жидкости пациентов, перенесших ортопедические или урогенитальные операции [8]. Данные доказательной медицины демонстрируют, что применение габапентина перед операциями у людей снижает уровень послеоперационной боли, однако повышает риск избыточной седации (уровень достоверности доказательств - 1) [1]. Подобное побочное действие возможно нивелировать по средствам коррекции схемы применения. При наличии показаний к увеличению дозы рационально делать это постепенно, чтобы минимизировать вероятность проявления нежелательного эффекта. Практика применения габапентина или его аналога прегабалина в гуманной медицине в протоколах мультимодальной аналгезии подтверждает его эффективность (уровень убедительности рекомендаций - А), а также опиоидсберегающий эффект. Однако и здесь основным фактором риска признана возможная чрезмерная седация [13, 15].

В результате исследований установлено, что животные, получавшие габапентин вне зависимости от дозы, клинически не отличались от группы биологического контроля. У всех животных, независимо от принадлежности к той или иной группе, активность соответствовала виду, возрасту и в целом физиологической норме, нарушений координации движений не отмечалось. Шерстный покров был гладкий, блестящий, шерсть плотно удерживалась в коже, нарушений целостности кожных покровов не выявляли, видимые слизистые оболочки были светло-розовые, блестящие. Размер зрачка и реакция на световой раздражитель не были изменены, ритмичность сердечных сокращений была в пределах нормы, признаков аритмии не наблюдалось, дыхание было глубокое, спокойное, частота дыхательных движений в среднем составляла 65-75 дыхательных движений в минуту, что соответствует физиологической норме; среднее значение ректальной температуры колебалось в диапазоне 37,5-38,5 °С.

В результате сопоставления и статистической обработки данных, полученных в результате проведения теста «Открытое поле», установлены некоторые различия, как на уровне тенденции, так и на уровне значимой разницы (Таблица 2, Таблица 3).

Отмечено достоверное снижение частоты актов дефекации у самцов крыс 2 и 3 опытной группы (дозы габапентина 180 мг/кг и 60 мг/кг, соответственно) в 2,4 раза. Это говорит о существенно сниженном уровне тревожности у данных особей. В группах, получавших повышенные дозы препарата, достоверной разницы с контрольными животными не установлено, результаты по данному показателю сопоставимы. Также следует отметить, что самцы крыс 2 и 3 опытных групп обладали повышенной горизонтальной двигательной активностью, что во 2 группе выражалось в достоверно большем количестве пересечения квадратов в 2/3 поля, а в 3 группе в достоверно большем пересечении квадратов по периферии. Если сопоставить данные по суммарной горизонтальной активности крыс, то можно с уверенностью сказать, что терапевтическая доза гебапентина положительно влияет на данный показатель. Суммарная активность крыс 2 группы была на 75 % выше, чем у животных группы биологического контроля, а крыс 3 группы выше на 56 %.

Изменения в двух данных показателях в совокупности также свидетельствуют о снижении общего уровня тревожности у крыс 2 и 3 опытных групп.

Таблица 2 – Результаты тестирования крыс самцов в «Открытом поле» в светлое время суток на 14 сутки введения препарата

Наименование показателя	Число событий
	контроль	опыт 1 (300 мг/кг)	опыт 2 (180 мг/кг)	опыт 3 (60 мг/кг)
Горизонтальная двигательная активность
Пересечение квадрата в 2/3 поля	16,00±2,71	4,83±3,25	4,33±5,75	8,83±6,24*
Пересечение квадрата в центре поля	1,25±0,96	0,33±0,52	0,50±0,84	0,67±0,82
Пересечение квадрата на периферии поля	77,75±15,97	51,67±23,88	67,17±15,09*	90,50±19,72
Основная   активность   (суммарная горизонтальная активность)	88,60±19,06	56,83±26,84	72,00±19,09*	100,00±16,33*
Вертикальная двигательная активность
Стойка с опорой на стенку	24,25±6,18	18,83±5,78	16,17±4,49	22,50±5,72
Стойка без опоры на стенку	4,75±3,40	1,00±1,55	2,17±3,06	3,67±3,72
Груминг
Короткий груминг	7,25±4,57	5,00±7,04	7,00±6,32	4,33±2,07
Длительный груминг	1,25±0,96	1,33±1,03	2,00±1,55	1,83±1,60
Особенности поведения
Обнюхивание отверстий	9,25±6,40	8,17±9,58	8,17±6,37	10,67±5,72
Замирание	0,50±1,00	1,83±2,56	2,17±2,40	1,00±1,67
Акт дефекации	0,50±0,58	1,33±0,52	1,83±1,47*	0,17±0,41*

Примечание: * ̶ p ≤ 0,05 – в сравнении с группой биологического контроля

Таблица 3 – Результаты тестирования крыс самок в «Открытом поле» в светлое время суток на 14 сутки введения препарата

