ENDOTHELIO - AND CARDIOPROTECTIVE EFFECTS OF DRUGS WITH ANTIOXIDANT ACTIVITY

Full Text

Актуальность. Результаты экспериментальных и клинических исследований последних лет подтвердили концепцию причинно-следственной взаимосвязи между эндотелиальной дисфункцией и развитием сердечно-сосудистых заболеваний и патологических состояний (атеросклероза, артериальной гипертензии, легочной гипертензии, сердечной недостаточности, дилатационной кардиомиопатией, ожирением, гиперлипидемии, сахарным диабетом) [11, 14, 15, 20, 25]. Доказано, что эндотелиальные клетки сосудистого русла, осуществляя синтез локально действующих медиаторов, регулируют сосудистый тонус, влияют на сосудистую проницаемость и контролирует рост гладкомышечных клеток сосудов. Под дисфункцией эндотелия понимают - дисбаланс между медиаторами, обеспечивающими в норме оптимальное течение всех эндотелийзависимых процессов. [19, 22, 28]. Как показывает анализ литературных данных, в настоящее время не существует целенаправленных способов коррекции дисфункции эндотелия. Но вместе с тем, обращают на себя внимание данные, в которых наряду с доказанной эндотелиопротективной активностью, традиционных сердечно-сосудистых средств (ингибиторов АПФ, блокаторов АТ1-рецепторов, дигидропиридиновых антагонистов кальция, статинов, β-адреноблокаторов), указывается на существенные эффекты при фармакологической коррекции данной патологии препаратами, обладающими антиоксидантной активностью [5, 16, 21, 23, 26, 27]. Так, в многочисленных исследованиях было продемонстрировано кардио- и эндотелиотропная активность антиоксидантных препаратов таких, как, аскорбиновая кислота, токоферола ацетат, дибунол, мексикор, предуктал, пробукол [1, 3, 5, 6, 12, 16]. Механизмы реализации эндотелиотропного действия антиоксидантных препаратов авторы связывают с тем, что при снижении уровня оксида азота, проявляется усиление окислительных процессов с увеличением образования активных форм кислорода (супероксид анион-радикала, гидрокси-радикала, пероксинитрита), которые усугубляют данное патологическое состояние. По этой причине для улучшения функций эндотелия, снижения атеротромбоза и гиперхолестеринемии применяется антиоксидантная терапия, независимо от исходного содержания оксида азота в организме. [1, 5, 18]. Учитывая вышеизложенное, целью настоящего исследования явилось сравнительное изучение эндотелиотропных и кардиопротективных эффектов мексикора, аскорбиновой кислоты и нового комплексного соединения аскорбиновой кислоты с титаном (πQ510) в условиях L-NAME-индуцированного экспериментального дефицита оксида азота. Материал и методы исследования. Моделирование L-NAME индуцированного дефицита оксида азота проводились на самцах белых крыс линии Wistar массой 200-300 г. Ингибитор NO-синтазы N-нитро-L-аргинин метиловый эфир (L-NAME, Sigma) вводился внутрибрюшинно один раз в сутки в дозе 25 мг/кг в объеме 1 мл/кг в течение 7 дней [17]. Животным интактной группы вводился физиологический раствор NaCl в том же объеме. Исследование показателей артериального давления в группах животных проводили под наркозом (этаминал натрия 50 мг/кг) посредством введения в сонную артерию катетера для регистрации показателей. Показатели гемодинамики: систолическое артериальное давление (САД), диастолическое артериальное давление (ДАД) и частоту сердечных сокращений (ЧСС) измеряли на крысах с помощью датчика Р23ID ’’Gould’’ США, АЦП L-154 и компьютерной программы “Bioshell” в исходе, а также на фоне ряда функциональных проб, проводимых в представленной последовательности: 1. Проба на эндотелийзависимое расслабление сосудов (внутривенное введение раствора ацетилхолина в дозе 40 мкг/кг из расчета 0,1 мл на 100г) [24]. 