CC BY
35
УДК 615.31:547.461.4].03:616.12.036.8
ЭФФЕКТЫ СОЛЕЙ ЯНТАРНОЙ КИСЛОТЫ ПРИ ОСТРОЙ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ ПАТОЛОГИИ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
С. С. Маркиянова, А. А. Котляров, М. Г. Плешаков, Л. В. Ванькова
Сердечно-сосудистые заболевания являются ведущей причиной смерти в развитых странах [3]. Как известно, развитие большинства сердечно-сосудистых заболеваний обусловлено системными метаболическими нарушениями, среди которых преобладают изменения липидного и углеводного обменов [4, 5]. Поэтому в клинике внутренних болезней большое значение приобретает возможность эффективной коррекции метаболических нарушений. Одним из широко используемых метаболических средств является янтарная кислота. Однако ее применение увеличивает потребление кислорода тканями, что в условиях гипоксии может ускорять гибель клеток [1, 2]. Поэтому представляет интерес изучение фармакологических свойств солей янтарной кислоты.
Цель работы — изучить влияние солей янтарной кислоты на метаболические и электрокардиографические параметры у экспериментальных животных при острой комбинированной патологии.
Материалы и методы
Эксперименты проведены на мышах массой 18—20 граммов. После опытов по изучению острой токсичности и скрининга соединений для дальнейшего исследования осуществлены следующие эксперименты:
1. Инфаркт миокарда (ИМ) и гиподинамия. Животным моделировали ИМ внутри-брюшинным введением окситоцина в дозе 5 МЕ/кг и адреналина в дозе 1 мг/кг, затем
животных ежедневно по 6 часа содержали в условиях гиподинамии на протяжении 14 дней (п=180). Биохимические исследования выполняли через сутки после моделирования ИМ и на 14-й день гиподинамии.
2. Инфаркт миокарда (ИМ) и аллокса-новый диабет. ИМ моделировали внутри-брюшинным введением окситоцина в дозе 5МЕ/кг, адреналина в дозе 1 мг/кг. Через сутки этой же группе животных (и=180) моделировали аллоксановую активацию перекисного окисления липидов (АП) путем однократного введения внутрибрюшинно аллоксана в дозе 135 мг/кг и содержали в стандартных условиях вивария в течение 7 дней. Через неделю этим животным моделировали рецидив инфаркта миокарда (ИМр) внутри-брюшинным введением окситоцина в дозе 5 МЕ/кг, адреналина в дозе 1 мг/кг и содержали еще 7 дней в стандартных условиях вивария. Биохимические исследования выполняли через 7 суток после моделирования ИМ+АП и через 7 суток после моделирования ИМр+АП.
Полученные результаты.
Обсуждение
LD50 соединений при внутрибрюшин-ном введении составила: сукцината — 1250± ±100 мг/кг, ЛОС 18-92 — 1250±120 мг/кг, ЛОС 52-92 — >4000 мг/кг, ЛОС 53-92 — 2180± ±180 мг/кг, ЛОС 47-92 — >2000 мг/кг, ЛОС 6-89 — 2700±260 мг/кг, ЛОС 2-03 — >4000 мг/кг, ЛОС 3-03 — >4000 мг/кг.
Скрининг соединений для дальнейшего исследования был осуществлен на основании данных эксперимента о влиянии веществ на выживаемость животных с адреналин-окситоциновым повреждением миокарда и ежедневной 6-часовой гиподинамией на протяжении 14 суток. Исследуемые вещества вводили в дозах, составляющих 5% от LD50: ЛОС 52-92 - 200 мг/кг, ЛОС 53-92 -100 мг/кг, ЛОС 2-03 - 200 мг/кг, ЛОС 3-03 - 200 мг/кг, ЛОС 47-92 - 100 мг/кг, ЛОС 18-92 - 60 мг/кг, ЛОС 6-89 - 135 мг/кг. Ежедневно оценивали количество выживших мышей в каждой группе. В контрольной группе через сутки после моделирования инфаркта миокарда (ИМ) погибли 2 животных, а до окончания эксперимента дожили 8 мышей. Достоверных различий в динамике смертности экспериментальных животных при введении исследуемых соединений не получено. Однако профилактическое введение ЛОС 52-92, ЛОС 47-92, ЛОС 2-03, ЛОС 18-92, ЛОС 6-89 предотвратило гибель животных через сутки после экспериментального ИМ. Кроме того, в группах животных, которым вводили ЛОС 52-92 и ЛОС 2-03, к окончанию эксперимента дожило наибольшее количество животных (соответственно 13 и 12).
