Антагонисты NMDA-рецептора

Антагонисты NMDA рецептора, или NMDA-антагонисты (иногда «НМДА-антагонисты») — класс анестетиков, ингибирующих действие N-метил-D-аспартатного (NMDA) рецептора. NMDA-антагонисты часто применяются для анестезии животных, реже — человека, у которого они вызывают состояние так называемой диссоциативной анестезии. Исследования на грызунах показывают, что NMDA-антагонисты при чрезмерном использовании могут вызывать специфическое повреждение мозга — так называемые «лезии Олни», однако пока нет опубликованных данных о выраженности этой патологии у приматов.

Кетамин, распространённый NMDA-антагонист

Некоторые NMDA-антагонисты, такие как кетамин, декстрометорфан и фенциклидин, обрели популярность у любителей психоактивных веществ благодаря своим галлюциногенным свойствам. При использовании в целях получения удовольствия и новых ощущений они классифицируются как диссоциативные средства. При низкой субанестетической дозировке они оказывают слабое стимулирующее действие, за которым при повышении дозировки следует диссоциация и галлюцинации^[1].

Применение и действие

Диссоциативная анестезия, вызываемая NMDA-антагонистами, характеризуется каталепсией, амнезией и анальгезией.^[2] Кетамин и другие NMDA-антагонисты наиболее часто сочетаются с диазепамом при анестезии в ходе операций косметической и восстановительной пластической хирургии,^[3] а также при оперировании ожогов.^[4] Кетамин является препаратом выбора при неотложных операциях, когда анамнез пациента неясен, потому что он в меньшей степени подавляет дыхательную активность и кровообращение по сравнению с другими анестетиками.^[5] Декстрометорфан широко используется в качестве противокашлевого средства.^[6]

Подавление функции NMDA-рецептора вызывает ряд негативных симптомов. Так, угасание его активности с возрастом может отчасти обусловливать ухудшение памяти в старости.^[7] Шизофрению также связывают с неустойчивой активацией NMDA-рецептора, в рамках «глутаматной гипотезы»,^[8] направленной на объяснение некоторых клинических находок и патологических проявлений болезни.^[9] Догадки о возможной связи шизофрении с NMDA-гипофункцией появились при изучении наркоманов, потреблявших в начале 1980-х NMDA-антагонист — «ангельскую пыль»,^[10] хотя, возможно, её психотомиметический эффект не ограничивается действием на NMDA-рецептор.^[11] Эндогенным NMDA-антагонистом является также кинуреновая кислота, повышение уровней которой гипотетически связывают с ухудшением симптомов шизофрении.^[12] Антагонисты NMDA-рецептора вызывают нарушения, схожие с вышеуказанными, а при их избыточном или длительном приёме возникают «психотомиметические» эффекты, напоминающие психозы при шизофрении.^[13] В частности, при использовании этих препаратов отмечались галлюцинации, параноидный бред, замешательство, рассредоточенность, возбуждение, перепады настроения, кошмары,^[14] кататония,^[15] атаксия,^[16] анестезия,^[17] снижение способностей к обучению и нарушение памяти.^[18] У животных длительный приём NMDA-антагонистов снижает экспрессию парвальбумина и ГАМК-синтезирующего фермента GAD67, что совпадает с изменениями, обнаруживаемыми посмертно в мозге людей, больных шизофренией.^[19]

NMDA-антагонисты метаболизируются печенью,^[20][21] и частое их использование может вызвать толерантность, поскольку со временем печень ускорит вывод активных веществ из кровотока.^[22]

Нейротоксичность

Основная статья: Нейротоксичность NMDA-антагонистов

NMDA-антагонисты могут вызвать серьёзное повреждение мозга в таких областях, как кора поясной извилины и ретроспленальная кора. Экспериментальный NMDA-антагонист MK-801 в опытах вызывает у грызунов нейрональную вакуолизацию, развивающуюся в необратимые повреждения, «лезии Олни»^[23][24]. Обнаружено множество средств, способных снизить риск нейротоксичности при использовании NMDA-антагонистов. Альфа-2 агонисты центрального действия, такие как клонидин и гуанфацин, как считается, обладают наиболее специфическим влиянием на этиологию токсического процесса. Нейротоксичность антагонистов NMDA рецепторов могут снижать и другие медикаменты, действующие на различные нейромедиаторные системы — это антихолинергические препараты, диазепам, барбитураты^[25], этанол^[26], агонисты серотониновых 5-HT2A рецепторов^[27] и мусцимол^[28].