2. Проба на эндотелийнезависимое расслабление сосудов (внутривенное введение раствора нитропруссида натрия в дозе 30 мкг/кг из расчета 0,1 мл на 100г) [2]. Исследование сократимости миокарда после моделирования патологии проводили у наркотизированных крыс (этаминал натрия 40 мг/кг), находящихся на управляемом дыхании. Полость левого желудочка зондировали иглой через верхушку сердца и посредством датчика Р23ID ’’Gould’’ США, АЦП L-154 и компьютерной программы ’’Bioshell’’ регистрировали показатели кардиогемодинамики: левожелудочковое давление (ЛЖД), максимальную скорость сокращения (+dp/dt), максимальную скорость расслабления (-dp/dt), частоту сердечных сокращений (ЧСС) [7]. Для оценки функциональных возможностей миокарда у животных проводили нагрузочные пробы в представленной последовательности: 1. Проба на адренореактивность [4] 2. Нагрузка сопротивлением (пережатие восходящей дуги аорты на 30 сек) [7, 8, 13]. 3. 3-минутная гипоксия посредством выключения аппарата искусственной вентиляции легких [10]. Полученные результаты и их обсуждение. Эндотелиопротективные эффекты. Для оценки эффективности эндотелийзависимых реакций (ЭЗР) нами исследована функциональная проба с введением дозы 40 мкг/кг ацетилхолина (АХ). Внутривенное введение ацетилхолина в течение 3-5 сек приводило к резкому падению артериального давления достигающего пика у интактных животных для систолического давления (САД) 75,0±4,4 мм рт.ст., для диастолического давления (ДАД) - 39,7± 2,9 мм рт. ст. и для среднего артериального давления (Ср.АД) 59,9±2,9 мм рт. ст., при этом в течение первых 2-3 сек развивалась резкая брадикардия до 130-150 ударов в минуту. Восстановление АД происходило в среднем за 42,2±0,8 сек. после нормализации сердечного ритма. Именно этот интеграл нами принимался как сосудистый компонент реакции на АХ и использовался для дальнейших расчётов. Эндотелийнезависимая реакция (ЭНЗР) оценивались посредством фармакологической пробы с введением нитропруссида (НП) в дозе 30 мкг/кг и также характеризовалась снижением САД до 81,8 ±8,1, ДАД до 57,4±6,9 и Ср.АД до 61,0±3,0 мм рт.ст. с последующим полным восстановлением в среднем в течение 45,1±1,0 сек. При этом интеграл (площадь над кривой восстановления) использовалась нами в дальнейших расчётах и определялась исходным уровнем артериального давления (чем выше уровень исходного артериального давления, тем больше абсолютная величина его падения, а следовательно и интеграл) и временем его восстановления. Блокада NO-синтазы с помощью ежедневного, в течение 7-суток внутрибрюшинного введения L-NAME (N-нитро-L-аргинин метиловый эфир в дозе 25 мг/кг) приводила к достоверному снижению интеграла (реакция восстановления АД после введения АХ) 695,3±87,6 усл.ед. по сравнению и интактной группой животных, у которых этот показатель составлял 1268,0±74,8 усл.ед. (табл.1) Напротив, ЭНЗР, являющаяся отражением реакции на введение НП увеличилась примерно в 2 раза у животных с блокадой NO-синтазы и её интеграл составил соответственно 3322,7±116,7 усл.ед. и 1375,3±93,7 усл.ед. в группе контроля (табл.1). Принципиальная разница в ЭЗР и ЭНЗР реактивности интактных животных и животных с блокадой NO-синтазы (L-NAME зависимой) закономерно привело нас к необходимости выведения специального коэффициента, характеризующего степень эндотелиальной дисфункции - далее «коэффициент эндотелиальной дисфункции (КЭД)», являющегося отношением интеграла ЭНЗР восстановления АД в ответ на введение НП к интегралу ЭЗР восстановления АД в ответ на введение АХ. Мы рассчитывали КЭД у каждого животного интактной группы, и крыс после моделирования блокады NO-синтазы и получили разницу КЭД в 5 раз - соответственно 1,1±0,1 у интактных и 5,4±0,6 у животных, получавших L-NAME (табл. 1). Таблица 1. Показатели эндотелиальной дисфункции в группах животных получавших мексикор, аскорбиновой кислоты и π Q510 Описание: D:\диск_D\Cлужbа\Сборник\архив\ПриАм_9_1\Прикладные информационные аспекты медицины (Т-9 № 1)_files\50.gif Примечание * - р<0,05- в сравнении с группой интактных животных, ** - р<0,05- в сравнении с группой животных получавших L-NAME Сравнение показателей абсолютного снижения САД, ДАД, Ср.