В дальнейшем исследовали ЛОС 52-92 и ЛОС 2-03. Сукцинат использовался в качестве препарата сравнения, а соединение с лабораторным шифром ЛОС 6-89 - как одна из «неактивных» солей янтарной кислоты.
Через сутки после фармакологического повреждения миокарда во всех экспериментальных группах активность ферментов по сравнению с исходным уровнем составляет: АЛТ - 131% (p<0,05), АСТ - 188% (p<0,05), амилазы - 104%. К 14-му дню гиподинамии уровень АЛТ и АСТ в контрольной группе снизился, но был больше активности ферментов в интактной группе животных (рис. 1). Активность амилазы к 14-му дню гиподинамии более чем на 20% превышает
%
И>гпзкт>[ые КМГТрПЛЬ Сукцннат ЛОС 2-03 -КХ 52-32 ЛОС о v,< I ПАЛТ Я ACT □Амипаэа ~|
Рис. 1. Изменение активности ферментов в плазме крови мышей после инфаркта миокарда (ИМ) и 14-дневной гиподинамии (Г) в процентах от исходных значений:
* — отличие достоверно по сравнению с аналогичными
значениями в интактной группе при p<0,05;
# — отличие достоверно по сравнению с аналогичными
значениями в контрольной группе при p<0,05
исходные значения, но это изменение не является достоверным.
Через 2 недели гиподинамии на фоне введения сукцината в дозе 60 мг/кг активность АЛТ снизилась недостоверно до 122%, активность АСТ уменьшилась до 63% по сравнению с интактной группой. Уровень амилазы достоверно меньше исходных значений и аналогичных показателей в контрольной группе и результатов через сутки после ИМ (рис. 1). Такая динамика говорит о протекторном эффекте препарата не только в отношении кардиомиоцитов, но и в отношении клеток поджелудочной железы.
На фоне введения ЛОС 2-03 в дозе 200 мг/кг уровни АЛТ и амилазы к 14-му дню эксперимента снижаются и достоверно не отличаются от значений в интактной группе. Уровень АСТ на 125% превышает исходные показатели (p<0,05), что свидетельствует о продолжающемся повреждении миокарда и недостаточном защитном действии препарата. Уровень активности амилазы через 2 недели гиподинамии составил 90% от аналогичного значения интактных животных и 70% по сравнению с контрольной группой (p<0,05). Такое снижение активности говорит о защитном действии препарата в отношении клеток поджелудочной железы (рис. 1).
При использовании ЛОС 52-92 в дозе 200 мг/кг через две недели гиподинамии уровень активности трансаминаз снизился и не отличался от исходных значений, активность амилазы на 20% превысила исходный уровень, но это изменение было недостоверным.
На фоне введения ЛОС 6-89 в дозе 135 мг/кг уровень активности трансаминаз снизился: АЛТ — со 131 до 67%, а АСТ — со 188 до 86% по сравнению с аналогичными значениями в интактной группе животных, что меньше уровня трансаминаз в контрольной группе на 14-й день гиподинамии (р<0,05) и через 24 часа после ИМ (р<0,05), и не отличается от уровня активности ферментов в интактной группе (рис. 1, 2). Активность амилазы через 14 дней гиподинамии составила 111% по сравнению с аналогичным значением в контрольной группе и статистически достоверно не отличалась от интакт-ных и контрольных значений (рис. 3). Таким образом, по влиянию на уровень ферментов наиболее выраженное органопротекторное действие продемонстрировали ЛОС 52-92 и ЛОС 6-89, превзошедшие эффект препарата сравнения — сукцината.
