Табакокурение - один из ведущих факторов риска сердечно-сосудистых и бронхолегочных заболеваний. Однако, несмотря на растущую в обществе поддержку мер по ограничению табакокурения и готовность большинства курильщиков в развитых странах отказаться от этой привычки, табачная зависимость плохо поддается терапии и легко рецидивирует. Разработка новых и совершенствование существующих методов терапии табачной зависимости является одной из приоритетных задач современной медицинской науки.

В настоящее время широко используется заместительная терапия с применением содержащих никотин пластырей, жевательных резинок, спреев, ингаляторов или веществ, действие которых частично повторяет свойства никотина (например, цитизин). Смысл такого лечения состоит в замене способа доставки никотина в кровь с постепенным уменьшением суточной дозы получаемого никотина с развитием минимально выраженного синдрома отмены. Эффективность заместительной терапии увеличивается при сочетанном применении с веществами, имеющими антидепрессивное действие, например бупропионом [43, 44]. С помощью такого рода терапии можно достичь быстрого купирования абстинентного синдрома, возникающего после отказа от курения, но эффективность вышеперечисленных методов в лечении никотиновой зависимости остается низкой. Например, вероятность прекращения курения при применении никотинового пластыря составляет 27% в конце лечения по сравнению с 13% для группы, получающей плацебо [2]. Однако наиболее сложной проблемой лечения как никотиновой, так и любой другой лекарственной зависимости является предупреждение возвращения к приему аддиктивного вещества после или в процессе лечения. Многие фармацевтические компании пытаются найти новые средства лечения табакокурения на основе общей концепции химической зависимости, поскольку механизмы формирования никотиновой зависимости во многом сходны с механизмами, лежащими в основе формирования зависимости к таким психоактивным веществам, как опиоиды, психостимуляторы и др. Кроме того, в последние годы накоплена обширная информация, касающаяся нейроанатомии и нейрохимии острых и хронических эффектов никотина.

Первичной мишенью действия никотина являются никотиновые рецепторы (НР), расположенные как в центральной, так и в периферической нервной системе. НР являются ионными каналами, связывание никотина с которыми приводит к кратковременному повышению проницаемости клеточной мембраны для Na⁺ и Ca²⁺, развитию деполяризации и увеличению возбудимости нервной клетки. НР - это пентамерная структура, в состав которой входит от 1 до 4 различных субъединиц, расположенных в определенном порядке.

Субъединицы, входящие в состав НР, подразделяют на α- и β-подтипы. В нервных клетках позвоночных животных представлено 9 видов α-субъединиц (α₂ - α₁₀) и три вида β-субъединиц (β₂ - β₄) [61]. В состав каждого НР входят, по крайней мере, 2 α-субъединицы, из которых образуются участки связывания агонистов НР [56]. Несмотря на то что не все возможные комбинации приведенных видов субъединиц составляют активные НР in vivo, количество разнообразных подтипов функциональных НР достаточно велико. Селективность имеющихся на данный момент лигандов НР не позволяет разделить НР на все существующие подтипы [81].

НР с различной композицией субъединиц имеют функциональные характеристики, отличающиеся по степени проводимости для ионов Na⁺ и Ca²⁺ и чувствительности к антагонистам [87, 88]. Разнообразие НР вносит свой вклад в способность никотина вызывать широкий спектр эффектов у курящих людей [25].

Дофаминергические проекции из вентральной тегментальной области (ВТО) в прилежащее ядро перегородки являются ключевыми в функционировании мозговой системы «награды», а увеличение выброса дофамина в прилежащем ядре - один из центральных механизмов, опосредующих подкрепляющие свойства различных веществ, обладающих аддиктивным потенциалом [1]. По данным литературы, большинство дофаминергических нейронов ВТО мозга предположительно имеют α₄β₂*¹ и α7 гомомерные НР [51].

В отличие от кокаина и амфетамина, эффекты которых обусловлены взаимодействием с пресинаптическими переносчиками дофамина на мембране нервных окончаний, эффекты никотина в большей степени зависят от изменений активности нейронов среднего мозга. Другими словами, под действием агониста НР, находящиеся на телах и дендритных отростках дофаминергических нейронов ВТО, активируются, вызывая прямой выброс дофамина, в то время как активация пресинаптических НР на аксонах этих клеток, контактирующих с нейронами прилежащего ядра, может не влиять на выброс дофамина [88].

