Литература / Albert_Izbiratelnaya_toxichnost_Tom_2_1989

/

/

Метиловый эфир ~-триметиламмониопропионовой к~слотЬJ

(12.85) можно рассматривать как АХ, в котором эф~,wный и

карбонильный атомы кислорода поменяли местами. Эrо соеди­

;нение является плохим субстратом для АХЭ и не споfобно ин­

rгибировать этот фермент. Однако такой эфир oкaзI,Jtiaeт силь­

.ное мускариновое и умеренное никотиновое действие [Bass et

Д. Антагонисты мускариновых рецепторов. Изучение строе­

:ния антагонистов дает значительно меньше информации о стро­

~нии рецепторов, чем изучение агонистов, так как антагонисты

.по своей природе не обладают точным структурным соответст­ iБИем рецептору, а лишь перекрывают его. Наиболее изучен ат­ ;ропин (7.16) (влияние структурных изменений в молекуле ат­ iJ>Опина на активность см. разд. 7.3.3).

Гомологический ряд производных алкилтриметиламмония

(12.77) может служить иллюстрацией широко известного прин­

ципа превращения стимуляторов в антагонисты путем увеличе­

ния ОММ (табл. 7.2, том 1). Кинетические исследования пока­ зали, что скорость образования комплекса вещества с рецепто­

ром для всех членов этого ряда одинакова, но с увеличением 111исла метиленовых групп скорость диссоциации этого комплек­

са снижается (разд. 10.3.2). Поэтому низшие члены этого ряда

:активности во многих сериях соединений приходится на веще­

,ства, содержащие в боковой цепи пятЬI атомов (см. выше).

Как предложил Chothia ( 1970), уменьшение активности при удалении концевой метильной группы вызвано ослаблением взаимодействия с соответствующей липофильной областью в

рецепторе.

·. Мускарон, получаемый окислением вторичной спиртовой

труппы мускарина (12.72) до карбонильной, обладает не только ,более выраженным мускариновым, но и никотиновым действи­

.ем. Молекула мускарона содержит и эфирный, и карбонильный

.атомы кислорода, но расстояние между ними больше, чем в мо­

..лекуле АХ. О применении мускариновых антагонистов в тера­

пии см. разд. 7.3 (при обсуждении атропина).

12.6.2. Никотиновые холинорецепторы

Никотиновый холинорецептор в отличие от мускаринового

значительно быстрее реагирует на появление стимула. Он был выделен из электрических органов рыб (разд. 2.1, рис. 2.1, том

1). Этот гликопротеин можно пометить змеиным токсином и а;­

бунгаротоксином, обычно используемым в виде [3Н]-ацетил­

производного. Реагент специфично связывается с ацетилхолин-

::242

связы!i\ающим местом рецептора. Такой комплекс токсин - ре­

цептор можно использовать для очистки рецептора, отделят

токсин в. конце очистки длительным диализом. В 1980 г. очи­

щенный рецептор был встроен в искуссtвенную плоскую липид­

ную мембрану с целью демонстрации его пермеазной природы.

С помощью дифракции рентгеновских лучей было установлено,..

что рецептор пронизывает мембрану, выступая понемногу с:

каждой .стороны. Диаметр рецептора равен приблизительно,

8,5 нм, и он включает в себя ионный канал диаметром 0,65 нм. Такой реконструированный рецептор под действием АХ увели­ чивал проницаемость мембраны для катионов, причем эффект­

АХ блокировался тубокурарином [Nelson et а!., 1980].

Каждая рецепторная розетка (см. рис. 2.1) включает в себw пять параллельных цепочек, образующих ионный канал. На

двух цепочках, называемых а-субъединицами, расположены места связывания ацетилхолина. Остальные три играют чисто,

структурную роль1 •

На выделенной из Torpedo californica иРНК, кодирующей

а-субъединицу, была синтезирована и проклонирована компле­

ментарная ДНК. Так была получена иРНК в количествах, до­

статочных для установления нуклеотидной последовательности~

по которой в свою очередь была определена первичная струк­

тура а-субъединицы с ОММ 50 116, содержащей 437 аминокис­

лотных остатков.

Дисульфидный мостик около ацетилхолинсвязывающег()

места, по-видимому, образован двумя остатками Cys-128 и 142. Что касается самого ацетилхолинсвязывающего места, то пред­

АХ, длящийся 1 мкс, вызывает в скелетной мышце ответ про­

должительностью не менее 1О мкс. Судя по этим цифрам, от-·

крывание ионного канала контролируется непосредственно ре­

цептором и для этого не требуется предварительного фосфори­

лирования. Таким образом, механизм никотинового ответа яв­

ляется более простым и более прямым, чем постулированныif

Greenyard механизм мускаринового ответа (разд. 12.6.1) .

