CC BY
76
Экспериментальная биология и медицина УДК 615.224+615.213
ДОЗОЗАВИСИМЫЕ ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНЫЕ, ЭНДОТЕЛИОПРОТЕКТИВНЫЕ, КАРДИОПРОТЕКТИВНЫЕ ЭФФЕКТЫ АТОРВАСТАТИНА
© Долженкова Т.В., Якушев В.И., Покровский М.В., Покровская Т.Г., Бесхмельницына Е.А.,
Гудырев О.С., Корокин М.В., Белоус А.С.
Кафедра фармакологии, НИИ экологической медицины Курского государственного медицинского университета, Курск
E-mail: vladi-yakus@yandex. ru
Проведено изучение противовоспалительной, эндотелиопротективной, кардиопротективной активности ингибитора 3-гидрокси-3-метилглутарил-КоА редуктазы - аторвастатина в экспериментах на мышах и крысах. Полученные результаты позволили установить наличие у аторвастатина выраженной дозозависимой противовоспалительной активности. Наблюдается выраженная коррекция эндотелиальной дисфункции при применении аторвастатина в дозе
2.2 мг/кг. При этом применение аторвастатина в дозе 8,6 мг/кг не привело к достоверно более выраженному снижению коэффициента эндотелиальной дисфункции (КЭД), по сравнению с дозой 2,2 мг/кг. При проведении нагрузочных проб установлена выраженная кардиопротективная активность аторвастатина в дозе 2,2 мг/кг.
Ключевые слова: аторвастатин, эндотелий, воспаление.
DOSAGEDEPENDENT ANTIINFLAMMATORY, ENDOTHELIOPROTECTIVE, CARDIOPROTECTIVE
EFFECTS OF ATORVASTATIN Dolzhenkova T.V., Yakushev V.I., Pokrovskiy M.V., Pokrovskaya T.G., Beskhmelnitsyna E.A.,
Gudyrev O.S., Korokin M. V., Belous A.S.
Pharmacology Department, SRI of Ecological Medicine of the Kursk State Medical University, Kursk Research of anti-inflammatory, endothelioprotective, cardioprotective activity of inhibitor of 3-gidroksi-3-metilglutaril-CoA reductase - atorvastatin in experiments on mice and rats was carried out. The received results have allowed to establish the presence of expressed dosagedependent anti-inflammatory activity of atorvastatin. The expressed correction of endothelial dysfunction at application of atorvastatin in a dose of 2.2 mg/kg is evident Thus application of atorvastatin in a dose of
8.6 mg/kg has not led to authentically more expressed decreasing of endothelial dysfunction, in comparison with a dose of
2.2 mg/kg. At carrying out of loading tests it is established the expressed cardioprotective activity of atorvastatin in a dose of
2.2 mg/kg.
Keywords: atorvastatin, an endothelium, an inflammation.
Ведущим фактором этиопатогенеза болезней сердца и сосудов в настоящее время считается дисфункция сосудистого эндотелия [2, 9, 11, 14, 17].
Одной из причин, ведущих к развитию эндотелиальной дисфункции, является дислипопроте-инемия - повышение уровня атерогенных плазменных липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) и липопротеидов очень низкой плотности (ЛОНП), и снижение уровня липопротеидов высокой плотности (ЛПВП) [1, 6, 8].
По современным представлениям, эндотелий является основной мишенью атерогенеза. Липиды в норме не проникают через интиму, но барьерная функция эндотелия изменяется под воздействием таких факторов риска, как курение, гиперхоле-стеринемия, гиперинсулинемии, артериальная гипертензия, старение, менопауза, а также под влиянием системных и локальных медиаторов воспаления и реактивных форм кислорода [1, 4, 8, 11].
Общепринятыми препаратами для лечения и профилактики коронарных болезней сердца атеросклеротического генеза, а также таких ослож-
нений поражения сосудов, как инфаркт миокарда и инсульт, являются статины (ингибиторы 3-гидрокси-3-метилглутарил-КоА-редуктазы) [1, 5].