Уже после однократного введения никотина выброс дофамина в прилежащем ядре, опосредованный дофаминергическими нейронами ВТО, продолжается более 1 ч [22]. Тем не менее, хотя никотин вызывает продолжительную активацию нейронов области вентральной покрышки среднего мозга, НР дофаминергических нейронов десенситизируются в течение нескольких секунд после введения никотина, что наталкивает на мысль о том, что столь длительное действие никотина опосредовано другими рецепторными механизмами [60, 89].

Дофаминергические нейроны ВТО находятся под тоническим ингибирующим контролем ГАМКергических нейронов, как местных, так и располагающихся в проекционных волокнах из различных областей мозга, включая прилежащее ядро перегородки и вентральные отделы бледного шара [46, 61, 79, 85]. Никотин, действуя на α₄β₂* НР, располагающиеся на телах ГАМКергических нейронов, увеличивает ГАМКергическую трансмиссию [51, 61]. Однако связывание никотина с рецепторами также приводит к их быстрой десенситизации, что блокирует эффекты эндогенного ацетилхолина и снижает ингибирующее влияние ГАМКергических нейронов, в свою очередь вызывая последующее увеличение дофаминергической нейропередачи [61].

Нейроны ВТО, как дофаминергические, так и ГАМКергические, подвергаются тоническому стимулирующему влиянию глутаматергических проекционных волокон из коры, миндалины, гиппокампа [19, 45, 64, 76]. Никотин, действуя на НР, преимущественно содержащие α7-субъединицы, вызывает развитие долговременной потенциации возбуждающей глутаматергической стимуляции дофаминергических нейронов [61]. Действительно, было показано, что никотин увеличивает высвобождение глутамата в области вентральной покрышки среднего мозга [75], а N-метил-D-аспартатные (NMDA) рецепторы опосредуют способность никотина стимулировать выброс дофамина в прилежащем ядре перегородки и модифицировать долговременную потенциацию возбуждающих входов [60, 89].

Таким образом, существует 2 основных механизма, посредством которых никотин оказывает свое стимулирующее влияние на дофаминергические нейроны вентральной покрышки среднего мозга: угнетение ГАМКергической передачи и долговременная потенциация глуматергических входов ВТО мозга.

Одним из перспективных направлений поиска средств для лечения табакокурения представляется разработка препаратов, действующих на глутаматергическую систему. Глутамат - наиболее распространенный возбуждающий нейромедиатор мозга, на долю которого приходится около 70% синаптической передачи в ЦНС, его концентрация в синаптической щели высока и может достигать миллимолярного уровня. Глутаматергическая система вовлечена в различные формы обучения и памяти, имеющие отношение к формированию зависимости от психоактивных веществ. Так, антагонисты NMDA-рецепторов препятствуют опосредованному введением никотина повышению уровня дофамина в мезолимбической системе [27], ослабляют подкрепляющее действие никотина [31] и снижают развитие вызванных никотином изменений, таких как толерантность и сенситизация [60, 77]. Однако использование антагонистов NMDA-рецепторов ограничивается вызываемыми ими нарушениями обучения и памяти, а также наличием психотомиметического и собственного аддиктивного потенциалов [5, 6, 16, 21, 69, 70].

Антагонисты NMDA-рецепторов имеют сродство и к НР с различной композицией субъединиц, среди них - канальные блокаторы NMDA-рецепторного комплекса, а именно, дизоцилпин (МК-801), мемантин и противокашлевое средство декстрометорфан [14, 30, 39, 55]. Cпособность данных веществ снижать потребление никотина и других психоактивных веществ в эксперименте может быть связана не только с блокадой глутаматных рецепторов, но и с воздействием на НР [31-33]. Действительно, существует множество исследований, в которых изучалось влияние никотина на нейромедиаторные системы, но общая картина выглядит достаточно сложной, так как никотин не только изменяет глутамат-, ГАМК- и дофаминергическую передачу в мезолимбических областях мозга, но также затрагивает метаболизм в различных структурах мозга ацетилхолина, серотонина, норадреналина, эндогенных опиоидных пептидов [83, 90, 92]. Все эти изменения начинаются со связывания никотина с НР, и не удивительно, что именно их блокада способна предотвратить большую часть последствий, связанных с острым и хроническим воздействием никотина.

