Введение
Скелетно-мышечные болевые синдромы (СМБ) являются наиболее частой причиной не только страданий миллионов людей, но и больших экономических потерь для государства [1, 2]. К основным болезням, вызывающим СМБ, относятся неспецифическая боль в спине (НБС) [3] и остеоартриты [4]. Главным направлением терапии этих заболеваний является эффективное устранение СМБ. Для лечения СМБ используются нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП) и центральные миорелаксанты. Центральные миорелаксанты не только способствуют устранению патологического мышечного спазма, но и потенцируют анальгетическое действие НПВП. Сочетание НПВП и центральных миорелаксантов дает возможность быстрее достигнуть обезболивающего эффекта и сократить сроки лечения [5, 6].
Циклобензаприна гидрохлорид, 3-(5H-дибензо[a,d]циклогептен-5-илиден)-N,N-диметил-1-пропанамин, классифицируется как центральный миорелаксант и является одним из наиболее часто назначаемых средств для лечения СМБ [7, 8].
Циклобензаприн был синтезирован в 1961 г. Структурно он подобен трициклическим антидепрессантам и изначально изучался как антидепрессант с точки зрения его эффективности и безопасности. В 1977 г. в США циклобензаприн был одобрен в качестве лекарственного средства для снятия болезненного мышечного спазма, связанного с заболеваниями скелетно-мышечной системы [9, 10]. В 1986 г. он был разрешен для лечения СМБ в Федеративной Республике Германии, и с тех пор циклобензаприн начал активно использоваться в клинической практике в разных странах. Проведенный в 2001 г. метаанализ клинических рандомизированных исследований по использованию циклобензаприна подтвердил его эффективность для лечения острой боли в спине [11]. В 2004 г. был опубликован систематический обзор по сравнительной эффективности небензодиазепиновых миорелаксантов у пациентов с заболеваниями опорно-двигательного аппарата, в котором представлены убедительные доказательства клинической эффективности циклобензаприна, карисопродола, орфенадрина и тизанидина по сравнению с плацебо [7].
Считается, что циклобензаприн не оказывает прямого действия на нервно-мышечную передачу и скелетные мышцы, а его миорелаксирующий эффект реализуется преимущественно в центральной нервной системе (ЦНС), на уровне ствола головного мозга [12]. Циклобензаприн является антагонистом 5-HT2-рецепторов [13, 14]. Также продемонстрирована схожесть эффектов циклобензаприна и структурно родственных трициклических антидепрессантов, включая антагонистический эффект по отношению к резерпину, потенцирование действия норадреналина, а также седативный эффект [15].
Учитывая структурное сходство циклобензаприна с амитриптилином, можно ожидать, что циклобензаприн, помимо центрального миорелаксирующего действия, будет обладать, так же как и амитриптилин, седативным и обезболивающим эффектами. Однако исследований, посвященных влиянию циклобензаприна на болевую чувствительность, не проводилось.
Цель настоящего исследования — изучение дозозависимого действия циклобензаприна на пороги болевых реакций у самцов крыс линии Вистар.
Материал и методы
Эксперименты выполнены на взрослых самцах крыс линии Вистар (n=100) с исходной массой 192—280 г. Животных содержали в стандартных условиях вивария при свободном доступе к воде и пище. Все процедуры и эксперименты на животных проводили в соответствии с «Правилами надлежащей лабораторной практики», утвержденными Приказом Минздрава России от 01.04.16 №199н, и межгосударственными стандартами ГОСТ 33215-2014, ГОСТ 33216-2014 «Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными», соответствующими Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых в экспериментах и других научных целях (ETS N 123, Страсбург, 18 марта 1986 г. с приложением от 15.06.06). Исследования проводили под контролем этического комитета ФГБНУ «НИИОПП».
Оценку изменения индивидуальной болевой чувствительности у животных проводили с помощью двух стандартных аналгезиометрических тестов. Тест отдергивания хвоста (воздействие на него фокусированного теплового луча) — Tail flick test позволяет оценить особенности регуляции болевой чувствительности на уровне сегментарных отделов спинного мозга. Измерение порога болевой чувствительности (ПБЧ) проводили при помощи прибора Ugo Basile (Италия), позволяющего подавать сфокусированный пучок света на хвост животного и фиксировать время появления болевой реакции (латентный период — ЛП) по отведению хвоста животного. Величина ПБЧ измерялась в секундах по времени появления отведения хвоста. Если в течение 15 с животное не проявляло болевого поведения, то во избежание теплового повреждения измерение прекращали.