В последние годы появилось много данных о плейотропных эффектах статинов, которые реализуются через липидзависимые механизмы, такие как: 1) улучшение функции эндотелия, что в итоге ведет к повышению вазодилатирующей способности периферических и коронарных сосудов и вызывает антиишемический эффект; 2) ан-типротеолитические действие; 3) предотвращение развития болезни Альцгеймера и деменции сосудистого генеза; 4) противовоспалительные свойства и др. [1, 14].
Установлено, что атеросклеротические поражения сосудов, часто выступают причиной преждевременной летальности и при таких хронических воспалительных заболеваниях, как ревматоидный артрит (РА) и системная красная волчанка (СКВ) [1].
Наиболее изученным является влияние стати-нов на дисфункцию эндотелия (ДЭ). ДЭ характеризуется дисбалансом вазоконстрикторной и ди-лататорной способности сосудов, обусловленной
нарушением баланса между вазодилатирующими факторами: оксид азота (NO) и простациклин 12а (ПЦ 12а) и вазоконстрикторными - эндотелином-1 (ЭТ-1) и ангиотензином-2 (Анг-2) [7 8, 9, 12, 13,
14, 17].
Так, получены данные о противовоспалительном действии статинов на модели коллагенового артрита у мышей [1]. При этом установлено, что симвастатин в дозе 40 мг/кг существенно снижает тяжесть артрита, снижает выраженность воспалительной инфильтрации синовиальной оболочки суставов. В эксперименте было установлено, что флувастатин, не оказывая существенного влияния на уровень липидов, может ослаблять действие таких стимуляторов воспаления, как лейкотриен В4 и фактор активности тромбоцитов (ФАТ). Ли-пиднезависимый противовоспалительный эффект подтвержден в эксперименте R. Scalia et al., A.M. Lefer et al. В 1999 г. Y. Jkeda et al. было установлено, что флувастатин и симвастатин существенно ингибировали Анг-2, индуцированную секрецию интерлейкина-6 (ИЛ-6), что сопровождалось снижением уровня С-реактивного белка (СРБ) - важного маркера воспаления. На модели асептического воспаления, вызываемого инъекций экстракта из ирландского мха, было показано, что профилактический пероральный прием симвастатина за 1 ч до инъекции уменьшает выраженность отека на 48% [1].
Таким образом, учитывая вышеуказанное, вполне обоснованным является дальнейшее изучение различных ингибиторов 3-гидрокси-3-метилглутарил-КоА редуктазы при состояниях, сопровождающихся развитием воспалительных реакций и эндотелиальной дисфункцией.
В этой связи целью настоящего исследования явилось изучение дозозависимой противовоспалительной активности аторвастатина на модели асептического воспаления, эндотелиопротектив-ных и кардиопротективных его эффектов при L-NAME-индуцированном дефиците оксида азота в эксперименте.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование противовоспалительной активности аторвастатина в опытах на мышах. Опыты проводились на белых лабораторных мышах массой 20-30 г. Воспалительный процесс во всех группах животных моделировали путем введения флогистика (0,02 мл 4% раствора формальдегида) под ладонный апоневроз лапки мыши. В эксперименте были использованы следующие группы животных: 1) контрольная (n=10) - за 4 часа до выведения из эксперимента под апоневроз левой задней лапки мыши вводили 0,02 мл 4% раствора
формальдегида, в правую лапку вводили 0,02 мл физиологического раствора; 2) двукратное перо-ральное введение аторвастатина в дозе 20 мг/кг за 12 часов и за час до введения флогистика (n=10); З) двукратное пероральное введение ато-рвастатина в дозе 10 мг/кг за 12 часов и за час до введения флогистика (n=10); 4) двукратное перо-ральное введение аторвастатина в дозе 5 мг/кг за 12 часов и за час до введения флогистика (n=10). Аторвастатин (Липтонорм®, ОАО «Фармстан-дарт-Лексредства) вводили в виде раствора из расчета 0,1 мл на 10 г. Спустя 4 часа после введения флогистика на пике воспаления животных выводили из эксперимента путем наркотизирова-ния диэтиловым эфиром. Противовоспалительное, антифлогистическое действие оценивали путем расчета ингибирующего эффекта исходя из средних значений процента прироста массы отечной лапки по отношению к массе интактной в контрольной и опытной группах животных по формуле: ^Мк - AMо)x100/AMк, где AMк - прирост массы лапки у контрольной группы в %; AMо - прирост массы лапки у опытной группы в %.