Возможное противодействие эксайтотоксичности

Токсичность при перевозбуждении нейронов, или эксайтотоксичность, во многом связана с активностью NMDA-рецепторов, и поэтому исследователи возлагали надежды на применение антагонистов в противодействии эксайтотоксичности при травмах мозга, инсульте, нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, болезнь Гентингтона. Противовесом служит риск развития лезий Олни,^[29] хотя есть свидетельства того, что они не возникают у людей, к тому же успешно начат поиск средств для предотвращения данного осложнения.^[28][26] Неблагоприятные побочные эффекты стали причиной провала большинства клинических испытаний NMDA-антагонистов, поскольку рецепторы играют важную роль в работе глутаматергической системы.^[30] Вмешательством в нормальную работу мозга можно объяснить и гибель нейронов, иногда отмечающуюся при использовании антагонистов.^[31]

Механизм действия

Упрощённая модель активации и блокировки NMDA-рецептора.^[16]

NMDAR — ионотропный рецептор, пропускающий электрические сигналы от нейрона к нейрону в головном и спинном мозге. Для передачи сигнала канал рецептора должен быть открыт. Чтобы открыть канал, требуются лиганды: глутамат и глицин. При открытии канала и одновременной связи с глицином и глутаматом, NMDA-рецептор называют «активированным».

Антагонисты, связываясь с аллостерическими сайтами на белках, составляющих рецептор, закрывают ионный канал, ингибируя его активность. Всего выделяют четыре категории антагонистов:

конкурентные

блокирующие место связи рецептора с глутаматом,

глициновые антагонисты

блокирующие глициновый сайт,

неконкурентные антагонисты аллостерического действия

связывающиеся с аллостерическими сайтами,

неконкурентные антагонисты прямого действия

блокирующие сам ионный канал.

Примеры NMDA-антагонистов

Неконкурентные прямого действия (блокаторы ионного канала):

• Амантадин — терапия болезни Паркинсона и гриппа.^[32][33]
• Атомоксетин – ингибитор обратного захвата норэпинефрина, препарат для терапии СДВГ^[34]
• Декстрометорфан — распространенное противокашлевое составляющее многих лекарств.^[35]
• Декстрорфан — активный метаболит декстрометорфана. Запрещён к свободной продаже.^[35][36]
• Ибогаин — запрещенная субстанция.^[36][37]
• Кетамин — анестетик, психоактивное средство.^[38]
• Закись азота — анестезия, в частности, при лечении зубов.^[39]
• Фенциклидин, запрещён.^[36]
• Рилузол — терапия амиотрофического латерального склероза.^[40]
• Тилетамин — анестезия животных.
• Мемантин — антагонист с умеренной аффинностью, зависимый от напряжения.^[41] Терапия болезни Альцгеймера.^[42]

Неконкурентные антагонисты аллостерического действия:

• Дизоцильпин (MK-801) — экспериментальный препарат.^[43]
• Аптиганел — связывается с Mg2+ сайтом.
• Ремацимид — его основной метаболит представляет собой низкоаффинный антагонист.^[44]
• HU-211, энантиомер сильнодействующего каннабиоида HU-210, не имеющий психоактивных свойств каннабиоидов.^[45]

Глициновые антагонисты:

• 7-хлорокинуренат.^[46]
• DCKA (5,7-дихлорокинуреновая кислота).^[47]
• Кинуреновая кислота — вырабатывается в организме человека.^[48]
• 1-аминоциклопропанокарбоксильная кислота (ACPC)
• Лакозамид, прототип с возможной антиэпилептической активностью, а также возможное средство против нейропатической боли при диабете.^[49]

Конкурентные антагонисты:

• AP7 (2-амино-7-фосфоногептаноевая кислота)^[50]
• APV (R-2-амино-5-фосфонопентаноат)^[51]
• CPPene (3-[(R)-2-карбоксипиперазин-4-yl]-проп-2-энил-1-фосфоновая кислота)^[52]

См. также

• Анти-NMDA-рецепторный энцефалит