Все приведенные выше данные получены для рецептора"

выделенного из электрического органа рыб, однако сходный>

белок был выделен из скелетных мышц млекопитающих [.Dol-

ly, Barпard, 1977; Froehner, Reiness, Hall, 1977] и из коры го­

ловного мозга морских свинок. Последний имеет ОММ около,

1 О структуре никотинового холинорецептора см. также обзор В. И. Скок.

Более подробно о никотиновых рецепторах см. Karlin {1980)

11 Conty-Tronconi, Raferty ( 1982).

Задолго до выделения никотинового рецептора было начато ,изучение связи структура - активность в ряду агонистов, дей­

-ствующих на активируемые АХ места, традиционно называемые никотиновыми. Этот термин, так же как и термин «мускарино­

:вый», имеет чисто историческое значение, так как никотин кли­ _ническоrо применения не имеет. Известно, что никотин прояв­

.ляет холиномиметические свойства у позвоночных в трех струк-

1урах: а) на моторной концевой пластинке произвольной мышцы в нервно-мышечном соединении; б) в ганглиях симпа-

для млекопитающих). Однако у насекомых, в нервно-мышечных

-соединениях которых не содержится АХ, основное действие ни­

котина сосредоточено в ганглиях ЦНС [Уaeger, Munson, 1945].

В настоящее время никотин мало используется в качестве ин­ tеектицида. Синтезированы никотиноподобные инсектициды

,[Kamiura et а!., 1963]: для повышения их активности необхо­

.димо наличие основного заместителя в положении 3 пиридино­

;вого цикла, причем заместитель может быть и алифатический, ,как, например в (7.27), но не должен содержать четвертичную

труппу, так как это затрудняет проникновение инсектицида в

-организм насекомого. При кватернизации атома азота пирроли­

.динового цикла в молекуле никотина у соединения сохраняется

никотиноподобное действие на млекопитающих. Сложность нс­

-пользования никотина и его аналогов для изучения природы

:никотинового рецептора заключается в том, что на ганглии из­

быток никотина оказывает антиацетилхолиновое (блокирую­ щее) действие [Barlow, Hamilton, 1962]. Возникновение эффек­

та эйфории при курении связано, вероятно, с действием никоти­

:на на структуры (в) (см. выше).

Простейшее соединение, обладающее сильным никотиновым {но не мускариновым) действием, основной агонист - это тет­

раметиламмоний-хлорид (12.77, R=Me). В ряду Н-холиноми­

метиков это такое же стандартное соединение, как и метахо­

Jiин ( 12.68) в ряду М-холиномиметиков.

По силе действия на автономные ганглии соли тетраметил­

-аммония не отличаются от АХ [Burns, Dale, 1915], однако

на нервно-мышечное соединение скелетных мышц (никотино­ 'Вая активность) они действуют в сто раз слабее, чем АХ, а на -соединение с гладкими мышцами (мускариновая активность) -

в тысячу раз слабее. Взаимодействие медиатора с автономны­

ми ганглиями кратковременно, а в нервно-мышечном соедине­

нии этот процесс более длителен, и для него предпочтительнее

молекулы, способные образовывать водородные связи, напри­

мер, как АХ - за счет кето-атома кислорода. Очевидно, катион -тетраметиламмония определяет биологическую активность АХ;

,при необходимости длительного взаимодействия важную роль

_играет и остальная часть молекулы, обеспечивая дополнитель­

ное связывание с рецептором.

Из соединений ряда катионов алкилтриметиламмония (ро­

.доначальником которого является тетраметиламмоний) макси­ мальной активностью обладают соли н-пентилтриметиламмо­ вия, их действие на никотиновые рецепторы такое же, как у

введением метильных групп в оба орто-положения бензольного

кольца, это свидетельствует о том, что стерические затрудне­

ния в молекуле в большей степени влияют на явление никоти­ вовоrо, чем мускаринового, действия (о влиянии С-метильной

группы в метахолине см. разд. 12.6.1).