Исследование эндотелио- и кардиопротектив-ной активности аторвастатина в опытах на крысах. Опыты проводились на белых крысах-самцах линии Wistar массой 200-250 г. Для моделирования эндотелиальной дисфункции N-нитро-L-аргинин метиловый эфир (L-NAME) вводился внутрибрюшинно в дозе 25 мг/кг/сут. В эксперименте были использованы следующие группы животных: 1) интактные (n=10) - внутрижелу-дочное введение 1% крахмального раствора в дозе 10 мл/кг в течение 7 суток, 2) контрольные (n=10) - внутрибрюшинное введение L-NAME в дозе 25 мг/кг 1 раз в сутки в течение 7 суток,
3) аторвастатин (n=10) - 2,2 мг/кг (в пересчете с 5 мг/кг у мышей по формуле Улановой),
4) аторвастатин (n=10) - 8,6 мг/кг (в пересчете с 20 мг/кг у мышей по формуле Улановой). Исследуемый препарат вводили внутрижелудочно, за З0 минут до введения L-NAME, один раз в день в течение 7 суток.
На S день от начала эксперимента под наркозом (хлоралгидрат З00 мг/кг) вводили катетер в левую сонную артерию для регистрации показателей артериального давления (АД), болюсное введение фармакологических агентов осуществляли в бедренную вену. Показатели гемодинамики: систолическое артериальное давление (САД), диастолическое артериальное давление (ДАД) и частоту сердечных сокращений (ЧСС) измеряют непрерывно посредством датчика TSD104A и ап-паратно-програмного комплекса МР100, производства Biopac System, Inc., США. Помимо измерения АД, проводили функциональные тесты на
эндотелий-зависимую вазодилатацию (ЭЗВД), возникающую в ответ на внутривенное введение раствора ацетилхолина (АХ) в дозе 40 мкг/кг из расчета 0,1 мл на 100 г массы тела животного [12], и эндотелий-независимую вазодилатацию (ЭНВД), возникающую в ответ на внутривенное введение раствора нитропруссида натрия (НП) в дозе 30 мкг/кг из расчета 0,1 мл на 100 г массы тела животного с последующей оценкой изменения параметров гемодинамики (САД, ДАД, ЧСС) [10].
Степень эндотелиальной дисфункции у экспериментальных животных, а также степень ее коррекции исследуемыми препаратами оценивали по расчетному коэффициенту эндотелиальной дисфункции (КЭД), представляющему собой отношение площади треугольника над кривой восстановления АД в ответ на введение НП (ЭНВД) к площади треугольника над кривой восстановления АД в ответ на введение АХ (ЭЗВД) [9].
Для оценки функциональных возможностей миокарда у животных, находящихся на управляемом дыхании, катетеризировали полость левого желудочка и проводили нагрузочные пробы в представленной последовательности:
1. Проба на адренореактивность (внутривенное одномоментное введение раствора адреналина гидрохлорида 1,10-5 моль/л, из расчёта 0,1 мл
на 100 г) [З]. При проведении данной пробы проводилась оценка максимального подъема левожелудочкового давления (ЛЖД) в ответ на введение адреналина.
2. Нагрузка сопротивлением (пережатие восходящей аорты на З0 сек) [З]. После проведения данной пробы рассчитывался показатель исчерпания миокардиального резерва (выраженный в процентах), равный отношению прироста ЛЖД на
5 секунде пережатия аорты к приросту ЛЖД на 25 секунде пережатия аорты.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты исследования противовоспалительного действия аторвастатина в опытах на мышах. Противовоспалительное (антифлогисти-ческое) действие исследуемых доз аторвастатина представлено на рисунке 1.
Установлено, что аторвастатин обладает выраженным дозозависимым эффектом при данной модели патологии.
