Цитиколин, цераксон®. Нейропротекция

Ключевые клеточные процессы в борьбе с ишемией и гибелью клеток
Нейропротекция
Комплекс внутриклеточных реакций и механизмов, направленных на предупреждение нейронального повреждения и гибели клеток. Включает в себя активацию антиоксидантных ферментов, деактивацию каспаз, нормализацию энергетического метаболизма и др.
Нейрорегенерация
Комплекс внутриклеточных реакций и механизмов, направленных на восстановление уже поврежденных клеток или структур. Включает в себя механизмы нейропластичности, нейро- и ангиогенеза

Связь между цитиколином, метаболизмом холина, фосфолипидами головного мозга и ацетилхолином
Цитиколин (цитидин дифосфохолин или ЦДФ-холин) - мононуклеотид, содержащий в своей химической структуре рибозу, цитозин, пирофосфат и холин
цитиколин – необходимое промежуточное вещество в синтезе структурных фосфолипидов клеточных мембран
цитиколин также служит в качестве экзогенного источника холина для синтеза ацетилхолина

Цитиколин влияет на содержание
фосфолипидов мембран нейронов в головном мозге
*- р < 0,05 в сравнении с плацебо
**- р < 0,01 в сравнении с плацебо
Цитиколин в дозе 500 мг/кг/сут при длительном применении достоверно увеличивал уровни фосфатидилхолина (ФДХ) и фосфатидилэтаноламина (ФДэтаноламина) в головном мозге крыс
В исследованиях in vitro с использованием тканей нервной системы было показано, что гипоксия индуцирует уменьшение синтеза структурных фосфолипидов мембран
Lopez Gonzalez-Coviella I, Agut J, Ortiz JA, Wurtman RJ. Effects of orally administered cytidine 5’-diphosphate choline on brain phospholipid content. J Nutr Biochem 1992; 3: 313-5.

Фосфолипаза А2 и роль при гипоксии
Фосфолипаза А2 – фермент семейства фосфолипаз, который расщепляет фосфолипиды мембран и делает мембраны проницаемыми для ионов. Этот фермент активируется ионами кальция. Активация этого фермента в условиях гипоксии приводит к разрушению фосфолипидов мембран митохондрий, в результате они не способны синтезировать АТФ. Клетка, содержащая такие митохондрии, уже не жизнеспособна. Гидролиз фосфолипазой липидов мембран сопровождается накоплением свободных жирных кислот, которые в дальнейшем вовлекаются в процессы перекисного окисления липидов и образования медиаторов воспаления
фосфолипиды клеточной мембраны
фосфолипиза А2
арахидоновая к-та
ЦОГ-1 ЦОГ-2
липоксигеназа
простагландины
лейкотриены
свободные жирные кислоты

Цитиколин ингибирует фосфолипазу А2 и уменьшает образование свободных жирных кислот в условиях гипоксии
Kitazaki T, Ohta Y, Tsuda M. Inhibition of membraneassociated phospholipase A2 by CDP-choline. Jpn Pharmacol
Ther 1985; 13: 159-64.
В экспериментах было показано, что цитиколин снижает активность фосфолипазы А2 и уменьшает высвобождение свободных жирных кислот в условиях гипоксии
На основании этих характеристик цитиколин считается неспецифическим ингибитором фосфолипазы A2 на внутриклеточном уровне
арахидоновая к-та (ммоль/г ткани)
контроль
ишемия
ишемия +
цитиколин 200 мг
ишемия +
цитиколин 1000 мг
*- р < 0,05 в сравнении с ишемией
**- р < 0,001 в сравнении с ишемией

Роль Na/K АТФ-азы и митохондриальной АТФ-азы
Na/K АТФ-аза – фермент семейства транспортных АТФаз, находится в клеточной мембране. Основное назначение — поддерживать клеточный потенциал и регулировать клеточный объём. Она изнутри клетки «забирает» ионы Na+, затем расщепляет молекулу АТФ и присоединяет к себе фосфат. Далее «выбрасывает» ионы Na+ из клетки и забирает ионы K+ из внешней среды внутрь клетки
Митохондриальная АТФ-аза – фермент, осуществляющий превра-щение АДФ в АТФ в митохондриях
При гипоксии происходит угнетение работы этих ферментов, что ведет к нарушению реализации многочи-сленных клеточных функций и процессов нормального функциони-рования клеток
АТФ-аза
внеклеточное пространство
внутриклеточное пространство
АТФ
АДФ

Цитиколин восстанавливает работу АТФ-аз
Plataras C, Taskiris S, Angelogianni P. Effect of CDP-choline on brain acetylcholinesterase and Na+/K+-ATPase in adult rats. Clin Biochem 2000; 33: 351-7
В экспериментах было показано, что цитиколин восстанавливает активность митохондриальной АТФ-азы и мембранной Na+/K+ АТФ-азы, что приводит к подавлению активации фосфолипазы А2 в условиях гипоксии