Молекулы никотиновых агонистов, вероятно, должны нахо­

диться в гош-конформации (определение см. разд. 12.3). Установ­

лено, что в кристаллах и растворах большинство этих аrонис­

тов действительно имеют гош-конформацию (синклинальную)

фрагмента -+N-C-C-O [Baker et а!., 1971; Calveпor, Нат,

1966; Сапера et а!., 1966]. Исключение составляет карбахолин

(2.11), существующий в кристаллах в вытянутой (антипланар­

rош-rипотезы. Например, тиохолин и S-метилтиохолин (оба в вытянутой конформации) - сильные агонисты, тогда как их

кислородные аналоги холин и O-метилхолин (оба в rош-кон­

формации) не активны [Mautner, Bartels, Webb, 1966]. Более

того, замена карбонильного атома кислорода в молекуле АХ

атомом серы не приводит к изменению гош-конформации [Ma- utner, Dexter, Low, 1972] и как сам АХ, так и ацетилтиохолин

Эти данные свидетельствуют о том, что, вероятно, для проявле­

ния аrонистической активности исходная конформация не менее

важна, чем распределение электронов. Было подсчитано, что для изменения преимущественной rош-конформации молекулы

АХ в растянутую рецептору необходимо затратить лишь 1 ккал

При изучении рецепторного связывающего места был при-1

менен иммунологический подход, д.пя чего были получены

кроличьи антитела к фениловому эфиру холина ( 12.86). К со­

жалению, при попытке использования этих антител в качестве

модели никотинового рецептора выяснилось, что они не спо­

собны различать ни вещества мускариновоrо и никотинового типа действия, ни аrонисты и антагонисты [Marlow, Metcalf,

Burgen, 1969].

Антагонисты никотиновых рецепторов. Ни один чистый ни­

котиновый аrонист не используется в медицине. Карбахолин

(2.11) обладает не только никотиновыми, но и выраженными

мускариновыми свойствами. Антихолинэстеразные лекарствен­

ные вещества усиливают действие эндогенного АХ, что означа­

ет одновременную активацию мускариновых и никотиновых

структур. В качестве примера можно привести использование

физостигмина (2.8) для лечения острой глаукомы, фосфорорга­ нических соединений (разд. 13.3) - для лечения хронических

случаев этого заболевания, часто встречающегося у пожилых

людей, и прозерина (2.10) - для снятия нервно-мышечноr<> блока при миастении гравис. Последний лекарственный препа­ рат обладает слабым никотиновым действием и на произволь­

ные МЫШЦЫ.

Хотя стимуляцию никотиновых рецепторов мало используют

втерапии, в хирургии широко применяют никотиновые антаго­

нисты, позволяющие добиваться глубокого мышечного расслаб­

.1ения и снижения доз общих анестетиков. В 1942 r. для этой

цели был применен тубокурарин (2.6), затем в дополнение к

нему появились другие четвертичные аммониевые катионы.

В настоящее время известны два основных типа таких лекар­

ственных веществ. Представители первого типа, например ту­

бокурарин, препятствуют деполяризации мембрац ацетилхо­

лином, но сами не оказывают на них никакого ацетилхолино­

подобного действия. Они являются, конкурентами АХ при его

взаимодействии с рецептором, но не препятствуют его синтезу. высвобождению и распаду. Блокирование взаимодействия АХ с рецептором приводит к полному расслаблению мышцы. Осно­

мина (7.31), по-видимому, стерически не соответствуют рецеп­

тору АХ, Waser (1960) предположил, что молекулы этих соеди­

нений заслоняют собой углубление, в котором находится холи-­ норецептор. Второй класс антагонистов, действующих на нерв­

но-мышечное соединение, представляют вещества, например~

декаметоний (7.28) и дитилин (7.29), препятствующие деполя­

ризации постсинаптических мембран под действием АХ, но об-

Таблиц а 12.3. Зависимость специфичности действия от д.пины цепи бис­

триметиламмоиийных катионов на два типа холииорецепторов (антиникоти­

П р н м е ч а н и е. Приведены относительные активности, для каждого типа макси­ мальная величина активности 1,0 [Раtоп, Zaimis, см. текст].

.ладающие достаточно высокой ацетилхолиноподобной актив­

ностью для того, чтобы вызвать деполяризацию д~ того, как наступит нервно-мышечный блок. Триметиламмонииные rру~­

пы этих соединений не испытывают стерич&ких затруднении,

поэтому возможно взаимодействие по меньшей мере одного

конца молекулы с анионным местом холинорецептора, хотя вся

молекула в целом достаточно велика, чтобы закрыть полость.

Сродство этих бис-ониевых солей к трем основным типам

.хоJiинорецепторов отличается высокой специфичностью. Все они

практически не действуют на постганглионарные рецепторы,

однако их активность в ганглиях и нервно-мышечных соедине­

ниях может быть исключительно высокой при условии, что для

каждого из этих двух видов рецепторов выбран надлежащий

гомолог. Декаметоний в дозах, в сто раз превышающих дозы,

полностью блокирующие нервно-мышечное соединение, совер­

шенно не действует на ганглии. Гексаметоний, наоборот, в сто­

кратной дозе по сравнению с дозой, блокирующей r~н~лии, не

действует на нервно-мышечное соединение [Раtоп, Za1m1s, 1949,

1952]. Эта специфичность проиллюстрирована данными в

таб.1. 12.3.