У всех животных через сутки после ИМ выявлено недостоверное повышение уровня К+ и по сравнению с интактной группой
ИВ
Рис. 2. Изменение содержания электролитов в плазме крови мышей после инфаркта миокарда (ИМ) и 14-дневной
гиподинамии (Г) в процентах от исходных значений в интактной группе животных: * — отличие достоверно по сравнению со значениями в интактной группе прир<0,05; # — отличие достоверно по сравнению со значениями в контрольной группе при р<0,05
Рис. 3. Изменение активностиМДА и каталазы в плазме
крови мышей после инфаркта миокарда (ИМ) и 14-дневной гиподинамии (Г) в процентах от исходных значений в интактной группе животных: * — отличие достоверно по сравнению с аналогичными значениями в интактной группе при р<0,05; # — отличие достоверно по сравнению со значениями в контрольной группе при р<0,05
(соответственно 124 и 114%), уровень Са2+ вырос достоверно на 71%. В контрольной группе животных на фоне 14-дневной гиподинамии уровень К+ увеличился до 160% от исходного (р<0,05), — до 126%, Са2+ — до 257% (р<0,05).
Профилактическое введение сукцината в дозе 60 мг/кг препятствует развитию электролитных нарушений в плазме крови. К 14-му дню гиподинамии содержание К+ и Са2+ в плазме крови меньше, чем у животных контрольной группы (р<0,05), а концентрация К+ и не отличается от аналогичных значений у интактных животных (рис. 2).
У животных на фоне введения ЛОС 2-03 (200 мг/кг) уровень К+ после гиподинамии не отличался от значений через сутки после ИМ, но был меньше аналогичных показателей в контрольной группе, концентрация не отличалась от значений в интактной и контрольной группах. Уровень Са2+ к 14-му дню гиподинамии увеличился по сравнению с 1-ми сутками ИМ, превысив показатели в интактной и контрольной группах животных (рис. 2).
При использовании ЛОС 52-92 (200 мг/кг) концентрация электролитов плазмы крови животных после гиподинамии
не отличалась от показателей интактных животных, а уровень К+ и Са2+ был достоверно меньше значений в плазме контрольной группы.
ЛОС 6-89 (135 мг/кг) предотвратил рост концентрации электролитов в плазме крови животных на фоне гиподинамии. Уровень ионов К+, и Са2+ не отличался от аналогичных значений у интактных животных, а концентрация К+ и Са2+ достоверно меньше, чем у животных в контрольной группе (рис. 2).
Таким образом, наиболее эффективно препятствуют развитию электролитных нарушений ЛОС 52-92 и ЛОС 6-89.
У интактных животных на протяжении эксперимента не зарегистрировано достоверных изменений концентрации МДА и активности каталазы в плазме крови. В контрольной и в экспериментальных группах животных через сутки после моделирования ИМ концентрация МДА составила 127% по сравнению с исходной ^<0,05), активность каталазы — 287% (&<0,05), что свидетельствует об активации ПОЛ и антиоксидантной защиты.
Во всех экспериментальных группах через 2 недели гиподинамии на фоне введения препаратов содержание МДА в плазме крови снижается и не отличается от уровня МДА интактных животных и аналогичных значений в контрольной группе. Через 2 недели иммобилизационного стресса на фоне введения исследуемых соединений активность каталазы также снижается, но не нормализуется, продолжая более чем в 2 раза превышать аналогичные значения в группе интакт-ных животных. А на фоне введения ЛОС 6-89 активность фермента на 34% (&<0,05) превышает показатели у контрольных животных (рис. 3).
Высокая активность каталазы является одним из решающих факторов антиокси-дантной защиты, препятствующих декомпен-сированному росту ПОЛ. То, что активность
каталазы на фоне введения исследуемых соединений остается высокой, вероятно, объясняет нормализацию МДА через 14 дней экспериментального инфаркта миокарда, даже при дополнительном повреждающем воздействии иммобилизационного стресса.
На следующем этапе работы мы изучили эффективность солей янтарной кислоты при введении животным с рецидивирующим экспериментальным инфарктом миокарда и ал-локсановым повреждением. Анализируемые биохимические параметры сравнивались с исходными значениями у интактных животных, содержащихся в стандартных условиях вивария. В интактной группе не выявлено достоверных изменений активности трансами-наз и амилазы на протяжении эксперимента.