Таким образом, изучение веществ, действующих на НР может являться одним из перспективных направлений разработки средств для фармакотерапии табакокурения. Подобные вещества должны удовлетворять некоторым критериям, в частности полностью блокировать эффекты никотина, которые ответственны за формирование зависимости, что может быть достигнуто за счет неконкурентного характера антагонизма. В идеале такие вещества должны быть эффективны в фазе отказа от курения, когда предъявление различных стимулов, ассоциированных с действием никотина, приводит к запуску поведения поиска никотина, а лекарство должно снижать реактивность на подобного рода стимулы. Важно также отметить, что субъединицы НР имеют различное анатомическое распределение: некоторые преимущественно экспрессируются на периферии, а некоторые - в ЦНС. Соответственно, блокада центральных НР предпочтительна для достижения желаемого эффекта, так как в этом случае наименее вероятно появление побочных эффектов, характерных для антагонистов НР и связанных с влиянием на вегетативные ганглии и нервно-мышечные синапсы, и преципитирование компонентов абстинентного синдрома, имеющих отношение к физической зависимости.

Антагонист НР мекамиламин ранее был исследован в качестве как самостоятельного, так и вспомогательного средства в комбинации с никотин-заместительной терапией для лечения табачной зависимости [7, 37]. В некоторых работах показана эффективность лечения мекамиламином [73]. В комбинации с никотиновым пластырем мекамиламин увеличивал вероятность прекращения курения по сравнению с использованием только заместительной терапии, что подтверждает способность мекамиламина блокировать подкрепляющие свойства никотина [72]. Однако мекамиламин обладает рядом нежелательных побочных эффектов, таких как седативность, снижение артериального давления, связанных с неселективным действием этого вещества на разные подтипы НР, что ограничивает его применение в клинике.

Мекамиламин является классическим ганглиоблокатором и обладает высокой тропностью к α₃β₄* НР [65], широко представленным в автономной нервной системе. Разработанное на основе строения канальных блокаторов NMDA-рецепторов компанией Merz Pharmaceuticals GmbH вещество MRZ 2/621 (1-амино-1,3,3-триметил-циклогексан; [30, 55]) имеет уникальный профиль связывания с НР: является более селективным Н-холинолитиком, чем мекамиламин, и не взаимодействует с ганглионарными α₂β₄* НР (см. таблицу).

Наиболее адекватным подходом к изучению субъективных ощущений, вызываемых фармакологическими агентами, является метод диссоциированного обучения [20]. Хорошо известно, что никотин обладает комплексом дифференцировочных стимульных свойств, и интенсивность субъективных эффектов никотина достаточна для выработки устойчивого диссоциированного поведения [57]. Классический неконкурентный антагонист НР мекамиламин ослабляет дифференцировочные стимульные свойства никотина при диссоциированном обучении [91], блокируя несколько подтипов НР, включая α₇, α₄β₂* и α₃β₄* НР (среднеэффективные концентрации - 6,9, 2,5 и 0,6 μМ соответственно [17, 65]). Антагонист НР MRZ 2/621 также значительно снижает вероятность «никотинового» ответа, связываясь с α₇ и α₄β₂* (0,7 и 0,8 μМ соответственно [30]), но не влияя на α₃β₄* НР [91]. Декстрометорфан, к свойствам которого относят взаимодействие с α₃β₄*-рецепторами [39], не влияет на дифференцировочные стимульные свойства никотина [91], на основании чего можно предположить, что α₃β₄*-НР не играют существенной роли в проявлении субъективных эффектов никотина. Данные результаты согласуются с результатами ряда исследований, в которых было высказано предположение о том, что субъективные эффекты никотина при диссоциированном обучении более всего опосредованы действием на НР, в состав которых входит β₂-субъединица [13, 34, 58, 80]. Следует отметить, что блокирующее дифференцировочные стимульные свойства никотина действие MRZ 2/621 не сопровождается угнетением общей оперантной активности и не преодолевается увеличением дозы никотина [91].