ГанrJiиоблокаторы типа гексаметония (7.30) вошли в меди­

цинскую практику около 1950 г. в качестве препаратов для

лечения гипертонии. Однако их действие на организм оказалось

настолько неспецифичным, с множеством побочных эффектов, что в последствии эти препараты были вытеснены ~-адрено­

блокаторами и лекарственными веществами, расслабляющими

мышцы непосредственно в малых кровеносных сосудах.

Лекарственное вещество, способное связываться одновре­

менно с двумя местами связывания на рецепторе, должно отли­

чаться очень высоким сродством к последнему, так как: а) если

один конец молекуJiы в результате диссоциации удаляется от

поверхности, то другой конец будет ее удерживать на близком расстоянии от поверхности и тем самым способствовать реком­

бинации и б) молекуJiы лекарственного вещества будут соеди­

нены более прочно за счет ван-дер-ваальсовых сил с частью

биоJiоrической поверхности, лежащей между двумя местами

связывания. Введение эфирной группы в молекулы бис-ониевых

Третий тип холинорецепторов. Из rоловок домашних мух

экстракцией удалось выделить два холинорецептивных белка.

обладающих гибридным никотино-мускариновым характером (с ОММ 94 ООО и 64 ООО соответственно) и способных взаимо- 1

действовать с некоторыми типичными никотиновыми и муска- ,'

риновыми агонистами и антагонистами. Однако ни один из них

не блокируется а-бунгаротоксином и хинуклидинилбензилатом, типичными блокаторами никотиновых и мускариновых рецепто­

см. Triggle, Triggle (1976), Cooper, Bloom (1982) и Yamamura, Еnпа, Kuhar (1978).

12.7. Рецепторы ГАМК и бензодиазепины

Из всех существующих в ЦНС нейромедиаторов "(-амино­ масляная кислота (ГАМК) наиболее доступна для исследова­

ния. Она служит передатчиком нервных импульсов в системе

тормозных нейронов в непосредственной близости от спинного

мозга и участвует в пресинаптическом интраспинальном тормо­

жении. По меньшей мере в 12 образованиях мозга, в том числе в основных эфферентах клеток коры мозжечка, ГАМК служит

тормозным нейромедиатором. Для изучения ГАМКергической

передачи обычно используют алкалоиды судорожного действия пикротоксин бикукулин, в медицине не применяющиеся [Curtis

et al., 1971].

Для этой же цели используют более простые соединения,

например мусцимол, воспроизводящий эффекты ГАМК, и окси­ аминоуксусную кислоту, тормозящую обратный захват ГАМК

[Johпston, 1978; Iversen, 1978]. Нипекотовая кислота ( 12.92)

(nиперидин-3-карбоновая кислота) также тормозит захват ГАМК в пресинаптических нервных окончаниях, не влияя на

соответствующие постсинаптические рецепторы. Однакu изо­

мерная пиперидин-4-ю1рбоновая кислота (изонипекотовая кис­ лота) представляет собой специфический высокоактивный аго­

нист постсинаптического рецептора ГАМК. По-видимому,

ГАМК существует в двух различных конформациях, взаимо­

действующих с пре- и постсинаптическими рецепторными мише­

тогда как транс-изомер (12.93) влияет на центральную нервную

систему млекопитающих так же активно, как и ГАМК. Это

указывает на необходимость растянутой, а не сложенной кон­

формации ГАМК [Johnston et al., 1975].

Обычное физиологическое действие ГАМК связано с влия­

нием на рецепторный комплекс, имеющий более сложную струк­

туру, чем никотиновый холинорецептор. В нем расположены

рецептор для ГАМК, рецептор для бензодиазепинов и третий

участок, связывающий пикротоксин: все три рецептора распо­

ложены вокруг входа в канал для ионов хлора: (CI-) [Olsen, 1982]. Вначале предполагалось, что существует несколько типов

ГАМК-рецепторов [Hill, Bowery, 1981] и бензодиазепиновый

рецептор. Однако тщательные кинетические исследования пока­

зали наличие отдельной популяции бензодиазепиновоrо рецеп­

тора, существующего в двух конформациях. Агонисты бензо­

диазепиновых рецепторов сибазон (12.95), а также их антаго­ нисты, известный под названием RO 15-1788 (12.96), индуциру­

ют взаимный переход этих двух конформационных состояний

[Chiu, Dryden, Rosenberg, 1982]. В конформации, обладающей

высоким сродством к ГАМК, бензодиазепиновый рецептор об­

легчает ГАМКергическую передачу и повышает проводимость

для ионов хлора. Бензодиазепиновый антагонист (12.96) неак­

тивен, видимо, из-за затрудненной пространственной конфигу­

рации молекулы. Метиловый эфир 6,7-диметокси-4-этил-~-кар­

болин-3-карбоновой кислоты ( 12.99), вызывающий судороги,

связывается с бензодиазепиновым каналом таким образом, что

цине; используется для ослабления спастических состояний пос­

ле повреждений ЦНС и при рассеянном склерозе [Davidoff,

1978].

