CC BY
49
УДК 615.22-008.331.1
эндотелио- и кардиопротективные эффекты препарата этоксидол при моделировании l-name-индуцированного дефицита оксида азота
Н.В. Стабровская1 В.А. Рагулина1, М.В. Корокин1 М.В. Покровский2, Т.Г. Покровская2 О.С. Гудырев1, И.М. Колесник1
1 Курский государственный медицинский университет
2 Белгородский государственный национальный исследовательский университет
e-mail: [email protected]
Проведено исследование эндотелио- и кардиопротектив-ных эффектов препарата «Этоксидол» (ВНЦ БАВ Московская обл., Старая Купавна, Россия) при моделировании Ь-ЫАМЕ-индуцированного дефицита оксида азота. Обнаружено, что «Этоксидол» в дозе 25 мг/кг в равной степени предотвращает развитие L-NAME-индуцированной эндотелиальной дисфункции, повышение адренореактивности и снижение миокарди-ального резерва в эксперименте.
Ключевые слова: эндотелиальная дисфункция, этоксидол, L-NAME, ангиоксидангы.
Клетки эндотелия представляют собой самый первый барьер между циркулирующей кровью и тканями, регулирующий проникновение жидкости и растворенных в ней веществ, макромолекул, клеточных элементов и лекарств из крови в прилежащую ткань. В настоящее время известно, что эндотелий контролирует сосудистый тонус, рост гладкомышечных клеток, тромбообразование, фибринолиз и многие другие процессы. Установлено, что эндотелий регулирует сосудистый тонус через освобождение сосудорасширяющих и сосудосуживающих факторов и модулирует сократительную активность гладкомышечных клеток. К эндотелиальным факторам дилатации относятся: фактор гиперполяризации эндотелия, простациклин 12 (PGI2), монооксид азота (N0), натрий-уретический пептид С типа, адреномедулин. К факторам констрикции - эндотелии, тромбоксан А2, простагландин F2a, эндопероксиды и другие. Выстилая сосудистое русло изнутри, эндотелиальные клетки представляют мишень для воздействия гемодинамиче-ских, биохимических и иммунных факторов циркулирующей крови. В условиях физиологической нормы эндотелиальные клетки обеспечивают адаптацию сосудов к перечисленным факторам. Однако в условиях патологии функция эндотелиальных клеток нарушается, приводя к прогрессированию сосудистой патологии [3, 15, 17].
В последние годы публикуется много экспериментальных и клинических работ, посвященных роли эндотелиальной дисфункции (ЭД) в возникновении и прогрессиро-вании ряда заболеваний сердечно-сосудистой системы (атеросклероз, гипертоническая болезнь, ишемическая болезнь сердца, инфаркт миокарда и другие).
В основе эндотелиальной дисфункции лежит ряд механизмов, одним из которых является дисбаланс выработки N0 на фоне повышенной продукции реактивных форм кислорода. Один из механизмов состоит в том, что оксидативный стресс инактивирует N0. На развитие ЭД влияет уменьшение биодоступности N0 (в результате снижения выработки или повышенной инактивации). В основе модуляции эндотелиальной дисфункции лежит баланс между N0 и активными формами кислорода (АФК) [3, 4, 16].
Все описанные нарушения могут серьезно или полностью дезорганизовать функционирование клеток и организма в целом, утяжелить или даже вызвать серьезные болезни и привести к смерти или наследственной патологии.
Экспериментальные работы по моделированию артериальной гипертензии у животных показали, что увеличение активных форм кислорода приводит к эндотелиальной дисфункции, которая подтверждается улучшением эндотелийзависимой релаксации при применении антиоксидантов. Развитие эндотелиальной дисфункции при избыточном образовании активных форм кислорода подтверждено на экспериментальных моделях сахарного диабета 2-го типа и хронической почечной недостаточности у животных [10].