Влияние исследуемых доз аторвастатина на исходные показатели артериального давления у наркотизированных крыс с моделированием L-NAME-индуцированной патологии представлено на рисунке 2.
Усл.ед.
45
40 35 30 25 20 15 10 5 0
Н Аторвастатин 5 мг/кг Е1 Аторвастатин 10 мг/кг □ Аторвастатин 20 мг/кг
Рис. 1. Антифлогистическое действие аторвастатина в дозах 5, 10, 20 мг/кг при моделировании асептического воспаления у мышей (0,02 мл 4% раствора формальдегида под апоневроз левой задней лапки) по значению ингибирующего эффекта.
Примечание: * - p < 0,05 - в сравнении с аторвастатином 5 мг/кг.
2S
I II III IV
I - Интактные; II - L-NAME; III - Аторвастатин 2,2 мг/кг; IV - Аторвастатин 8,6 мг/кг
Рис. 2. Влияние аторвастатина в дозах 2,2 мг/кг и S,6 мг/кг на АД систолическое и АД диастолическое при моделировании L-NAME (25 мг/кг внутрибрюшинно, однократно в течение 7 дней) индуцированного дефицита NO.
Примечание: * - p < 0,05 - в сравнении с интактными.
Обнаружено, что аторвастатин не предотвращал развития выраженной гипертензии, и значения САД и ДАД были достоверно выше соответствующих значений интактных животных во всех сериях экспериментов (рис. 2).
На рисунке З представлены результаты функциональных проб на эндотелийзависимое (аце-тилхолин 40 мкг/кг в/в) и эндотелийнезависимое (нитропруссид 30 мг/кг в/в) расслабление сосудов у животных с L-NAME-индуцированной патологией на фоне лечения исследуемыми препаратами с последующим расчетом KЭД. Установлено, что аторвастатин в дозе S,6 мг/кг снижает KЭД до 2,7±0,З, в дозе 2,2 мг/кг - до 2,S±0,5.
Обращает на себя внимание, что аторвастатин в исследуемых дозах приводил к достоверному снижению ГОД на фоне L-NAME-индуцированной патологии. Однако по сравнению со значением KЭД у животных, получавших аторвастатин в дозе 2,2 и S,6 мг/кг, не выявлено его достоверных различий, что свидетельствует
об отсутствии у данного препарата дозозависимого эффекта.
Для оценки функциональных возможностей миокарда у животных с L-NAME-индуцированным дефицитом оксида азота проводились нагрузочные пробы (рис. 4).
Проба на адренореактивность характеризовалась выраженным приростом абсолютных значений ЛЖД. В контрольной группе (животные, получавшие L-NAME) ЛЖД составило 247,3 ±4,8.
Исследуемый препарат в дозе 2,2 мг/кг предотвращал повышение адренореактивности. Тогда как в дозе S,6 мг/кг он не предотвращал
повышение адренореактивности, вызванное Ь-КЛЫБ-индуцированной патологией (рис. 4).
При проведении пробы на нагрузку сопротивлением аторвастатин как в дозе 2,2 мг/кг, так и в дозе 8,6 мг/кг предотвращал исчерпание миокардиального резерва. Так, на 25 секунде проведения пробы данный показатель у интактных животных составил 83,6±4,3%. В контрольной группе (Ь-КЛЫБ-индуцированный дефицит N0) -
66,0±4,6%. Тогда как результаты у животных, получавших аторвастатин в дозе 2,2 мг/кг и в дозе
8,6 мг/кг, составили соответственно 92,4±4,4% и 73,2±4,8%.
В настоящее время для коррекции состояний, сопровождающихся воспалительными процессами, эндотелиальной дисфункцией, перспективными считаются ингибиторы 3-гидрокси-3-метилглутарил-КоА-редуктазы, обладающие кроме гиполипидемического плейотропными противовоспалительным и эндотелиопротектив-ным эффектами, так как одним из главных механизмов, лежащих в основе эндотелиальной дисфункции, является снижение продукции и биодоступности N0 при одновременном повышении уровня ЛОНП и ЛНП, снижении ЛВП и выбросе медиаторов воспаления [1, 4, 8, 13, 17].