Через неделю после фармакологического повреждения миокарда в сочетании с АП выявляется повышение активности трансами-наз. Через неделю после рецидива ИМ активность АЛТ достигает 171%, а АСТ - 154% по сравнению с показателями через 7 дней после АП. Активность амилазы через 7 дней после АП не отличается от значений в ин-тактной группе. Через неделю после рецидива ИМ уровень ее возрос до 167% от исходных значений (табл. 1).
При введении сукцината в дозе 60 мг/кг через 7 дней после АП и фармакологического повреждения миокарда активность АЛТ по сравнению с интактными животными составила 160% и снизилась до 92% через неделю после рецидива ИМ. Активность АСТ через неделю после АП по сравнению с ин-тактными животными составила 144%. Через 7 дней после рецидива ИМ на фоне введения препарата отмечается снижение активности трансаминазы до 111%. Активность амилазы на 7-й день АП и ИМ составляет 93% от значений у интактных животных. Через неделю после рецидива ИМ активность также не превышает значений в интактной группе (табл. 1).
Таблица 1
Изменение трансаминаз и амилазы в плазме крови мышей при сочетании инфаркта миокарда (ИМ) и аллоксанового повреждения (АП)
Серии АЛТ, ммоль/л АСТ, ммоль/л Амилаза, Ед
ИМ+АП, 7-е сут. ИМр+АП, 14-е сут. ИМ+АП, 7-е сут. ИМр+АП, 14-е сут. ИМ+АП, 7-е сут. ИМр+АП, 14-е сут.
Интактные 1,0±0,2 1,2±0,3 0,9±0,4 0,9±0,4 287±42 300±52
Контроль 1,7±0,2 * 2,9±0,3 ** 1,3±0,14 2±0,3 ** 284±25 474±24 **
Сукцинат 1,6±0,2 * 1,1±0,3 # 1,3±0,14 1±0,3# 268±18 284±44#
ЛОС 2-03 1,6±0,3 1,7±0,3 # 0,9±0,2 1±0,3# 282±17 232±38 #
ЛОС 52-92 1,5±0,3 0,8±0,3 #** 1,2±0,2 0,8±0,3 # 252±26 164±48 #**
ЛОС 6-89 1,3±0,3 1,2±0,3 # 1,7±0,3 1,6±0,24 267±29 239±42 #
Примечание. Здесь и в таблицах 2, 3 ИМ+АП, 7-е сут.— 7-е сутки после моделирования комбинированной патологии; ИМр+АП, 14-е сут.— 14-е сутки после моделирования комбинированной патологии; * — достоверно по сравнению с интактными при р<0,05; ** — достоверно по сравнению с 7-ми сутками эксперимента при р<0,05; # — достоверно по сравнению с контрольной группой при р<0,05.
При введении ЛОС 2-03 в дозе 200 мг/кг к 7-му и 14-му дням эксперимента уровень аланиновой трансаминазы составил соответственно 160 и 170% от значений в интакт-ной группе. Уровень АСТ не изменился в ходе эксперимента. Активность амилазы через неделю эксперимента составила 98% по сравнению с данными интактной группы, после рецидива ИМ снизилась до 77%.
На фоне введения ЛОС 52-92 в дозе 200 мг/кг активность трансаминаз через неделю после ИМ и АП по сравнению с интакт-ными животными составила: АЛТ — 150%, АСТ — 133%, изменение было статистически недостоверно. Через 7 дней после рецидива ИМ уровень АЛТ снизился до 80%, а АСТ — до 89%, то есть стал достоверно ниже аналогичных значений в контрольной группе животных. Активность амилазы через неделю после моделирования комбинированной патологии составила 89% от интактных значений, к 7-м суткам после рецидива ИМ снизилась до 57%, то есть стала достоверно ниже таковых через неделю после моделиро-
вания комбинированной патологии и полученных в контрольной группе.
На фоне введения ЛОС 6-89 в дозе 135 мг/кг уровни АЛТ и АСТ составили соответственно 130 и 189% от значений в интактной группе. Через неделю после рецидива ИМ уровень АЛТ уменьшился до 120%, что достоверно меньше аналогичных значений в контрольной группе.