Бензодиазепины. История этих широко известных вещестВ-:

[Randall, 1961]. Бензодиазепины используют в качестве седа­

тивных, снотворных, противосудорожных, антифобических средств и миорелаксантов, пригодных для премедикации. У раз­

ных веществ то или иное свойство превалирует над другими.

В качестве снотворных препаратов, применяемых в высоких до­

зах, специально отбирались вещества с относительно коротким сроком действия: из них следует отметить нитразепам (12.98),

флунитразепам, флуразепам и темазепам. Для лечения эпилеп­

сии предпочтительнее клоназепам. В разделе 3.6 отмечалось,

что хлозепид, сибазон и темазепам метаболизируют в организ­

ме до нордазепама (3.47), период полусуществования которого

в плазме крови 90 ч и который, видимо, является активным на­

чалом всех вышеуказанных соединений.

Этиловый эфир карболин- 3-карбоновой кислоты

(12.99)

В умеренных дозах действие бензодиазепинов сходно с дей­

ствием снотворных веществ типа барбитуратов, однако, в от­

личие от них первые более избирательны, так как с повышени­

ем дозы не становятся токсичными для больных. Для общего

наркоза вместо тиопентала можно применять диазепам внутри­

венно. Установлено, что барбитураты влияют на чувствитель­

ные к пикротоксину рецепторы, входящие в состав ГАМК-ре­

цепторного комплекса [Olsen, 1982], усиливая действие ГАМК.

Этот эффект стереоспецифичен и характерен для (S )-изомера

этаминала [Huang, Barker, 1980]. Вклад рецепторов ГАМК в

эффекты барбитуратов, по-видимому, незначителен, учитывая,

что последние считаются структурно-независимыми липофиль,..

ными веществами (разд. 15.0).

Бензодиазепины вначале относили к транквилизаторам, за­

тем к малым транквилизаторам, однако скорее всего они яв­

ляются седативными веществами. Для лечения психозов их не·

применяют.

Бензодиазепины связываются с рецептором в непосредствен-­

ной близости от участка связывания ГАМК. Тем самым оюг

могут увеличивать проницаемость нейрональных мембран для­

ионов хлора и усиливать индуцированную ГАМК стабилизацию­

электрического потенциала клетки - фактора, снижающего ее­

возбудимость [Simmonds, 1980]. Некоторые исследователи счи­

тают, что природным лигандом бензодиазепинового участка:

связывания в рецепторе ГАМК служит белок, названный моду-­

дающий сродством к бензодиазепиновому рецептору [Braestrup,.

Nielsen, Olsen, 1980].

Макроциклический лактон и в ер м е кт и н, все чаще исполь-­ зуемый в качестве высокоизбирательного инсектицида и глисто­

гонного средства, представляет собой агонист ГАМК в перифе­

рической нервной системе насекомых и нематод. Он не действу­ ет на гельминтов и ленточных червей, содержащих другие ней­

ромедиаторы. У млекопитающих ГМ1Кергическая передача ог-­

раничена ЦНС и поэтому от ивермектнна, применяемого для:

лечения сельскохозяйственных животных, их защищает ГЭБ,­

Вещество липофильно, и после однократного введения внутрь,

или подкожно его эффекты сохраняются в течение нескольких:

обозначают природные и синтетические вещества с морфино-­

подобными аналгезирующими свойствами, влияющие на ЦНС и гладкие мышцы. Морфин, основной алкалоид опия, служит­

стандартом для оценки других опиатов. Его используют дшг

облегчения послеоперационного периода в качестве болеутоля­ ющего, противокашлевого и успокаивающего средства. В разд. 7.3 рассматривались конфигурация молекулы морфина и поиск опиатов с менее сложной химической структурой, обладающих­ аналгезирующими свойствами и не вызывающих подобно мор­

фину эйфории. Там же обсуждался и первый из антагонистов морфина - налорфин (7.35). В настоящее время ясно, что пер­

воначальное предположение о важности аксиального располо­

жения ароматического кольца в молекула~ синтетических

анальгетиков [Beckett, 1959; Beckett, Casy, 1962] несуществен­

но (по данным рентгеноструктурного анализа, ЯМР-спектроско­ пии и спектров кругового дихроизма, особенно при исследова­

ниях с использованием более жестких молекул).

