CC BY
54
УДК 615.036.8
ЭНДОТЕЛИОПРОТЕКТИВНЫЕ ЭФФЕКТЫ ТАУРИНА ПРИ ЭНДОТЕЛИАЛЬНОЙ ДИСФУНКЦИИ.
Покровский М.В., Покровская Т.Г., Хадиева Т.А.
ФГАОУ ВПО "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" НИУ «БелГУ», Белгород, Российская Федерация.
Аннотация: Целью настоящего исследования является изучение эндотелиопротективных эффектов таурина на двух моделях эндотелиальной дисфункции: а) блокада e-NOS введением L-NAME (25 мг/кг/сут) у крыс-самцов в течение 7 дней; б) блокада e-NOS введением L-NAME (25 мг/кг/сут) беременным крысам-самкам на 14-20 сутки беременности (АДМА-подобная модель гестоза). На фоне введение L-NAME лабораторным животным вводился таурин 260 мг/кг однократно в сутки. В результате проведенных исследований получены данные об улучшении взаимоотношения эндотелийзависимой и эндотелийнезависимой реакции (КЭД) при введении таурина на фоне моделирования патологии. Результаты исследований могут применяться в фармакологии, кардиологии, эндокринологии, акушерстве и гинекологии.
Ключевые слова: таурин, эндотелиальная дисфункция, L-NAME, гестоз, крысы.
Введение. Таурин (2-аминоэтансульфоновая кислота) - широко распространенная аминокислота, содержащаяся в миллимолярных концентрациях во всех тканях млекопитающих. Цитопротективное действие таурина на различные ткани подтверждалось не раз. Таурин регулирует различные клеточные функции, включая антиоксидацию, модуляцию ионного транспорта, осморегуляцию, регуляцию нейротрансмитте-ров, конъюгацию желчных кислот и др. [2, 2, 3, 4]. Источники таурина в организме - это внутренний биосинтез и потребление с пищей. Таурин синтезируется из метионина и цистеина в основном в печени [5]. На модели стрептозоцинового диабета у мышей было показано, что постоянное кормление мышей таурино-выми добавками приводило к нормализации ацетилхо-лин-опосредованной релаксации кольцевидных сегментов аорты. [6]. Кроме того, преинкубация тканей с таурином в течение 2 ч ex vivo предупреждало как усиленный ответ на норадреналин, так и ослабленный ответ на ацетилхолин в отношении кольца аорты крыс со стрептозоциновым диабетом [7]. Эти данные иллюстрируют эндотелиопротективный эффект таурина при нарушенной эндотелийзависимой вазодилатации во время гипергликемии. В основе эндотелиопротектив-ного действия таурина при дисфункции эндотелия при СД лежит целый ряд молекулярных механизмов. Тау-ринопосредованное снижение уровня конечных продуктов гликозилирования и модифицированных ЛПНП может быть одним из звеньев эндотелиопротек-тивного действия таурина. Также таурин повышает
биодоступность оксида азота, снижая концентрацию НС10, которая потребляет оксид азота, предупреждая вазоконстрикцию и эндотелиальную дисфункцию (ЭД) [8]. Кроме того, таурин подавляет экспрессию молекул адгезии сосудистого эндотелия (VCAM-1) и молекул межклеточной адгезии (ICAM-1), индуцируемую высокой концентрацией глюкозы в культуре эн-дотелиальных клеток [9]. Острая гликемия, индуцированная внутривенной инфузией глюкозы, активирует адгезию лейкоцитов и миграцию их в эндотелий, а также активирует апоптоз у крыс, добавление таурина к пище животных в течение 5 дней перед проведением эксперимента предотвращало реакцию со стороны лейкоцитов и предупреждало активацию апоптоза клеток [10,11]. Роль таурна в коррекции эндотелиальной дисфункции несомненна, отсюда следует, что таурин может быть использован для коррекции АЭЖА-подобного гестоза.
Материалы и методы исследования. Моделирование эндотелиальной дисфункции. Эксперимент выполнен на 10 крысах-самцах линии Wistar массой 170250 г. Блокатор эндотелиальной NO-синтазы ^нитро-L-аргиин-метиловый эфир (Ь^АИЕ) вводился ежедневно один раз в сутки, внутрибрюшинно, в дозе 25 мг/кг.
Моделирование АДМА-подобного гестоза. Эксперимент выполнен на 10 беременных крысах-самках линии Wistar массой 170-250 г. Для формирования групп беременных животных с заданными сроками, находя-
—--—
Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК
щихся на раздельном содержании, к самкам (3 животных) подсаживали самцов (2 животных) на 24 часа. Затем животных рассаживали и через 10-14 суток в условии эфирного сна пальпаторно определяли наличие беременности. АДМА-подобный агент - неселективный блокатор NO-синтазы ^нитро- L-аргиин-метиловый эфир ^-ЫАИЕ) вводили внутрибрюшинно в дозе 25 мг/кг/сут в течение семи дней (14-20 сутки беременности у крыс-самок). По данным литературы такой умеренно пролонгированный среднедозовый режим введения L-NAME приводит к блокаде N0- синтазы в эндотелии плацентарных сосудов, что, в свою очередь, приводит к деструктивным изменениям в тканях плаценты, артериальной гипертензии и протеинурии.