Активность амилазы через 7 дней после комбинированной патологии составила 93% по сравнению с интактными животными. Через неделю после рецидива ИМ активность амилазы не отличалась от таковой в интакт-ной группе, но была достоверно меньше, чем у животных в контрольной группе (табл. 1).
Из проведенных экспериментов следует, что все исследуемые препараты в той или иной степени корригируют нарушения, вызванные рецидивирующим инфарктом миокарда и аллоксановым повреждением. Наиболее выраженный эффект выявлен при курсовом введении соединения с лабораторным шифром ЛОС 52-92.
На фоне введения сукцината в дозе 60 мг/кг содержание К+, N2+ и Са2+ составило соответственно 106, 117 и 153% по сравнению с исходными значениями у интактных животных. Через 7 дней после рецидива ИМ уровень К+ снизился до 85%, концентрация Са2+ — до 122%, а содержание N2+ не изменилось. Перечисленные изменения концентраций электролитов не отличались от значений у интактных животных (табл. 2). Такая динамика может свидетельствовать о цитопротек-торном действии соединения, препятствующем дестабилизации клеточных мембран.
При введении ЛОС 2-03 в дозе 200 мг/кг через неделю после АП содержание К+, N2+ и Са2+ составило соответственно 151 (&<0,05), 100 и 112% от исходного уровня электролитов у интактных животных. На 14-е сутки эксперимента отмечается незначительное уменьшение концентрации электролитов: К+ — до 142%, N2+ — до 97%, Са2+ — до 89% (табл. 2).
На фоне введения ЛОС 52-92 в дозе 200 мг/кг содержание К+, N2+ и Са2+ составило соответственно 115, 113 и 141%. Через неделю после рецидива ИМ отмечается тенденция к нормализации концентраций
электролитов: К+ — до 90%, N2+ — до 97%, Са2+ — до 122%.
При введении ЛОС 6-89 в дозе 135 мг/кг через неделю после АП содержание К+, Са2+ и N2+ составило соответственно 149, 259 ^<0,05) и 117% от уровня электролитов у интактных животных. К 14-м суткам эксперимента содержание К+ — 109%, N2+ — 103%, Са2+ — 253% (табл. 2).
Таким образом, изученные соединения в различной степени корригируют электролитные нарушения. Наиболее выражен эффект сукцината и ЛОС 52-92.
Во всех экспериментальных группах через неделю после рецидива ИМ на фоне введения препаратов отмечается снижение МДА по сравнению с такими же данными в контрольной группе через 7 дней после рецидива ИМ. Полученные факты свидетельствуют о выраженном антиоксидантном эффекте соединений и предотвращении нарастания интенсивности ПОЛ на фоне их введения (табл. 3).
Активность каталазы через неделю после рецидива ИМ возрастает при использовании сукцината и ЛОС 52-92 по сравнению с такими же данными в контрольной группе на
Таблица 2
Изменение концентрации электролитов плазмы крови при сочетании инфаркта миокарда (ИМ) и аллоксанового повреждения (АП)
Серия К+, ммоль/л Na+, ммоль/л Са2+, ммоль/л
ИМ+АП, 7-е сут. ИМр+АП, 14-е сут. ИМ+АП, 7-е сут. ИМр+АП, 14-е сут. ИМ+АП, 7-е сут. ИМр+АП, 14-е сут.
Интактные 4,7±0,5 4,8±0,4 138±4,5 139±6,3 1,7±0,2 1,8±0,6
Контроль 6,2±0,5 * 3,5±0,3 * 159±5,9 * 142±5,9 2,6±0,6 1,6±0,3
Сукцинат 5,0±0,3 # 4,1±0,4 162±12 162±0,7#* 2,6±0,7 2,2±0,5
ЛОС 2-03 7,1±0,3 * 6,8±0,6#* 138±4,6# 133±2,9 1,9±0,2 1,6±0,4
ЛОС 52-92 5,4±0,3 4,3±0,3 ** 156±4,5 135±4,1 ** 2,4±0,3 2,2±0,4
ЛОС 6-89 7,0±0,3 * 5,1±0,5 #** 162±6,3 * 143±5,8 ** 4,4±0,4#* 5,1±0,6#*
Таблица 3
Изменение параметров перекисного окисления липидов плазмы крови при сочетании инфаркта миокарда (ИМ) и аллоксанового повреждения (АП)
Серия МДА, ммоль/л Каталаза, мкат/мл/сек
ИМ+АП, 7-е сут. ИМр+АП, 14-е сут. ИМ+АП, 7-е сут. ИМр+АП, 14-е сут.