Образование оксида азота в эндотелии зависит от сродства субстрата - Ь-аргинина и фермента эндотелиальной К0-синтазы. ЛОНП и ЛНП способны вызывать разобщение этого биохимического процесса, тем самым приводя к его дефициту, а повышение локально действующих медиаторов воспаления вызывает повышение образования таких свободных радикалов, как супер-
□ Интактные □ _-ЫАМЕ □ Аторвастатин 2,2 мг/кг
□ Аторвастатин 8,6 мг/кг
Рис. 3. Влияние аторвастатина в дозах 2,2 мг/кг и 8,6 мг/кг на коэффициент эндотелиальной дисфункции при моделировании Ь-КЛЫБ (25 мг/кг внутрибрюшинно однократно в течение 7 дней) индуцированного дефицита N0.
Примечание: * - р < 0,05 - в сравнении с интактными, ** - р < 0,05 - в сравнении с Ь-Ы"ЛМБ.
мм рт.ст.
300
250 200 150 100 50 0
□ Интактные □ _-ЫАМЕ и Аторвастатин 2,2 мг/кг в Аторвастатин 8,6 мг/кг
247,3* 238,5**
199,2 188,8** ►++++++++++ ►++++++++++ ►++++++++++
Рис. 4. Влияние аторвастатина в дозах 2,2 мг/кг и 8,6 мг/кг на значение левожелудочкового давления при проведении пробы на адренореактивность на фоне моделирования дефицита оксида азота введением Ь-нитро-аргинин-метилового эфира (Ь-КЛМБ) в дозе 25 мг/кг внутрибрюшинно.
Примечание: * - р < 0,05 - в сравнении с интактными,** - р < 0,05 - в сравнении с Ь-Ы"ЛМБ.
оксид-анион, который взаимодействуя с оксидом азота с образованием пероксинитрита, который ответствен за нитрование тирозина, за общее и перманентное повреждение тканей за счет окисления гидроксильным радикалом, а также за развитие атеросклероза. N0 и пероксинитрит способны препятствать развитию атеросклероза, но при наличии атеросклероза развивается токсический эффект из-за накопления пероксинитрита в атеросклеротической бляшке [1, 5, 14, 15, 16, 17]. Поэтому для предотвращения прогрессирования
атеросклероза, вызванного указанными явлениями, целесообразно использование статинов с целью сохранения N0-индуцированных сигнальных путей в сосудах [1, 5, 7, 12,].
Антивоспалительные эффекты статинов, ато-рвастатина в частности, могут осуществляться как посредством угнетения актин-обусловленной полимеризацией мембран, так и воздействием на интегрин-адгезирующие молекулы, а также снижением продукции провоспалительных цитоки-нов [1].
Указанные факты подтвердились в лаборатории кардиофармакологии НИИ экологической медицины Арского государственного медицинского университета при изучении эндотелиопро-тективной, кардиопротективной, противовоспалительной активности широкого диапазона доз препарата аторвастатин (Липтонорм®, ОАО «Фармстандарт-Лексредства»).
Результаты исследования свидетельствуют о наличии у аторвастатина выраженного противовоспалительного эффекта, который прямо пропорционален дозе препарата и максимален в дозе 20 мг/кг.
Полученные результаты позволяют констатировать выраженную коррекцию эндотелиальной дисфункции при применении аторвастатина (Липтонорм®, ОАО «Фармстандарт-
Лексредства»). При этом использование аторва-статина в дозе 2,2 мг/кг считается более целесообразным, так как нет достоверно более выраженного снижения KЭД при применении дозы
5.6 мг/кг. Значение KЭД в группе животных, получавших аторвастатин в дозе 2,2 мг/кг, составило 2,S±0,5; в группе животных, получавших аторвастатин в дозе S,6 мг/кг, данный показатель составил 2,7±0,З.