Наиболее отчетливые доказательства независимости аналге-1

" ф

тического деиствия от кон ормации молекулы получены на при-:1

мере транс-1-метил-4-пропионилокси-4-фенил-декагидрохиноли­

на. Это соединение можно хроматографически разделить на два конформера (12.100) и (12.101) с фенильной группой в эква­

ториальном и аксиальном положении соответственно. При

обычных условиях из-за сильных стерических затруднений они

не переходят друг в друга. Сами эти соединения оптически не

активны (но каждый из них может быть разделен на два энан­

тиомера). Оба конформера ( 12.100) и (12.101) проявляют оди­

наковую анальгетическую активность, в десять раз меньшую,

, чем морфин (у мышей).

(12.100)

(12,101)

1

COOEt

проблемы. Из двух эпимерных 5-карбоэтокси-2-метил-5-фенил- :.2-азобицикло [2.2.1] гептанов [(12.102) ЭК!эофенил и (12.103) эндофенил], которые можно рассматривать как жесткие анало­ ги лидола (7.37), эндоэпимер в 2 и 4 раза соответственно пре­

вышал по анальгетической активности петидин и экзоэпимер

(на мышах). Установлены также различия в степени их про­ никновения через ГЭБ, коэффициентах распределения и РКа

[Portoghese, Mikhail, Kupferberg, 1968]. Эти данные не только

показывают, что изменения пространственного расположения

ароматического кольца могут не влиять на анальгетическую ак­ тивность вещества, но и указывают на то, что изменения кон­

формации приводят к изменению физических свойств молекулы~

именно этим, может определяться физиологический ответ.

Из данных для указанной выше пары соединений следует~

что конформационные требования к веществам, обладающим

анальгетической активностью, не очень строги: расстояния от центра бензольного кольца до атома азота значительно отлича­

ются около 0,6 нм в (12.102) и только 0,4 нм в (12.103).

Молекула морфина жесткая и поэтому дает возможность.

оценивать расстояние между различными группами в морфино­

вом рецепторе. Три структурные особенности определяюr

анальгетическую активность морфина: наличие в его молекуле·

бензольного кольца, атома азота и, видимо, а,~-ненасыщенной

вторичной спиртовой группы. На основании рентгеноструктур­

ного анализа были рассчитаны расстояния между этими цент­

завшие существование нескольких популяций опиатных рецеп­

торов.

но но

А. Опиатные рецепторы. Впервые существование опиатного-• рецептора в мозге мышей было показано при исследовании сте­

реоспецифического взаимодействия леворфанола (аналога мор­ фина) (12.104) и его антагониста налоксона с субклеточными

фракциями мозга [Goldstein, Lowney, Pal, 1971]. Был выделен

липопротеин с ОММ 60 ООО, и авторы предположили, что взаи­

модействие рецептора с агонистом (но не антагонистом) инду­ цирует в нем конформационные перестройки и биологический

ответ, приводящий к аналгезии. Pert, Snyder (1973) подтвер­

дили присутствие опиатных рецепторов в нервной ткани и ус­

тановили различное влияние ионов натрия на связывание спе­

цифических агонистов и антагонистов с рецепторами. Они

считали, что ионы натрия, увеличивая количество доступных

для антагонистов участков, вьrзывают конформационные изме- - нения, обратные происходящим при взаимодействии с агонис­

тами.

Изучение физиологической значимости опиатного рецептора

затруднялось отсутствием в арсенале исследователей его эндо-

ireннorio аrониста. Hughes (1975) экстрагировал из мозга пен­

-тапептид (H-Tyr~Gly-Gly-Phe-Met-OH), названный: мет-эндоке­

q>алином, и небольшое количество его менее активного аналога,

.лей-энкефалина. Оба энкефалина воспроизводят спазмолитиче­

,ский эффект морфина в гладкомышечных препаратах кишечни- 1

ка морской свинки и семявыносящеrо протока мыши и ингиби­

руют стереоспецифическое связывание опиатноrо рецептора с

{3Н]-налоксоном (12.105) в гомогенатах мозга. Однако при

введении через канюлю энкефалинов в мозг мышей (энкефали­

ны не проходят через ГЭБ и за 10 мин гидролизуются фермен­

тами мозга) анальгетический эффект более активного мет-эн-

1<ефалина в 20 раз слабее, чем у морфина. Повторные инъек­

щии опиатов вызывают развитие толерантности; при этом воз­

-никает и перекрестная толерантность к морфину [Hughes et

а!., 1975].