Целью настоящего исследования является изучение влияния нового производного 3-гидроксипиридонов на коррекцию экспериментальной эндотелиальной дисфункции. Ярким представителем данной группы лекарственных средств является 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцинат, выпускаемый под коммерческими названиями «мексидол» и «мексикор» [6, 7, 8]. В то же время среди различных солей 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина имеются вещества, не уступающие, а иногда превосходящие янтарнокислую соль по своей фармакологической активности. Одним из таких соединений является яблочнокислая соль з-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина, запатентованная под названием «этоксидол» (ВНЦ БАВ, Московская обл., Старая Купавна). Исследованию коррекции эндотелиальной дисфункции и посвящена настоящая работа.
Материалы и методы исследования. Опыты проводились на белых крысах-самцах линии Wistar массой 180-200г. N-нитро^-аргинин метиловый эфир (L-NAME) вводился внутрибрюшинно ежедневно в дозе 25 мг/кг/сут. в течение 7 суток. «Этоксидол» (ВНЦ БАВ Московская обл., Старая Купавна, Россия) вводили внутри-брюшинно в дозе 25 мг/кг в течение 7 суток в утренние часы. На 7 день от начала эксперимента под наркозом (хлоралгидрат 300 мг/кг) вводили катетер в левую сонную артерию для регистрации показателей артериального давления (АД), болюсное введение фар-макологических агентов осуществляли в правую бедренную вену. Показатели гемодинамики: систолическое артериальное давление (САД), диастолическое артериальное давление (ДАД) и частоту сердечных сокращений (ЧСС) - измеряют непрерывно посредством датчика и компьютерной программы «Biopac». Функциональные пробы: эндотелий зависимая вазодилатация (ЭЗВД) [15], внутривенное введение ацетил-холина (АХ) в дозе 40 мкг/кг из расчета 0,1 мл на 100г массы тела животного, а также изменения параметров гемодинамики в ответ на внутривенное введение раствора нит-ропруссида натрия (НП) в дозе 30 мкг/кг из расчета 0,1 мл на 100г массы тела животного (ЭНВД) [2].
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 расчета 0,1 мл на 100 г). При проведении данной пробы проводилась оценка максимального подъема левожелудочкового давления (ЛЖД) в ответ на введение адреналина.
2. Нагрузка сопротивлением (пережатие восходящей аорты на 30 с. 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.
3. 3-минутная гипоксия посредством выключения аппарата искусственной вентиляции легких с последующей реоксигенацией.
Степень эндотелиальной дисфункции у экспериментальных животных, а также степень ее коррекции 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) [5].
Результаты подвергали статистической обработке путем расчета средней арифметической (М) и ошибки средней арифметической (+m).
Достоверность различий между средними определяли по непарному t-критерию Стьюдента.
Результаты исследования и их обсуждение. Результаты исследования эн-дотелиопротективного действия препарата в опытах на крысах. Согласно дизайну исследования в контрольной группе животных эндотелиальную дисфункцию моделировали ежедневным в течение 7 суток внутрибрюшинным введением L-NAME в дозе 25 мг/кг. «Этоксидол» (ВНЦ БАВ Московская обл., Старая Купавна, Россия) вводили внутрибрюшинно в дозе 25 мг/кг в течение 7 суток в утренние часы.
По протоколу на восьмые сутки наркотизированное животное брали в эксперимент.
Одновременное введение Ь-ЫАМЕ и этоксидола привело к оптимальному снижению показателей исходных значений АД, так как исходные цифры АД были ниже: САД - 15б,5±8,6, ДАД - 114,7±12,2 мм рт. ст. Также отмечалось потенциирование снижения показателей артериального давления в ответ на введение АХ (табл. 1).
Таблица 1
Влияние препарата «Этоксидол» на показатели гемодинамики при моделировании Ь^АМЕ ( 25 мг/кг внутрибрюшинно однократно в течение 7 дней)-индуцированного дефицита оксида азота (М+т в абсолютных значениях, п=1о)
Группы животных Функциональные пробы САД, мм рт. ст. ДАД, мм рт. ст. ЧСС, уд. в мин.