Оценка болевой чувствительности с помощью теста горячей пластины — Hot plate test используется для определения особенностей регуляции болевой чувствительности на уровне центральных структур мозга. Измерение ПБЧ проводили при помощи прибора TSE Systems (Германия), позволяющего регулировать нагрев пластины и фиксировать время появления болевого поведения животного. Величина ПБЧ измерялась в секундах по ЛП, через который животное, находящееся на нагретой до 55 °C металлической пластине, начинало облизывать лапу или подпрыгивать. Животных, не проявляющих болевого поведения в течение 40 с, убирали с горячей поверхности во избежание теплового повреждения подушечек лап. В этом случае ЛП приравнивали к 40 с.
Принимая во внимание тот факт, что болевые пороги у грызунов подвержены циркадным колебаниям, оценку ноцицепции проводили в одно и то же время — в светлую фазу суток (13:00—16:00).
Циклобензаприна гидрохлорид («Hetero Drugs Ltd.», Индия) растворяли в физиологическом растворе и вводили внутрибрюшинно. Контрольным животным в аналогичных условиях опыта вводили физиологический раствор в том же объеме. Всего было использовано 100 животных.
Циклобензаприна гидрохлорид животным разных групп вводили в дозах 5, 10, 20, 30 и 40 мг/кг. ПБЧ определяли до введения препаратов, а также через 40 мин и 3 ч после их введения.
Статистическую обработку данных осуществляли по алгоритмам программы Statistica 8.0. Оценку значимости показателей и различий рассматриваемых выборок проводили по U-критерию Манна—Уитни для независимых выборок и по T-критерию (парному критерию Уилкоксона) для связанных выборок. В качестве средневыборочной характеристики использовали медиану (Me), первый и третий квартили (Q1; Q3). Различия считали статистически значимыми при p<0,05.
Результаты и обсуждение
Введение циклобензаприна в дозе 5 мг/кг, так же как и введение физиологического раствора контрольным животным, не приводило к изменению ПБЧ (табл. 1).
Таблица 1. Изменения порогов болевой чувствительности (ПБЧ) у крыс линии Вистар после инъекции циклобензаприна в дозах 5 и 10 мг/кг в тесте Tail flick, Me (Q1; Q3)
| ПБЧ | Физраствор (n=13) | 5 мг/кг (n=14) | 10 мг/кг (n=14) |
| ЛП (с) | ЛП (с) | ЛП (с) | |
| До введения | 3,2 (2,7; 3,6) | 2,8 (2,2; 3,6) | 2,9 (2,6; 3,4) |
| Через 40 мин после введения препаратов | 2,9 (2,6; 3,4) | 2,8 (2,2; 3,2) | 3,65 (3,1; 6,9)* # 0 |
| Через 3 ч после введения препаратов | 2,6 (2,2; 2,8) | — | 2,9 (2,6; 3,5)+ |
Примечание. ЛП — латентный период появления болевой реакции; * — p=0,014 по сравнению с соответствующими показателями до введения препаратов; + — p=0,022 по сравнению с соответствующими показателями через 40 мин после введения препаратов; # — p=0,029 по сравнению с соответствующими показателями группы с введением физиологического раствора; 0 — p=0,0042 по сравнению с соответствующими показателями группы с введением циклобензаприна в дозе 5 мг/кг.
Введение циклобензаприна в дозе 10 мг/кг через 40 мин после введения в тесте Tail flick оказывало антиноцицептивное действие (см. табл. 1). ПБЧ были выше на 25,86% по сравнению с показателями до введения препарата (p=0,014). При этом выраженное увеличение ПБЧ наблюдалось у 7 (50%) опытных животных, а 2 (14,29%) крысы не проявляли признаков болевого поведения в течение 15 с, и им прекращали нагрев хвоста во избежание теплового повреждения. Через 3 ч после введения препарата ПБЧ не отличались от исходных показателей (см. табл. 1). Следует отметить, что у 1 из 2 животных с отсутствием болевого поведения этот эффект проявился и через 3 ч после введения препарата. В тесте Hot plate введение циклобензаприна в дозе 10 мг/кг не влияло на ПБЧ (табл. 2).
Таблица 2. Изменения порогов болевой чувствительности (ПБЧ) у крыс линии Вистар после введения циклобензаприна в дозах и 5 и 10 мг/кг в тесте Hot plate, Me (Q1; Q3)
| ПБЧ | Физраствор (n=13) | 5 мг/кг (n=14) | 10 мг/кг (n=14) |
| ЛП (с) | ЛП (с) | ЛП (с) | |
| До введения | 7,2 (5; 10) | 7 (6; 9,7) | 8,95 (7,8; 12) |
| Через 40 мин после введения препаратов | 7,1 (5; 10) | 7 (6,2; 9) | 10 (6; 10) |
| Через 3 ч после введения препаратов | 5,5 (4,3; 8) | — | 8 (6; 10) |
Примечание. ЛП — латентный период появления болевой реакции.