С помощью структурных аналогов энкефалинов установле­

·но, что проявление их активности связано с наличием ОН- и -NН-групп остатка тирозина и липофильной части остатка фе­

·НИлаланина, которую можно заменить и другими липофильны­

:ми группами {Goriп •et al., 1980]. Швейцарские исследователи,

поэтапно изменяя структуру мет-энкефалина, синтезировали

,соединение «FK 33-824» при введении в желудочки мозга лабо­

:раторных животных в 1000 раз более активное, чем морфин [Roemer et а!., 1977], но вызывающее анафилаксию у человека.

Затем группа французских ученых синтезировала тиорфан

{D,L-3-меркапто-2-бензилпропанолrлицин (12.106)], дипептид,

'Ингибирующий энкефалиназу (этот фермент гидролизует связь ·между Giy и Phe) и повышающий вследствие этого уровень

эндогенных энкефалинов [Roques et al., 1980]. Предположение,

что некоторые анальгетики влияют не на рецепторы энкефали­ вов, а на энкефалиназу, подкрепляется данными о блокирова­ нии налоксоном действия тиорфана.

Другой ряд эндогенных анальгетических полипептидов об­

разуется при гидролизе липотропина в мозге [Guillemin, 1978].

:Наиболее активный ,из них ~-эндорфин содержит аминокислот­

ную последовательность 61-91 молекулы липотропина. У крыс

,он в 2 раза активнее морфина и вызывает более длительную

аналгезию, очень быстро уменьшаемую налоксоном (12.105).

Аминокислотная последовательность 61-65 в молекуле ~-эн­

дорфина повторяет последовательность мет-энкефалина, однако

известно, что в организме энкефалины из эндорфинов не синте­

модуляции боли освещена в обзоре Terenius (1982). В настоя­

щее время наметилась тенденция рассматривать энкефалины в

качестве нейромедиаторов, а ~-эндорфин- как гормон, подав­

.JJЯющий высвобождение других нейромедиаторов. Следует от-

метить, что в организме человека анальгетики начинают вы­

деляться только при возникновении боли.

У млекопитающих различают несколько типов опиатных ре­

цепторов. Их класоификация построена главным образом на данных фармакологического анализа поведенческих эффектов

опиатов; она может быть принята, по крайней мере, до уста­ новления структуры рецепторов. Вполне возможно, что в дейст­

вительности типов рецепторов значительно меньше, так как

разные типы могут представлять собой конформеры [Lord et

а!., 1977; Iwamoti, Martin, 1981].

Наиболее важны мю-рецепторы, через которые опосреду­

ется анальгетическое действие морфина. Эндогенные энкефали­

ньr значительно в большей степени связываются с дельта-, а не мю-рецепторами. Тем не менее при замещении трех амино­

кислот в моле~уле эндогенного энкефалина был синтезирован высокоактивныи лиганд мю-рецепторов D-Ala2, Phe4, С!у-олs­

метэнкефалин. Ранее мю-рецепторы были идентифицированы с

помощью меченного тритием дигидроморфина. Налоксон - ан­

тагонист мю-рецепторов, а также сигма- и каппа-рецепторов.

Пентазоцин, используемый в клинике в качестве анальгетика -

антагонист мю-рецепторов, но агонист каппа- и сигма-рецеп~о­

ров. Спинальная анестезия и седативный эффект морфина обус­

ловлены его связыванием с каппа-рецепторами.

Активация налорфином и пентазоцином сигма-рецепторов

усиливает дыхание и вызывает галлюцинации. Специфическим

аrонистом данного типа рецепторов является N-аллилнормета­ зоцин, однако их специфический антагонист неизвестен.

Дельта-рецептор, очевидно, расположен в непосредственной

близости от мю-рецептора [Smith, Lee, Loh, 1983]. Бета-эндор­

фин в равной степени связывается с мю- и дельта-рецепторами, а энкефалины - в основном с дельта-рецепторами [Chang et al., 1981; Snyder, 1980], в большей степени опосредующими

спазмолитические эффекты энкефалинов, а не их анальгетичес­ кую активность. Эторфин и D-Pen 2 , DL-Реп5-энкефалин (где

Реп - диметилцистеин) - специфические агонисты (последний

сравнительного анализа влияния опиатов на эти типы опиатных

рецепторов целесообразно использовать препараты семявыво­ дящеrо протока мышей (более сильная дельта- и слабая мю­

активность) и тонкого кишечника морской свинки [Chang et

al., 1981].

При гидролизе казеина молока высвобождается тетрапептид H2N-Tyr-Pro-Phe-Pro (ОН), чья анальгетическая активность свя­

зана с влиянием на мю-рецепторы, а не на дельта-рецепторы

[Chang et а!., 1981]. Динорфин действует на каппа-рецепторы.