Функции и работа нейротрансмиттеров
Нейротрансмиттеры – биологически актив-ные химические вещества, посредством которых осуществляется передача электри-ческого импульса от нервной клетки через синаптическое пространство между нейро-нами через специфические рецепторы
Основные нейромедиаторы:
ГАМК, глицин вызывают «тормозящее» воздействие на нейроны, уменьшают выделение из нейронов «возбуждающих» аминокислот
Глутамат - один из важных представителей класса «возбуждающих аминокислот». Играют важную роль в процессах эксайтотоксичности и гибели нейронов при гипоксии, а также участвуют в процессах памяти и обучения
Дофамин – стимулирующий нейромедиа-тор, участвует в когнитивных процессах (внимание), движении и эмоциях

Цитиколин снижает высвобождение глутамата в условиях ишемии
Hurtado O. et al. Neuroprotection afforded by prior citicoline administration in experimental brain ischemia: effects on glutamate transport. Neurobiol of Dis. 2005;18:336–345.
В эксперименте было показано, что цитиколин, введенный за 1 час перед ишемией, значительно снижает уровень внеклеточного глутамата в головном мозге в течение 6 часов после ишемии
*
**- р < 0,05 в сравнении с ишемией

Цитиколин увеличивает плотность связывания рецепторов глутамата через 28 дней после ишемии
Diederich K et al. Citicoline Enhances Neuroregenerative Processes After Experimental Stroke in Rats. Stroke 2012;43(7):1931-1940
Цитиколин повышает плотность связывания рецепторов NMDA и AMPA вокруг зоны поражения через 28 дней после фототромботического инсульта у крыс и улучшает неврологический исход
Таким образом, цитиколни модулирует работу глутаматных рецепторов
Физиологический раствор
Цитиколин
Эксайтотоксичная постишемическая фаза, характеризующаяся избыточной активацией рецепторов к глутамату, очень короткая (в течение первого часа после эксайтотоксичного стимула) и затем приводит к развитию выраженного и длительного их дефицита. Следовательно, стимуляция NMDA-рецепторов через 24 и 48 часов после повреждения приводит к значительному улучшению функциональных исходов
Связывание глутаматных рецепторов (AMPA и NMDA) на максимальной площади очага инфаркта после лечения цитиколином по сравнению с контрольной группой. На шкале справа показана относительная плотность связывания— от низкой (фиолетовый) до высокой (красный), р<0,05 в сравнении с контролем

Цитиколин влияет на другие нейромедиаторы
и синаптическую передачу
Plataras C, Taskiris S, Angelogianni P. Effect of CDP-choline on brain acetylcholinesterase and Na+/K+-ATPase in adult rats. Clin Biochem 2000; 33: 351-7
Цитиколин увеличивает уровень дофамина, выступая в роли агониста дофаминовых рецепторов
Цитиколин также увеличивает уровень норадреналина и серотонина в коре, полосатом теле и гиппокампе
Цитиколин оказывает центральную холинергическую активацию, которая лежит в основе его сердечно-сосудистых и метаболических эффектов
Также показано влияние цитиколина на опиоидные и ГАМК-рецепторы

Сердечно-сосудистые эффекты цитиколина
Цитиколин вызывает центральную холинергическую активацию, выражающуюся в стимуляции м2- и н-холинорецепторов, оказывающих влияние на сердечно-сосудистую систему

Сердечно-сосудистые эффекты цитиколина
Cansev M et al. Cardiovascular effects of CDP-choline and its metabolites: involvement of peripheral autonomic nervous system. Eur J Pharmacol 2007; 577: 129-42
В экспериментах было показано, что:
Цитиколин снижает ЧСС, что может быть обусловлено усилением м-холинергической передачи в проводящей системе сердца
Цитиколин повышает АД вследствие активации н-холинорецепторов симпато-адреналовой системы с повышением концентрации в плазме катехоламинов (норадреналин) и вазопрессина, а также вследствие стимуляции α-адренорецепторов
Таким образом, сердечно-сосудистые эффекты цитиколина обусловлены влиянием как на периферическую холинергическую, так и адренергическую передачу

Белок Сиртуин 1 и его биологическая роль
Сиртуин1 (sirtuin, silent information regulator, SIRT1) – сигнальный белок, участвующий в координации различных гормональных сетей, регуляторных белков и других генов, помогающих поддерживать нормальное состояние клетки
Было показано, что сиртуины (SIRT2) регулируют процессы старения, транскрипции, апоптоза и сопротивляемость стрессу. Регуляция метаболизма и клеточные защитные механизмы, в которых участвуют сиртуины, могут быть использованы для увеличения продолжительности жизни
SIRT1 - вариант SIRT2, содержащийся в клетках млекопитающих, - участвует в управлении множеством физиологических процессов, в том числе метаболизмом глюкозы, восстановлением повреждений ДНК и клеточной гибелью. Активация SIRT1 может быть полезной для предотвращения нейродегенерации при б-ни Альцгеймера, Паркинсона и др.