АД, времени падения, восстановления, их скоростные характеристики, а также динамика ЧСС при проведении фармакологических проб с АХ и НП не выявили достоверных информационных различий в абсолютных значениях показателей АД между собой, несмотря на выраженное достоверное развитие артериальной гипертензии при дефиците оксида азота, что затрудняет объективную оценку вклада именно нарушения продукции оксида азота при данной экспериментальной модели эндотелиальной дисфункции (табл.2). Таким образом, для дальнейшей оценки влияния фармакологических агентов на ЭЗР сосудистого русла, в качестве основного, нами использован КЭД, как показатель фармакологической коррекции эндотелиальной дисфункции. Обнаружено, что при курсовом введении препаратов (мексикора в дозе 30 мг/кг, аскорбиновой кислоты в суточной дозе 30 мг/кг, и πQ510 в дозе 30 мг/кг) на фоне L-NAME-индуцированного дефицита оксида азота достоверно предотвращало развитие эндотелиальной дисфункции, что выражалось в снижении КЭД до уровня 1,9±0,2, 2,1±0,1, 1,4±0,1 соответственно, тогда как, в группе животных, получавших L-NAME, он составлял 5,4±0,6 (табл.1). Таблица 2 Динамика показателей АД и ЧСС при моделировании дефицита оксида азота и его фармакологической коррекции с использованием мексикора, аскорбиновой кислоты и π Q510 Описание: D:\диск_D\Cлужbа\Сборник\архив\ПриАм_9_1\Прикладные информационные аспекты медицины (Т-9 № 1)_files\51.gif Примечание:* - р<0,05 - в сравнении с интактной группой, Таким образом, полученные результаты, касающиеся исследования эндотелиопротективных свойств соединений позволяют констатировать в методическом аспекте информативность КЭД. Комплексное соединение аскорбиновой кислоты с титаном (πQ510) показало выраженное эндотелиопротективное действие превосходящее таковую мексикора и аскорбиновой кислоты. Кардиопротективные эффекты. Исходя из трёх стратегически значимых гипотез о развитии эндотелиальной дисфункции под влиянием гипо- и реперфузионных повреждений, активации ПОЛ, активации РААС, а также несомненно влияния эндотелиоповреждающего действия гиперлипидемии, сахарного диабета и эстрогенной недостаточности на функциональное состояние миокарда, нами исследовано кардиопротективное действие веществ на фоне L-NAME индуцированной блокады NO-синтазы. В ранних работах, вышедших из нашей лаборатории показано, что одной из наиболее информативных функциональных проб, позволяющих вскрыть симптомы компенсированной сердечной недостаточности и метаболически реактивной сердечной недостаточности по типу кальциевой перегрузки миокардиоцитов в сочетании с дефектом диастолы являются адренореактивность, феномен Анрепа (пережатие аорты), и гипоксическая проба и интенсивность функционирования структур (ИФС) - произведение частоты сердечных сокращений и давления, развиваемого левым желудочком (мм.рт.ст. х уд/мин) [4]. При переводе животных на управляемое дыхание обнаружено, что исходные показатели сократимости левого желудочка наиболее близкие к интактным животным значения имели животные, получавшие мексикор и πQ510 (табл. 3). Таблица 3. Влияние антиоксидантных препаратов на показатели сократимости левого желудочка сердца крыс при проведении нагрузочных проб на фоне моделирования дефицита оксида азота введением L-нитро-аргинин-метилового эфира (L-NAME) в дозе 25 мг/кг внутрибрюшинно (M±m в абсолютных значениях, n=10). Описание: D:\диск_D\Cлужbа\Сборник\архив\ПриАм_9_1\Прикладные информационные аспекты медицины (Т-9 № 1)_files\52.gifПримечание: * - при р<0,05 в сравнении с данными животных интактной серии; ** - при р<0,05 в сравнении с группой L-NAME Проба на адренореактивность характеризовалась выраженным приростом абсолютных значений ЛЖД, +dp/dt, -dp/dt. В контрольной группе (животные, получавшие L-NAME) ЛЖД, +dp/dt и -dp/dt составили, соответственно, 247,3±4,8, 12109±263 и -6820±303 (табл. 3). Мексикор и πQ510 в дозах 30 мг/кг предотвращали повышение адренореактивности, вызванное L-NAME-индуцированной патологией, а данные адренореактивности аскорбиновой кислоты в дозе 