В исследовании Е.А. Блохиной и соавт. [12] при изучении действия антагонистов НР на подкрепляющие свойства никотина была использована методика выработки внутривенного самовведения (ВВС) никотина у мышей. Метод самовведения базируется на способности позитивных первично-подкрепляющих стимулов увеличивать вероятность поведенческой реакции, которая способствовала их предъявлению. На этом принципе основаны практически все экспериментальные модели ВВС наркотиков, в которых получение наркотика следует практически сразу за выполнением определенной поведенческой реакции (в нашем случае - выглядывания в отверстия экспериментальной установки). Считается, что модели ВВС обладают максимальной валидностью («внешнее соответствие»), а принцип позитивного подкрепления применим к анализу различных форм аддиктивного поведения. Было установлено [12], что предварительное введение антагонистов НР мекамиламина и MRZ 2/621 ведет к угнетению реакции ВВС никотина, подтверждая тот факт, что оба этих вещества блокируют рецепторы в степени, достаточной для подавления подкрепляющих свойств никотина.

Единственным более или менее общим свойством всех позитивно-подкрепляющих стимулов (включая фармакогенные, свойственные никотину и другим аддиктивным веществам) является активация мезокортиколимбической мозговой системы «награды», проявляющаяся в повышенном высвобождении дофамина в прилежащем ядре перегородки и последующим снижением порогов электрической самостимуляции (СС) мозга [8, 10, 52]. Ранее было установлено [36, 42], что предварительное введение антагонистов НР мекамиламина и дигидро-β-эритроидина, действующего преимущественно на α₂β₄* и α₄β₄* НР, препятствует вызванному никотином снижению порогов электрической СС мозговой системы «награды» [36, 42]. На фоне действия антагониста НР MRZ 2/621 в дозе 10 мг/кг, не вызывающей повышения порога СС, никотин также теряет способность к снижению порогов СС мозга (рис. 1).

Сравнительный анализ эффектов антагонистов НР мекамиламина и MRZ 2/621 на моделях поведения, обусловленного никотином, выявил некоторые различия в их действии. В рецидиве и поддержании поведения поиска наркотика большую роль играют условные стимулы, ранее ассоциированные с действием аддиктивного вещества, так называемые дискретные и обстановочные стимулы. Эффективность исследуемых антагонистов НР была оценена на модели условнорефлекторного восстановления угашенной реакции ВВС никотина при предъявлении дискретных стимулов, ранее ассоциированных с никотином [9, 15, 24]. Мекамиламин подавлял условнорефлекторное восстановление ВВС никотина (рис. 2), что хорошо согласуется с данными, полученными в более ранних исследованиях.

Начиная с дозы 0,3 мг/кг, мекамиламин значительно подавлял восстановление реакции ВВС, обусловленное предъявлением стимулов, прежде ассоциированных с инфузиями никотина, не влияя на число выглядываний на «неподкрепляемой стороне» (см. рис. 2), равно как и не оказывал влияния на оперантное поведение, поддерживаемое первично-подкрепляющими агентами, такими как, например, пища [91]. Однако приведенные примеры не доказывают в полной мере избирательность наблюдаемых эффектов мекамиламина в отношении поведения, связанного с предъявлением условнорефлекторных никотиновых стимулов.

Никотин способен вмешиваться в различные когнитивные процессы, включая внимание и ассоциативное обучение [63, 71, 78]. Несмотря на то что влияние мекамиламина на процессы памяти наблюдали в дозах, значительно превосходящих использованные в данном исследовании (например, [40]), эффективный диапазон доз в большой степени определяется типом исследуемого когнитивного процесса. Например, было показано [63], что никотин увеличивает частоту выполнения реакции, поддерживаемой условнорефлекторным подкреплением, в то время как мекамиламин (0,3 мг/кг) способен подавлять эффект никотина при сочетанном введении, а в более высокой дозе (1 мг/кг) сам по себе угнетает выполнение такой реакции. Таким образом, как было показано ранее [54], возможно, что ослабление восстановления реакции ВВС в данном исследовании под действием мекамиламина является результатом его общего ингибирующего влияния на мотивированное поведение, а не специфического действия на вызванное условнорефлекторными стимулами поведение поиска никотина.