Циклобензаприн в дозе 20 мг/кг через 40 мин после введения в тесте Tail flick оказывал выраженное антиноцицептивное действие (табл. 3). ПБЧ были выше на 26,92% по сравнению с показателями до введения препарата (p=0,0077). Выраженное увеличение ПБЧ наблюдалось у 7 (50%) крыс, а 2 (12,50%) крысы не проявляли болевого поведения в тесте Tail flick (им прекращали нагрев хвоста через 15 с). Через 3 ч после введения препарата ПБЧ не отличались от показателей до его введения (см. табл. 3). У 1 животного, как и при введении препарата в дозе 10 мг/кг, наблюдали отсутствие болевого поведения. В тесте Hot plate введение циклобензаприна в дозе 20 мг/кг не оказывало влияния на ПБЧ (табл. 4).
Таблица 3. Изменения порогов болевой чувствительности (ПБЧ) у крыс линии Вистар после введения циклобензаприна в дозах 20, 30 и 40 мг/кг в тесте Tail flick, Me (Q1; Q3)
| ПБЧ | Физраствор (n=15) | 20 мг/кг (n=16) | 30 мг/кг (n=12) | 40 мг/кг (n=16) |
| ЛП (с) | ЛП (с) | ЛП (с) | ЛП (с) | |
| До введения препаратов | 2,7 (2,3; 3,1) | 2,85 (2,6; 3,8) | 2,85 (2,6; 3,1) | 2,8 (2,45; 2,95) |
| Через 40 мин после введения препаратов | 2,7 (2,1; 3,2) | 3,9 (3,45; 6,25)** ##### | 3,9 (3; 5,1)* # | 4,9 (3,5; 8,9)**** #### |
| Через 3 ч после введения препаратов | 2,6 (2,3; 2,8) | 3,4 (3,1; 3,9)++ ## | 3,15 (2,9; 3,6)+ ### | 5,01 (3,15; 5,3)*** +++#### 00 |
Примечание. ЛП — латентный период появления болевой реакции; **** — p=0,0011; *** — p=0,0013; ** — p=0,0077; * — p=0,015 по сравнению с соответствующими показателями до введения препаратов; +++ — p=0,00064; ++ — p=0,0052; + — p=0,05 по сравнению с соответствующими показателями через 40 мин после введения препаратов; ##### — p=0,00011; #### — p=0,00064; ### — p=0,0021; ## — p=0,0036; # — p=0,0087 по сравнению с соответствующими показателями группы с введением физиологического раствора; 00 — p=0,012 по сравнению с соответствующими показателями группы с введением циклобензаприна в дозе 30 мг/кг.
Таблица 4. Изменения порогов болевой чувствительности (ПБЧ) у крыс линии Вистар после введения циклобензаприна в дозах 20, 30 и 40 мг/кг в тесте Hot plate, Me (Q1; Q3)
| ПБЧ | Физраствор (n=15) | 20 мг/кг (n=16) | 30 мг/кг (n=12) | 40 мг/кг (n=16) |
| ЛП (с) | ЛП (с) | ЛП (с) | ЛП (с) | |
| До введения препаратов | 5,6 (4,8; 10) | 6 (4,7; 7,5) | 5,7 (4,25; 8,45) | 6,5 (4,7; 8,5) |
| Через 40 мин после введения препаратов | 6 (5; 8,5) | 6 (5; 8) | 11 (6,5; 13)* # 0 | 10,5 (9; 12,5)** ### 00 |
| Через 3 ч после введения препаратов | 7,9 (6; 9) | 6 (4; 6) | 5 (4; 6,5)++ ## | 6,5 (5,5; 8,5)+ |
Примечание. ЛП — латентный период появления болевой реакции; ** — p=0,00098; * — p=0,04 по сравнению с соответствующими показателями до введения препаратов; ++ — p=0,00099; + — p=0,0041 по сравнению с соответствующими показателями через 40 мин после введения препаратов; ### — p=0,00014; ## — p=0,025; # — p=0,029 по сравнению с соответствующими показателями группы с введением физиологического раствора; 00 — p=0,0003; 0 — p=0,05 по сравнению с соответствующими показателями группы с введением дозы 20 мг/кг.