Наименование показателя	Число событий
	контроль	опыт    1 (300 мг/кг)	опыт    2 (180 мг/кг)	опыт   3 (60 мг/кг)
Горизонтальная двигательная активность
Пересечение квадрата в 2/3 поля	10,7±7,9	13,7±13,2	6,7±4,7	7,0±5,7
Пересечение квадрата в центре поля	1,2±1,5	2,7±2,3	1,5±1,9	1,0±0,9
Пересечение квадрата на периферии поля	81,0±19,7	66,2±24,4	74,8±27,3	83,8±16,6
Основная       активность       (суммарная горизонтальная активность)	92,8±26,5	82,5±37,7	83,0±31,2	91,8±22,5
Вертикальная двигательная активность
Стойка с опорой на стенку	22,5±5,1	23,7±17,1	23,7±10,0	4,0±7,7
Стойка без опоры на стенку	4,5±2,6	8,3±9,2	7,3±9,5	2,3±3,9
	руминг
Короткий груминг	9,5±3,6	5,0±0,6	6,2±3,1	4,0±2,2*
Длительный груминг	2,2±1,5	1,2±0,8	2,0±1,3	1,3±0,5
Особенности поведения
Обнюхивание отверстий	8,5±5,9	5,0±5,8	7,7±5,5	7,2±8,4
Замирание	1,0±1,7	2,3±2,6	0,8±1,3	2,7±2,7
Акт дефекации	1,8±1,0	0,0±0,0*	0,0±0,0*	0,8±1,6

Примечание: * – P ≤ 0,05 – в сравнении с группой биологического контроля

Отмечено достоверное снижение частоты актов короткого груминга у крыс 3 опытной группы (доза габапентина 60 мг/кг) в 2,4 раза. Это говорит о низком уровне тревоги и страха. В группах, получавших повышенные дозы препарата, снижение также отмечалось, однако при статистической обработке не удалось подтвердить даже наличие четкой тенденции, поэтому можно сказать, что подобный эффект оказывает лишь терапевтическая доза. Отмечены также значимые отклонения в частоте актов дефекации у самок крыс, получавших 300 и 180 мг/кг габапентина. За время проведения эксперимента, ни у одной из крыс отмеченных групп акта дефекации не наблюдалось, что указывает на анксиолитическое действие препарата.

При проведении эксперимента в группах с терапевтической дозой (60 мг/кг) явного седативного действия препарата не наблюдалось, на клиническое состояние животных данная доза за период применения (14 дней) никак не повлияла, однако достоверное снижение общей тревожности свидетельствует об анксиолитическом действии, что может положительно коррелировать со скоростью реконвалесценции животных с болевым синдромом. Безусловно, эффективность и рентабельность применения габапентина для стандартных схем обезболивания у продуктивных животных должна исследоваться и дальше.

Заключение. Проведенное исследование наглядно демонстрирует перспективность применения препарата габапентина в ветеринарной практике для получения анальгезирующего, а также анксиолитического действия при лечении болевых синдромов и стресс-индуцированных патологических состояний в составе комплексной терапии. Бесспорным остается и тот факт, что необходимы дальнейшие исследования данного препарата на предмет безопасности его применения в животноводческих комплексах и возможности дальнейшего использования продуктов животноводства после приема препарата. Побочный эффект в виде чрезмерной седации при соблюдении рекомендованных терапевтических доз, а также использовании доз, 3-х и 5-ти кратно превышающих    терапевтические,    у клинически здоровых лабораторных крыс не     наблюдается,     при     этом анксиолитический эффект при проведении поведенческих тестов в установке «Открытое поле» отмечается в значительной степени.

ОБЗОР ДАННЫХ О ПРИМЕНЕНИИ ПРЕПАРАТА ГАБАПЕНТИНА ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ НЕЙРОПАТИЧЕСКОЙ БОЛИ С ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОЦЕНКОЙ ЕГО ВЛИЯНИЯ НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ И ПОВЕДЕНЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КРЫС

Резюме

Цель исследования заключалась в установлении необходимости применения препарата Габапентина в комплексной терапии болевых синдромов различной этиологии, а также стресс-индуцируемых патологий. Обзор литературных данных наглядно иллюстрирует широкий диапазон терапевтических возможностей данного препарата при минимальных нежелательных эффектах. В эксперименте с клинически здоровыми лабораторными крысами породы Wistar побочное действие в виде чрезмерной седации при применении терапевтических доз не проявлялось. Однако отмечено статистически значимое снижение уровня тревоги и стресса. Данный эффект препарата может быть потенциально полезным для применения в условиях животноводческих комплексов при стресс-синдромах. Однако необходимы дальнейшие исследования на предмет безопасности его применения и безвредности продуктов животноводства, полученных после подобной терапии.