При проведении исследований на открытом сердце обнаружено выраженное и сопоставимое кардиопротективное дозозависимое действие изучаемых доз аторвастатина, которое выражалось в достоверном предотвращении исчерпания миокардиального резерва при проведении пробы нагрузки сопротивлением. При этом также мы считаем более целесообразным использовать ато-рвастатин в дозе 2,2 мг/кг, так как он в этой дозе обладает достоверно более выраженным кардио-протективным эффектом по сравнению с дозой
5.6 мг/кг.
Таким образом, проведенные нами исследования позволили установить дозозависимый характер противовоспалительной активности ато-рвастатина, эндотелиопротективных и кардио-протективных его эффектов в эксперименте.
ЛИТЕРАТУРА
1. Атрощенко Е.С. Плейотропные эффекты статинов: новый аспект действия ингибиторов ГМГ- ЕоА-Редуктазы // Медицинские новости - 2004. -№ 3. - С. 59-66.
2. Граник В.Г., Григорьев Н.Б. Оксид азота (NO). Новый путь к поиску лекарств. - М.: Вузовская книга, 2004. - 3б0 с.: ил.
3. Гурбанов К.К. Сравнительная оценка антиишеми-ческого действия верапамила на разных моделях ишемии миокарда // Фармакология и токсикология. - 1991. - Т. 54, № 4. - С. 21-23.
4. Климов А.Н., Никульчева Н.Г. Липопротеины, ли-попротеидемии и атеросклероз // Л., 1984. - С. 166.
5. Маколкин В.И. Артериальная гипертония - фактор риска сердечно-сосудистых заболеваний // Рус. мед. журн. - 2002. - Т. 10, № 19. - С. 862-864.
6. Марков X М. Оксид азота и сердечно-сосудистая система // Успехи физиол наук. - 2001. - Т. 32, № 3. - С. 49-65.
7. Марков Х.М. Простаноиды и атеросклероз // Патологическая физиология. - 2004. - № 1. - С. 2-8.
8. Марков Х.М. Сосудистые эффекты липопротеинов и оксид азота: клеточные и молекулярные механизм // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. - 2006. - № 3. - С. 2-7.
9. Покровский М.В., Кочкаров В.И., Покровская Т.Г. и др. Новый взгляд на коррекцию эндотелиальной дисфункции // Российский журнал иммунологии. -2006. - Т. 9. - С. 60-61.
10. Репин А.Н. Оценка кардиопротективного действия эмоксипина при тромболитической реперфузии миокарда // Кардиология. - 1994. - Т. 3, № 34. -С. 4-7.
11. Соболева Г.Н., Иванова О.В., Карпов Ю.А. Состояние эндотелия при артериальной гипертонии и других факторах риска атеросклероза // Тер. арх. -1999. - № 7. - С. 80-83.
12. Boger R.H., Bode-Boger S.M., Brandes R.P. et al. Dietary L-arginine reduces the progression of atherosclerosis in cholesterol-fed rabbits—comparison with lovastatin // Circulation. - 1997. - Vol. 96. - Р. 12821290.
13. Frisbee J.C., Stepp D.W. Impaired NO-dependent dilation of skeletal muscle arterioles in hypertensive diabetic obese Zucker rats // Am J Physiol Heart Circ Physiol. - 2001. - Vol. 281. - Р. H1304-H1311.
14. Herbst U., Toborek M., Kaiser S. et al. Hydroxynon-enal induces dysfunction and apoptosis in cultured endothelial cells // J. Cell. Physiol. - 1999. - Vol. 181. -P. 295-303.
15. Landmesser U., Hornig В., Drexler H. Pharmacological approaches to improve endothelial repair mechanisms // Circulation. - 2004. - Vol. 109, N 21, suppl. 1. - P. 1129-1133.
16. Taniyama Y., Griendling K.K. Complex multiplication of abelian varieties and applications to number theory // Hypertension. - 2003. - Vol. 42, N 6. - P. 1075—1081.
17. Vladimirova-Kitova L.D. Asymmetric dimethylarg-inine--mechanisms and targets for therapeutic management // Plovdiv: Folia Med. -2008. - Vol. 50, N 1. - P. 121-126.