Деиствие часТIИчного агониста и антагониста налорфина

(7.35, б) описано в разд. 7.3.7.

Б. Опиаты, содержащиеся в пище. При расщеплении казеи­

на образуется опиатный тетрапептид. С помощью точных совре­

менных аналитических методов доказано, что человек постоян­

но получает следовые количества морфина (до 500 нг/кг сыро­

го веса), который содержится в салате-латуке, а. также в

материнском и коровьем молоке [Hazum et al., 1981]. В кофе

присутствует в значительных количествах вещество непептид­

ной природы с ОММ менее 3500, активно связывающееся с мю­

рецепторами и являющееся их частичным агонистом или анта­

гонистом fBouЫik et al., 1983].

В. Толерантность и лекарственная зависимость. Интерес к

этим явлениям появился после того, как было установлено, что

возникновение толерантности к опиатам у животных не со­

провождается увеличением скорости их разрушения в организ­

ме [Кlее, Strety, 1974]. Точно так же количество опиатных ре­

цепторов и их сродство к опиатам не различаются у интактных

и зависимых от морфина крыс. Исследование действия опиатов

на культуру нервных клеток позволило предположить, что

морфин ингибирует аденилатциклазу, причем после удаления

морфина возникает гиперактивация фермента. В результате увеличивается содержание цАМФ, что хорошо видно в мозге крыс, проявляющих симптомы морфиновой абстиненции. Более

того, инъекция цАМФ вследствие ингибирования соответствую­

щей фосфодиэстеразы (проверено на гомогенатах мозга) вызы­

вает симптомы морфиновой абстиненции у крыс, никогда не

подвергавшихся воздействию морфина [Sharma, Юее, :-Jiren-

berg, 1975; Collier, Francis, 1975].

Субъективные и объективные симптомы отмены опиатов у

животных с зависимостью от них быстро устраняются клониди­

ном. Предполагают, что его эффекты связаны с блокадой аль­ фа-адренорецепторов, количество которых в мозге крыс увели­

чивалось при хроническом введении морфина [Redmond, Kleber, 1980]. В некоторых клиниках клонидин используют как составной элемент общей программы лечения абстиненции.

сн2-<(J

~

Ингибитор энкефалиназы

(12.106)

НО

Налтренсон

(12,107)

Впервые лечение привыкания к героину метадоном (7.38} (перорально) было начато в США [Dole, Hyswaпder, Kreek~ 1966]. Оно эффективно устраняет эмоциональную неустойчи­

вость, вызванную героином. Лечение метадоном можно прово-

258

дить в амбулаторных условиях, ежедневно уменьшая дозу ме­

тадона (1 мг метадона на каждые 2 мг героина) на 20%.

Лишь у небольшой части больных лечение метадоном неэффек­

тивно и требует применения налоксона (12.105) с последующим

назначением более длительно действующего налтрексона

(12.107). У многих больных может возникнуть рецидив длитель­

ностью до нескольких недель из-за таких побочных явлений,

как бессонница, недомогание и усиление моторики кишечника.

В этом случае следует вернуться к лечению метадоном и попы­

таться замедлить развитие абстиненции.

Лечение продолжают, применяя метадилацетат, имеющий

период полусуществования 72 ч, тоrда как у метадона он равен

20 ч [Ling, Кlett, Gillis, 1978].

Хотя поиск сильных анальгетиков без эйфорических свойств

(т. е. потенциально не вызывающих привыкания) для лечения

описанной абстиненции развивается успешно, больным после операции требуются и такие анальгетики эйфорического типа,

как морфин. Ключ к синтезу «чистого» анальгетика был най­ ден несколько позже. Были синтезированы несколько чрезвы­ чайно активных анальгетиков, не взаимодействующих, по-види­ мому, с опиатными рецепторами. Напр.имер, сильный анальге­ тик мептазинол (12.108) не вызывает эйфории и нарушает ды­

хание с,пабее, чем морфин и пентазоцин [Pearce, Robson, 1980]. Сильное анальгетическое действие нантрадола (12.109) не бло­ кируется налоксоном. Этот препарат, производное фенантреди­

на, проходил клинические испытания в качестве противорвот­

ного средства при химиотерапии рака [Johnsoп, Milne, 1980],

но широкого применения в этой области не нашел.

Ме

электростимуляции, примененной для ослабления хронического

болевого синдрома, отмечено повышение уровня циркулирую­

щих опиатов [Terenius, Wahlstrom, 1978].

Хотя индукция сна не является основным эффектом опиа­

тов, следует отметить выделенный из мозга кролика вызываю­