Цитиколин увеличивает уровни SIRT1 в нейронах и мононуклеарных клетках у крыс при модели ишемии
Hurtado O et al. CDP-choline increases Sirtuin1 expression concomitant to neuroprotection in experimental stroke. J. Neurochem. 2013; Epub ahead of print
Цитиколин увеличивает уровень SIRT1 не только в нейронах, но и в периферических клетках крови, таких как мононуклеары (моноциты, лимфоциты, плазматические клетки)
Таким образом, цитиколин является первым препаратом, в отношении которого показан позитивный эффект на продукцию SIRT1, во многом объясняющий его нейропротективные свойства
Кратность изменения (1 ед.-однократное )
Изменение конц. pERK1/2 в группах
Изменение конц. IRS-1 в группах

Длительное лечение
1 г / день
Показывает дозозависимое уменьшение зоны церебрального инфаркта1
Нейропротективные эффекты Цераксона Защищает нейроны от глутамат-опосредованного апоптоза2
Восстанавливает целостность нейрональных мембран, активность Na+/K+–АТФазы3
Снижает активность фосфолипазы A23
Увеличивает в нейронах мозга и циркулирующих клетках крови экспрессию белка сиртуина1 – важного фактора эндогенной нейропротекции4

Фактор роста эндотелия сосудов и его роль
Фактор роста эндотелия сосудов (vascular endothelial growth factor, VEGF) – сигнальный белок, вырабатываемый клетками для стимулирования васкулогенеза (образование эмбриональной сосудистой системы) и ангиогенеза (рост новых сосудов в уже существующей сосудистой системе)
VEGF служит частью системы, отвечающей за восстановление подачи кислорода к тканям в ситуации, когда циркуляция крови недостаточна. Концентрация VEGF в крови повышена при бронхиальной астме и понижена при сахарном диабете.
Основные функции VEGF — создание новых кровеносных сосудов в эмбриональном развитии или после травмы, усиление роста мышц после физических упражнений, обеспечение коллатерального кровообращения (создание новых сосудов при блокировании уже имеющихся)
VEGF также усиленно продуцируется клетками некоторых опухолей человека, способствуя неоваскуляризации опухоли

Цитиколин повышает экспресссию VEGF при экспериментальном инфаркте мозга
Gutierrez-Fernandez M et al. CDP-choline treatment induces brain plasticity markers expression in experimental animal stroke. Neurochemistry International 2012;60:310-317
На 14-й день после экспериментального инсульта лечение цитиколином приводит к увеличению экспрессии VEGF в периинфарктной зоне по сравнению с контролем
Таким образом, цитиколин усиливает ангиогенез, параллельно уменьшая объем инфаркта и улучшая функциональный исход после инсульта
единицы
*- р < 0,05 в сравнении с контролем

Другие факторы стимуляции ангиогенеза
Внеклеточная регуляторная фосфат-зависимая киназа (phospho-extracellular-signal regulated kinase, рERK1/2) – ключевой сигнальный белок, который вовлекается в процесса ангиогенеза (регулирует процессы клеточного деления и дифференцировки) и, главным образом, стимулируется факторами роста
Субстрат инсулинового рецептора -1 (insulin-receptor substrate – IRS-1) является модулятором про-ангиогенных сигнальных каскадов в сосудистых эндотелиальных клетках

Цитиколин повышает экспрессию pERK1/2 и увеличивает активность IRS-1 при экспериментальном инфаркте мозга
Krupinsky J et al. Citicoline induces angiogenesis improving survival of vascular/human brain microvessel endothelial cells through pathways involving ERK1/2 and insulin receptor substrate-1. Vascular Cell 2012;4:2-11
После 10 мин терапии цитиколином отмечалось 2-х и 3-х кратное увеличение экспрессии pERK 1 и 2 соответственно в сравнении с контролем
Цитиколин также увеличивает фосфорилирование IRS-1 параллельно с активацией эндотелиальных клеток и увеличением васкуляризации при модели ишемии в сравнении с контролем
Кратность изменения (1 ед.-однократное )
Изменение конц. pERK1/2 в группах
Изменение конц. IRS-1 в группах

Длительное лечение
1 г / день
Усиливает ангиогенез (стимулирует выработку VEGF и эндотелиальных клеток предшественников) в периинфарктной зоне 3,4
Нейрорегенераторные эффекты Цераксона
Усиливает постишемический нейрогенез 1
Увеличивает многокомпонентность дендритов, плотность шипиков нейронов 2
Задействует новые нейрорегенераторные механизмы: увеличивает экспрессию pERK1/2 и IRS-1 – ключевых сигнальных белков, играющих важную роль в ангиогенезе и выживаемости эндотелиальных клеток5

Цераксон обладает комплексным эффектом
Нейропротективный
Нейрорегенераторный
Острый период инсульта
Острый период ЧМТ
Когнитивные нарушения
Восстановительный период инсульта
Восстановительный период ЧМТ
Когнитивные нарушения