Остается спорным вопрос о том, могла ли развиться никотиновая зависимость за время выработки самовведения никотина. Проведенные N. Paterson и A. Markou эксперименты [66] показали, что однократные инъекции мекамиламина (1 мг/кг) преципитируют соматические проявления абстинентного синдрома у крыс, имевших ежедневный доступ к внутривенным инфузиям никотина (0,03 мг/кг) в течение 30 дней. В отличие от упомянутой работы N. Paterson и A. Markou в данном исследовании сессии ВВС никотина длительностью в 1 ч проводили ежедневно в течение 20 дней. Хотя единичная инфузия содержала 0,01 мг/кг никотина, средний уровень самовведения был выше, чем в работе N. Paterson и A. Markou [66] - соответственно 0,22 и 0,36 мг/кг/день. Вероятно, в настоящей работе никотиновая зависимость развивалась в меньшей степени, что снижало способность мекамиламина преципитировать соматические признаки абстинентного синдрома во время тестов, проводившихся на 11, 15, 19-й и 23-й дни после последней сессии самовведения никотина, хотя нельзя исключить, что она усиливает угнетающие эффекты мекамиламина на оперантное поведение во время тестов восстановления оперантной реакции. Например, известно, что поведение, мотивированное пищевым подкреплением, нарушается в состоянии абстиненции даже в случае, когда это состояние не вызывает выраженных соматических или вегетативных признаков [26, 84].

На данный момент относительно мало известно о вовлечении НР различных подтипов в развитие абстинентного синдрома. Существующие данные свидетельствуют о важной роли субъединицы β₄ в способности мекамиламина преципитировать абстинентный синдром. Например, мекамиламин вызывает значительно менее выраженный абстинентный синдром у мышей, лишенных субъединицы β₄, по сравнению с контрольной группой мышей или группой мышей, лишенных субъединицы β₂ [74].

Антагонист НР MRZ 2/621, в отличие от мекамиламина, не оказывает влияния на восстановление оперантной реакции самовведения, вызванной предъявлением дискретных стимулов, ранее ассоциированных с действием никотина (см. рис. 2). Так как MRZ 2/621 не активен по отношению к α₃β₄*-рецепторам, и, как ожидается, не вызывает синдром отмены у животных, зависимых от никотина (по крайней мере, его компонентов, имеющих отношение к физической зависимости), это еще раз подтверждает, что подавление мекамиламином вызванного предъявлением условных стимулов восстановления реакции самовведения, скорее всего, обусловлено каким-то неспецифическим действием.

В дальнейших экспериментах было обнаружено, что и мекамиламин, и MRZ 2/621 ослабляют воспроизведение реакции предпочтения места, обусловленного никотином (рис. 3).

Таким образом, можно заключить, что подобные MRZ 2/621 антагонисты центральных НР вызывают блокаду субъективных и подкрепляющих эффектов никотина (эффект не преодолевается увеличением дозы никотина), снижают реактивность на обстановочные стимулы, прежде ассоциированные с получением никотина, а также имеют улучшенный рецепторный профиль, который может способствовать лучшей переносимости и большей безопасности при клиническом использовании.

Возвращаясь к обоснованию выбора веществ, влияющих на глутаматергическую систему, как вторичную мишень действия никотина, логично предположить, что одними из потенциальных кандидатов при разработке средств, препятствующих развитию никотиновой зависимости, могут быть также вещества, механизм действия которых связан с модулирующим влиянием на NMDA-рецепторы. Действительно, глутамат воздействует на различные типы ионотропных и метаботропных рецепторов, среди которых наиболее хорошо охарактеризованы поведенческие эффекты веществ, действующих на ионотропные, в частности NMDA-рецепторы, в связи с большей доступностью селективно действующих лигандов. В последнее время был синтезирован целый ряд веществ, селективных к различным подтипам метаботропных рецепторов, что в значительной степени облегчило изучение их физиологических функций и последующую оценку потенциальной терапевтической значимости воздействия на них.