30 мг/кг достоверно не отличались от таковых в контрольной группе (табл. 3). При проведении пробы на нагрузку сопротивлением мексикор аскорбиновая кислота, πQ510 в дозах 30 мг/кг падение сократимости с 5 на 25 секунду пережатия аорты (рис. 1). Описание: D:\диск_D\Cлужbа\Сборник\архив\ПриАм_9_1\Прикладные информационные аспекты медицины (Т-9 № 1)_files\53.gif Рис. 1. Влияние мексикора аскорбиновой кислоты и πQ510, на показатели сократимости левого желудочка сердца крыс при проведении пробы на нагрузку сопротивлением на фоне моделирования дефицита оксида азота введением L-нитро-аргинин-метилового эфира (L-NAME) в дозе 25 мг/кг внутрибрюшинно. *- p < 0,05 - в сравнении с L-NAME,** - р < 0,05 - в сравнении с интактными Так, ЛЖД на 25 секунде проведения пробы у интактных животных составило 83.6% от величины на 5 секунде (что принято за 100%). В контрольной группе (L-NAME - индуцированный дефицит NO) - 66,0%. Тогда как результаты у животных, получавших мексикор аскорбиновую кислоту, πQ510 в дозах 30 мг/кг, достоверно отличались от контрольной группы и были близки к значениям у интактной группы. Следует отметить, что комплексное соединение аскорбиновой кислоты с титаном (πQ510) дозе 30 мг/кг обладало наилучшей эффективностью. Аналогичные кардиопротективные эффекты, но уже на уровне метаболического ацидоза и, следовательно, коррекции редокс-потенциала окислительно фосфорилированных процессов метаболизма миокарда обнаружены на примере результатов гипоксической пробы. Так, у интактных животных прирост сократимости, выражающийся в увеличении ЛЖД в ответ на 3-минутную гипоксию по сравнению с исходным составил 104,8±7,4 мм рт.ст., максимальной скорости сокращения - +dp/dt на 4610±247., максимальной скорости расслабления -dp/dt - .на 1262±135 (табл.3). Напротив, у животных с моделированием блокады NO-синтазы прирост ЛЖД составил лишь на +54,7±4,9 мм рт. ст. При этом наблюдались полиморфные нарушения ритма и экстрасистолы, в 3 случаях из 13 приведшие к фатальным нарушениям ритма или не выходом животных из гипоксической брадикардии и гипотензии. Как видно из представленных данных (табл.4), аскорбиновая кислота и πQ510 в дозе 30мг/кг вызывали максимальное увеличение ЛЖД (235,0±7,4 мм рт.ст, и 230,5±5,4 мм рт.ст соответственно). Таким образом, результаты исследования функционального состояния миокарда при проведении нагрузочных проб выявили отчетливое и сопоставимое с мексикором и аскорбиновой кислотой кардиопротективное действие нового комплексного соединения аскорбиновой кислоты с титаном (πQ510) дозе 30 мг/кг, выражающееся в предотвращении увеличения адренореактивности, падения ЛЖД при проведении пробы на нагрузку сопротивлением и увеличение сократимости на пике реоксигенации по сравнению с животными у которых моделировали L-NAME-индуцированный дефицит NO. Выводы: 1. Коэффициент эндотелиальной дисфункции является наиболее информативным показателем, отражающим нарушение обмена оксида азота в условиях его экспериментального дефицита. 2. Новое комплексное соединения аскорбиновой кислоты с титаном (πQ510) предотвращает развитие эндотелиальной дисфункции в эксперименте при L-NAME-индуцированном дефиците оксида азота, причем эндотелиопротективный эффект превосходил таковой у мексикора и аскорбиновой кислоты. 3. Препарат πQ510 обладает выраженными кардиопротективными свойствами при экспериментальной модели дефицита азота, выражающейся в предотвращении увеличения адренореактивности, и улучшении показателей сократимости в ответ на нагрузку сопротивлением при пережатии аорты и реоксигенации.

About the authors

L M Danilenko

Kursk state medical University

E A Parfenov

Kursk state medical University

A I Elkin

Kursk state medical University

E N Pashin

Kursk state medical University

M V Pokrovsky

Kursk state medical University

V I Kochkarov

Kursk state medical University

T G Pokrovskaya

Kursk state medical University

E B Artyushkova

Kursk state medical University

References