Интактные 9,6±0,4 9,7±0,6 3,9±0,6 3,7±0,5
Контроль 12,2±2,5 20,4±1,4 ** 9,5±2,5 * 3,7±0,4 **
Сукцинат 12,0±0,4 6,7±0,8 **# 7,3±0,5 12,6±0,8 **
ЛОС 2-03 7,1±0,1 8,4±0,5 # 2,4±0,4# 3,6±0,5
ЛОС 52-92 16,1±0,9 * 10,1±0,6 **# 12,1±0,3 14,7±0,5 **#
ЛОС 6-89 7,1±0,1 # 4,8±0,9 **# 9,5±0,4 3,7±0,5 **
7-й день рецидива ИМ, что свидетельствует о выраженном антиоксидантном действии препаратов (табл. 3).
Из вышесказанного следует, что, несмотря на различное влияние на регистрируемые показатели ПОЛ плазмы крови, все исследуемые препараты проявили антиоксидантные свойства.
Выводы
1. Острая токсичность исследуемых соединений не превышает таковую препарата сравнения — сукцината.
2. У животных с адреналин-окситоцино-вым повреждением миокарда и 14-дневной гиподинамией ЛОС 52-92 и ЛОС 6-89 оказывают органопротекторное действие, выражающееся в предотвращении нарастания уровня ферментов и развития электролитных нарушений. Сукцинат, ЛОС 2-03, ЛОС 52-92 препятствуют активации ПОЛ в плазме крови.
3. У животных с рецидивирующим адре-налин-окситоциновым повреждением миокарда и аллоксановым повреждением наиболее выраженный органопротекторный эффект из изученных соединений оказывает ЛОС 52-92. Все исследованные аддукты предотвращают нарастание интенсивности
ПОЛ в плазме крови, а на фоне введения ЛОС 52-92 установлено увеличение активности каталазы по сравнению с данными, полученными в контрольной группе.
Библиографический список
1. Афанасьев, В. В. Цитофлавин в интенсивной терапии: пособие для врачей/ В. В. Афанасьев,- СПб., 2005.- 36 с.
2. Котляров, А. А. Метаболическая кардио-протекция - эффективный метод профилактики побочных эффектов противо-аритмических средств/А. А. Котляров.-Саранск: Крас. Окт., 2004.- 160 с.
3. Мазур, Н. А. Внезапная смерть (стратификация риска и профилактика)/Н. А. Мазур//Сердце,- 2006.- Т. 5.- № 1.- С. 2432.
4. Метаболический синдром: терапевтические возможности и перспективы/ В. С. Зодиоченко, Т. В. Адашева, О. Ю. Де-мичева, О. Н. Порывкина//Consilium medi-cum.- 2005.- Т. 7.- № 9.- С. 725-733.
5. Окислительный стресс при хронической сердечной недостаточности и сахарном диабете 2-го типа (по результатам программы РЭМБО)/Н. Е. Арзамасцева, В. З. Лан-кин, Г. Г. Коновалова и др.//Сердце.-2006.- Т. 7.- № 4.- С. 194-199.
S. S. Markiyanova, A. A. Kotlyarov, М. G. Pleshakov, L. V. Vankova
EFFECTS OF SICCINE ACID SALTS IN EXPERIMENTAL ACUTE CARDIOVASCULAR PATHOLOGY
Effects of siccine acid salts on metabolic and electrocardiographic parameters in acute myocardial infarction and hypodynamia were estimated in mice experiment.
Keywords: experiment, siccine acid, myocardial infarction.
Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева, г. Саранск ВНЦ БАВ, п. Ст. Купавна
Материал поступил в редакцию 07.06.2008
© Маркиянова С. С., Котляров А. А., Плешаков М. Г., Ванькова Л. В., 2008