Метаботропные глутаматные рецепторы (МГР) связаны с G-белковым комплексом и модулируют уровень продукции вторичных мессенджеров. Выделяют 3 группы рецепторов [49]. Рецепторы 1-й группы, МГР первого и пятого подтипов, активируют фосфолипазу С, что ведет к активации внутриклеточных посредников: инозитолтрифосфатов, протеинкиназы С и ионов кальция. Рецепторы 2-й и 3-й групп, МГР второго и третьего подтипов и МГР четвертого, шестого, седьмого и восьмого подтипов, реализуют сигнал, подавляя синтез цАМФ. Особого внимания заслуживает 1-я группа МГР, так как именно их активация потенцирует возбуждающее действие глутамата посредством модуляции активности NMDA-рецепторов в различных областях мозга [3, 11, 23]. Антагонисты 1-й группы МГР усиливают эффекты антагонистов NMDA-рецепторов, и их действие на поведенческом уровне во многом схоже с действием антагонистов NMDA-рецепторов [35, 38, 41]. Данная группа веществ имеет некоторые преимущества перед антагонистами НР, так как однозначно не преципитирует синдром отмены и не влияет на субъективные эффекты никотина [91], что показано на примере действия антагониста МГР пятого подтипа - 2-метил-6-фенилэтинил-пиридина гидрохлорида (MPEP) [29].

Исследования последних лет свидетельствуют о том, что блокада не только NMDA-рецепторов, но и МГР уменьшает разнообразные эффекты аддиктивных веществ. Например, MPEP уменьшал самовведение никотина и кокаина у крыс и мышей [50, 65, 82], блокировал сенситизацию к стимулирующим эффектам никотина на локомоторную активность [82] и снижал депривационный эффект алкоголя [4]. Приведенные данные согласуются с результатами исследования, в котором было показано, что у мышей, лишенных МГР пятого подтипа, не развивается реакция самовведения кокаина [18]. Кроме того, введение MPEP угнетало восстановление реакции самовведения никотина, вызванного введением «запускающей» («прайминг») его дозы [82], так же как и восстановление самовведения этанола, инициированного сочетанным предъявлением разовой дозы этанола и стимулов, ассоциированных с его введением [4]. Однако в одной из работ [82] были получены данные об ограниченной способности MPEP влиять на реакцию восстановления самовведения никотина под действием стимулов, ассоциированных с введением никотина, что согласуется с отсутствием эффектов на выработку и воспроизведение реакции предпочтения места, обусловленного разными аддиктивными веществами, исключая кокаин [62, 68]. Тем не менее в работе M. Tessari и соавт. [82], скорее всего, исследовали влияние MPEP на реакцию угашения самовведения никотина (в присутствии стимулов, ассоциированных с действием никотина), чем его эффекты в отношении стимул-индуцированного восстановления ранее угашенной реакции самовведения никотина, так как в последнем случае MPEP значимо ослабляет условнорефлекторное восстановление в дозах, не влияющих на восстановление поведения, обусловленного пищевым подкреплением [9].

В отличие от МГР пятого подтипа, мало изучена роль МГР первого подтипа в реализации эффектов аддиктивных веществ и, в частности, никотина. До сегодняшнего дня существовало только одно сообщение [47] о том, что хроническое введение никотина способно увеличивать уровни мРНК и Homer протеинов МГР первого подтипа. Функциональная значимость такой up-регуляции ясна не до конца, однако, по результатам О.А. Драволиной и соавт. [24], селективный антагонист рецепторов первого подтипа EMQMCM (3-этил-2-метил-хинолин-6-ил)-(4-метокси-циклогексил)-метанон метансульфонат [53] ослабляет условнорефлекторное восстановление ранее угашенной реакции самовведения в меньших дозах, чем восстановление поведения, обусловленного пищевым подкреплением, что свидетельствует об участии МГР первого подтипа в механизмах условнорефлекторного запуска поведения поиска никотина. Более того, предварительное введение EMQMCM также предотвращает восстановление поведения, обусловленного никотином, при введении «запускающей» («прайминг») дозы никотина.

Таким образом, антагонисты 1-й группы МГР снижают реактивность к стимулам, ассоциированным с никотином, и запуску поведения поиска, обусловленного никотиновым «праймингом», в дозах, не влияющих на дифференцировочные стимульные свойства никотина, а также разделяют поведенческие и нейрохимические эффекты антагонистов NMDA-рецепторов при отсутствии психотомиметической активности.

Обобщая вышеизложенное, можно заключить, что представители рассмотренных групп веществ снижают реактивность на связанные с никотином условные раздражители, с параллельной способностью снижать субъективные и подкрепляющие эффекты никотина (антагонисты центральных НР) или без воздействия на субъективные эффекты никотина (антагонисты 1-й группы МГР) и могут рассматриваться в качестве новых кандидатов для разработки средств терапии никотиновой зависимости.