Интактные Исходные 137,7 ±3,7 101,9 ± 4,3 420,0 ± 9,0
ЭЗВ с АХ 84,3 ± 4,5 38,7 ±2,8 416,0 ±14,0
ЭНЗВ с НП 83,0 ± 3,7 42,1 ± 4,4 415,0 ±10,0
Получавшие Ь-ЫАМЕ (25 мг/кг) Исходные 190,3 ± 6,7* 145,0 ± 3,9* 428,0 ± 11
ЭЗВ с АХ 110,6 ± 5,2* 82,8 ± 6,6* 426,0 ± 14,0
ЭНЗВ с НП 88,7 ± 4,7 50,8± 4,2 426,0 ± 13,0
Ь-ЫАМЕ(25 мг/кг)+этоксидол (25 мг/кг) Исходные 156,5 ± 8,6** 114,7 ±12,2** 350,0 ± 16,2
ЭЗВ с А,Х 94,0 ± 6,4* * 55,0 ± 4,9** 322,0 ± 12,8
ЭНЗВ с НП 103,8 ± 6,7 51,8 ± 4,8 355,9 ± 14,9
Примечание: * - р<0,05 в сравнении с группой интактных;
** - р<0,05 в сравнении с группой животных, получавших Ь-ЫАМЕ.
Коэффициент эндотелиальной дисфункции (КЭД). В табл. 2 представлены результаты функциональных проб на эндотелийзависимое (внутривенное введение аце-тилхолина в дозе 40 мкг/кг) и эндотелийнезависимое (внутривенное введение раствора нитропруссида натрия в дозе 30 мкг/кг) расслабление сосудов у животных с Ь-ЫАМЕ-индуцированной патологией на лечения исследуемым препаратом с последующим расчетом КЭД. Обнаружено, что препарат «Этоксидол» в дозе 25 мг/кг снижал КЭД до 2,3±0,2, тогда как в группе животных, получавших Ь-ЫАМЕ коэффициент составил 5,4±0,6 (табл.2).
Таблица 2
Влияние препарата «Этоксидол» на коэффициент эндотелиальной дисфункции при моделировании Ь^АМЕ (25 мг/кг внутрибрюшинно, однократно в течение 7 дней)-индуцированного дефицита оксида азота (М+т в абсолютных значениях, п=1о)
Группы животных Функциональные пробы Прирост падения сосудистой реакции по СрАД (мм рт. ст.) Время сосудистой реакции (с) Площадь сосудистой реакции (усл. ед) Отношение площадей сосудистой реакции АХ к НП
Интактные АХ 59,9±2,9 42,2±0,8 1268,0±74,8 1,1±0,1
НП 61,0±3,0 45,1±1,0 1375,3±93,7
Ь-ЫАМЕ АХ 68,0±4,1 20,0±1,4 695,3±87,6* 5,4±0,6*
НП 98,0±2,0 67,4±1,4 3322,7±116,7*
Ь-ЫАМЕ +этоксидол 25 мг/кг АХ 68,0±4,9 49,2±4,3** 1560,8±330,1** 2,3±0,2**
НП 69,2±4,1 93,5±8,1** 3363,9±454,1**
Примечание: * - р<0,05 в сравнении с группой интактных;
** - р<0,05 в сравнении с группой животных, получавших Ь-ЫАМЕ.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют об эффективном снижении КЭД под влиянием исследуемого препарата у животных с моделированием Ь-ЖЛМЕ-индуцированной артериальной гипертензией.
Для оценки функциональных возможностей миокарда у животных с Ь-ЖЛМЕ-индуцированным дефицитом оксида азота проводились нагрузочные пробы (табл. 3). Максимальное ЛЖД при проведении пробы на адренореактивность в группе ин-тактных животных составило 199,2 ± 8,3 мм рт.ст. Исследуемый препарат в дозе 25 мг/кг предотвращал повышение адренореактивности, вызванное Ь-ЖАМЕ-индуцированной патологией, и снижал максимальное ЛЖД в ответ на в/в введение адреналина до 210,3 ± 4,2 мм рт. ст.