Циклобензаприн в дозе 30 мг/кг, так же как и в дозах 10 и 20 мг/кг, в тесте Tail flick оказывал антиноцицептивное действие через 40 мин после введения (см. табл. 3). ПБЧ были выше на 26,92% по сравнению с показателями до введения препарата (p=0,015). Выраженное увеличение ПБЧ наблюдалось у 7 (58%) крыс, а 2 (16,67%) крысы не проявляли болевого поведения (им прекращали нагрев хвоста через 15 с). Через 3 ч после введения препарата ПБЧ не отличались от показателей до его введения (см. табл. 3).
В тесте Hot plate циклобензаприн в дозе 30 мг/кг через 40 мин после введения также оказывал выраженное антиноцицептивное действие. ПБЧ были выше на 92,98% (p=0,04) по сравнению с показателями до введения препарата. Через 3 ч после его введения ПБЧ практически не отличались от исходных показателей (см. табл. 4).
Циклобензаприн в дозе 40 мг/кг в тесте Tail flick оказывал выраженное антиноцицептивное действие в течение всего периода наблюдения: через 40 мин и 3 ч после его введения (см. табл. 3). ПБЧ были выше на 75,00% (p=0,0012) и 78,92% (p=0,0013) соответственно по сравнению с показателями до введения препарата. Увеличение ПБЧ наблюдалось у 11 (68,75%) крыс, а 3 (18,75%) крысы не проявляли болевого поведения в тесте Tail flick (им прекращали нагрев хвоста через 15 с).
В тесте Hot plate циклобензаприн в дозе 40 мг/кг через 40 мин после введения также оказывал выраженное антиноцицептивное действие. ПБЧ были выше на 61,53% (p=0,00099) по сравнению с показателями до введения препарата. Через 3 ч после его введения ПБЧ вернулись к исходному уровню (см. табл. 4).
Таким образом, результаты проведенного исследования показали, что циклобензаприн в дозах 10, 20, 30 и 40 мг/кг повышает пороги болевой чувствительности в тесте Tail flick, а в дозах 30 и 40 мг/кг оказывает антиноцицептивное действие также и в тесте Hot plate.
Наблюдаемые особенности действия циклобензаприна на ПБЧ в зависимости от типа используемых аналгезиометрических тестов, скорее всего, связаны с различиями в механизмах регуляции ноцицептивных рефлексов. Метод Tail flick позволяет оценить особенности регуляции болевой чувствительности на уровне сегментарных отделов спинного мозга. Тест Hot plate связан с оценкой поведенческих болевых реакций, формирующихся в результате тесного взаимодействия спинальных и супраспинальных механизмов [16, 17].
Несмотря на то что циклобензаприн как центральный миорелаксант используется давно в клинической практике для лечения СМБ, механизм его обезболивающего действия до конца не выяснен. Существует ряд доказательств, что он подавляет мышечные спазмы, не нарушая функции мышц [12], воздействуя на стволовые структуры ЦНС [18]. Считается, что миорелаксирующее действие циклобензаприна обусловлено его взаимодействием с 5-HT2-рецепторами на уровне ствола головного мозга [13]. В более поздних исследованиях in vitro на клеточных линиях, экспрессирующих отдельные рекомбинантные человеческие рецепторы, циклобензаприн продемонстрировал высокое сродство к связыванию с серотониновыми рецепторами (5-HT2A, 5-HT2C), α-адренорецепторами (α1A, α2B, α2C), гистаминовыми H1-рецепторами и мускариновыми M1-рецепторами. По отношению к 5-HT2A, 5-HT2B, 5-HT2C, α2A и Н1-рецепторам циклобензаприн проявляет свойства функционального антагониста, а по отношению к 5-HT1A-рецепторам он оказался агонистом [19]. Свойства неконкурентного антагониста H1-рецепторов у циклобензаприна также были продемонстрированы в исследованиях на крысах [20].
В механизмах обезболивающего действия лекарственных средств существенную роль отводят антиноцицептивным структурам мозга, реализующим свой эффект посредством активации опиоидергической, серотонинергической, норадренергической, каннабиноидной, ГАМКергической, холинергической систем мозга [21]. Учитывая тот факт, что норадренергическая и серотонинергическая системы мозга участвуют в реализации антиноцицептивных эффектов, можно полагать, что наблюдаемое нами повышение ПБЧ после введения циклобензаприна, имеющего высокое сродство к различным подтипам серотониновых и норадреналиновых рецепторов ЦНС, во многом связано с активацией нисходящего ингибирующего влияния этих систем на ноцицептивные нейроны спинного мозга [22].
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.