При проведении пробы на нагрузку сопротивлением этоксидол предотвращал исчерпание миокардиального резерва. Так, на 25 секунде проведения пробы данный показатель у интактных животных составил 83,6%. В контрольной группе L-NAME -индуцированный дефицит оксида азота - 66,0%. Тогда как результаты у животных, получавших этоксидол в дозе 25 мг/кг, составили 71,4% (табл. 3).
Таблица 3
Влияние препарата «Этоксидол» на функциональные возможности миокарда при проведении нагрузочных проб на фоне моделирования дефицита оксида азота введением L-NAME в дозе 25 мг/кг внутрибрюшинно (М+m в абсолютных значениях, п=1о)
Группа животных Адренореактивность (ЛЖД. мм.рт.ст.) Исчерпание миокардиального резерва (%)
Интактные животные 199,2 ±8,3 83,6 ± 2,1
Ь-ЖАМЕ 247,3 ±4,8 х 66,0 ±2,3х
Ь^АМЕ + «Этоксидол» (25 мг/кг) 210,3 ± 4,2 у 71,4 ± 2,4у
Примечание: у - в сравнении с группой L-NAME, х - в сравнении с интактными животнымио.
Кардиопротективные эффекты также наблюдались, но уже на уровне метаболического ацидоза и, следовательно, коррекции редокс-потенциала окислительно-фосфорилированных процессов метаболизма миокарда обнаружены на примере результатов гипоксической пробы. У интактных животных прирост сократимости, выражающийся в увеличении ЛЖД, в ответ на 3-минутную гипоксию по сравнению с исходным ЛЖД, составил 104+7,4 мм рт. ст. Вместе с тем, у животных с моделированием блокады NO-синтазы прирост ЛЖД составил лишь 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 невыходом животных из гипоксической брадикардии и гипотензии. В группе животных, получавших этоксидол в дозе 25 мг/кг, прирост ЛЖД составил 97,4 мм рт. ст. Этоксидол в дозе 25 мг/кг не только увеличивал амплитуду ЛЖД при реоксигенации, но и полностью предотвращал гибель животных в ответ на 3-минутную гипоксическую пробу.
Заключение. Новое производное 3-гидроксипиридина «Этоксидол» (ВНЦ БАВ Московская обл., Старая Купавна, Россия) проявляет выраженное эндотелиопро-тективное действие на модели Ь-ЫАМЕ индуцированного оксида азота, что выражалось в преобладании эндотелийзависимого расслабления сосудов и снижении коэффициента эндотелиальной дисфункции (КЭД). Одновременно выявлено кардиопро-тективное действие нового препарата «Этоксидол», выражающееся в снижении адре-нореактивности, предотвращении исчерпания миокардиального резерва и увеличении прироста ЛЖД при реоксигенации.
Таким образом, полученные результаты позволяют констатировать, что исследуемый новый препарат «Этоксидол» является перспективным эндотелио- и кардио-протективным средством и рекомендуется для дальнейших широких клинических исследований.
Литература
1. Артюшкова, Е. Б. Метаболическая и антиоксидантная терапия Ь-ЖАМЕ-индуцированной эндотелиальной дисфункции / Е.Б. Артюшкова, М.В. Покровский, Е.В. Артюшкова и др. Кубанский научный медицинский вестник. - 2008. - № 3-4. - С. 73-78; 2009. - № 4. - С. 104-108.
2. Гацура, В. В. Противоишемический и кардиопротективный эффект мексидола / В. В. Гацура, В. В. Пичугин, Л. Н. Сернов и др. / / Кардиология. - 1996. - № 1. - С. 59-62.
3. Голиков, А. П. Свободнорадикальное окисление и сердечно-сосудистая патология: коррекция антиоксидантами / А. П. Голиков, С. А. Бойцов, В. П. Михин и др. // Леч. врач. -2003. - № 4. - С. 70-74.
4. Граник, В. Г. Оксид азота (NO) / В.Г. Граник, Н.Б. Григорьев // Новый путь к поиску лекарств: Монография. - М.: Вузовская книга, 2004. - 360 с.: ил.
5. Корокин, М.В. Изучение эндотелиопротективного и коронарного действия производных 3-оксипиридина/ Корокин М.В., Пашин Е.Н., Бобраков К.Е. и др. // Кубанский научный медицинский вестник. - Краснодар. - 2009. - № (90). - С. 137-140.
6. Марков, Х. М. Оксид азота и сердечно-сосудистая система // Успехи физиол. наук. -2001. - Т. 32, № 3. - С. 49-65.
7. Марков, Х. М. Сосудистые эффекты липопротеинов и оксид азота: клеточные и молекулярные механизмы // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. - 2006. -№ 3.- С. 2-7.
8. Покровский, М. В. Исследование кардиопротективного действия каптоприла в эксперименте с регистрацией трансмуральной компрессии в очаге ишемии / М. В. Покровский, Д. Е. Скопин, Е. Б. Артюшкова и др. // Человек и лекарство: Тез. докл. IV Рос. нац. конгр. (8-12 апр.1997 г.). - М., 1997. - С.102.
9. Покровский, М. В. Новый взгляд на коррекцию эндотелиальной дисфункции / М. В. Покровский, В. И. Кочкаров, Т. Г. Покровская и др. // Российский журнал иммунологии. -2006. - Т. 9. - С. 60-61.
10. Репин, А. Н. Оценка кардиопротективного действия эмоксипина при тромболитиче-ской реперфузии миокарда // Кардиология. - 1994. - Т. 3, № 34. - С. 4-7.
11. Boger, R. H. Dietary L-arginine reduces the progression of atherosclerosis in cholesterol-fed rabbits - comparison with lovastatin / R. H. Boger, S. M. Bode-Boger, R. P. Brandes et al. // Circulation. - 1997. - № 96. - P. 1282-1290.
12. Suzuki, T. Eicosapentaenoic acid protects endothelial cells against anoikis through restoration of cFLIP / T. Suzuki, K. Fukuo, T. Suhara et al. // Hypertension. - 2003. - № 42. - P. 342-348.
13. Heitzer, Т. Endothelial dysfunction, oxidative stress, and risk of cardiovascular events in patients with coronary artery disease / T. Heitzer, T. Schlinzig, K. Krohn, T. Meinertz, T. Munzel / / Circulation. - 2001. - № 104. - P. 2673-2678.
14. Stanner, S.A. A review of the epidemiological evidance for the antioxidant hypothensis / Stanner, S.A. et. al. // Public. Health. Nutr.- Vol.7 - P.407-422.
15. Heilzer, Т. / Heilzer Т., Schlinzig Т., Krohn K. et al. // Circulation. - 2001. - Vol. 104. -№ 22. - P. 2638-2646.
16. Herbst, U. / Herbst U., Toborek M., Kaiser S. et al. // J. Cell. Physiol. - 1999. - Vol. 181. -
P. 295-303.
18. Somers, M. J. / Somers M. J., Harrison D. J. // Curr. Hypertens. Rep. - 1999. - Vol. 1. -P. 102-108.
19. Taniyama, Y./ Taniyama Y., Griendling K. K. // Hypertension. - 2003. - Vol. 42. - № 6. -P. 1075-1081.
20. Touys, R. M. // Curr. Hypertens. Rep. - 2000. - Vol. 2. - P. 98-105.
endothelium- and cardioprotective effect of etoxidol at modeling l-name-induced shortage of nitric oxide
N.V. Stabrovskaya1 V.A. Ragulina1, M.V. Korokin1 M.V. Pokrovskiy2, T.G. Pokrovskaya2 O.S. Gudyrev1, I.M. Kolesnik1
1Kursk State Medical University 2 Belgorod National Research University e-mail: [email protected]
Endothelial and cardioprotective effects of the drug Etox-idol (VNC BAV Staraya Kupavna, Moscow region) at modeling L-NAME-induced deficiency of nitric oxide were studied.
It was found that "Etoxidol" at dose of 25 mg/kg equally prevents development of L-NAME-induced endothelial dysfunction, increase adrenoreactivity and reduce myocardial reserve in the experiment.
Key words: endothelial dysfunction, Etoxidol, L-NAME, antioxidants.