Коррекция эндотелиальной дисфункции таурином. На фоне введения L-NAME внутрижелудочно через атравматичный зонд вводился таурин в дозе 260 мг/кг однократно в сутки, в течение 7 дней в обеих экспериментальных моделях ЭД.
Оценка эндотелийзависимых и эндотелийнезависи-мых сосудистых реакций. На 7 день от начала эксперимента у самцов и на 20 сутки беременности у самок под наркозом (хлоралгидрат 300 мг/кг), вводили катетер в сонную артерию для регистрации показателей артериального давления. Показатели гемодинамики: систолическое артериальное давление (САД), диастолическое артериальное давление (ДАД) и частоту сердечных сокращений (ЧСС) измеряли непрерывно посредством
Таблица 1
Динамика показателей артериального давления и коэффициента эндотелиальной дисфункции при фармакологической коррекции L-NAME - индуцированного дефицита N0 у крыс-самцов введением
таурина (М ± т; п=10).
датчика и компьютерной программы «Вюрас МР 150». Оценку эндотелийзависимых и эндотелийнезависи-мых сосудистых реакций проводили при внутривенном введении ацетилхолина (АХ) (40 мкг/кг) и нитро-пруссида (НП) (30 мкг/кг) в правую бедренную вену. Затем проводили расчёт коэффициента эндотелиальной дисфункции (КЭД), являющийся отношением площади треугольника над кривой восстановления АД в ответ на введение НП к площади треугольника над кривой восстановления АД в ответ на введение АХ.
Статистическая обработка результатов исследования. Достоверность наблюдавшихся при действии исследованного препарата изменений параметров определяли разностным методом вариационной статистики с нахождением средних значений сдвигов (М), средней арифметической (+т) и вероятности возможной ошибки (Р) по таблицам Стьюдента. Различия оценивались как достоверные, начиная с р <0,05.
Результаты исследования. Осуществляли регистрацию динамики показателей артериального давления, частоты сердечных сокращений при моделировании L-NAME - индуцированного дефицита N0 и при коррекции эндотелиальной дисфункции таурином, после чего рассчитывали КЭД в группе интактных животных, контрольных животных с моделированием патологии и в группе экспериментальных животных, получавших таурин (таблица 1).
Группы животных Функциональные пробы САД, мм.рт.ст. ДАД, мм.рт.ст. КЭД
Интактные Исход. 139,0 ± 3,5 105,0 ± 2,9 1,1 ± 0,1
АХ (40 мкг/кг) 84,3 ± 1,6 38,7 ± 2,8
НП (30 мкг/кг) 87,0 ± 2,8 42,1 ± 4,4
L-NAME (25 мг/кг/сут) Исход 190,3 ± 6,7* 145,0 ± 3,9* 5,4 ± 0,6*
АХ (40 мкг/кг) 110,6 ± 5,2* 82,8 ± 6,6*
НП (30 мкг/кг) 88,7 ± 4,7* 50,8 ± 4,2*
L-NAME (25 мг/кг/сут) + таурин (260 мг/кг/сут) Исход 151,4 ± 3,5** 114,9 ± 5,1** 1,3 ± 0,1**
АХ (40 мкг/кг) 93,9 ± 3,0** 49,8 ± 3,8**
НП (30 мкг/кг) 111,6 ± 3,4** 46,2 ± 1,8**
Примечание. * - (р<0,05) по сравнению с группой интактных; нием ЭД введением Ь-ЫЛМЕ.
Исследование эффективности таурина при внутри-желудочном введении в течение 7 суток выявило статистически значимое (р<0,05), снижение артериального давления и коэффициента эндотелиальной дисфункции (КЭД) в сравнении с крысами-самцами на фоне введения L-NAME.
При введении АДМА-подобного агента - L-NAME беременным самкам (25 мг/кг однократно в сутки с 14 по 20 сутки беременности), на 21-е сутки наблюдалось
** - (р<0,05) по сравнению с группой животных с моделирова-
развитие патологии, по своим проявлениям соответствующей критериям клинических проявлений АДМА-подобного гестоза. Происходило статистически значимое повышение систолического и диастоли-ческого АД с 125,0 ± 6,3 и 82,0 ± 5,8 мм.рт.ст. у интактных крыс-самок до 183,1 ± 9,4 и 136,7 ± 7,4 мм рт. ст. у крыс с АДМА - подобной моделью гестоза, а также увеличение КЭД с 1,3 ± 0,2 до 3,1 ± 0,3 (р<0,05) соответственно (таблица 2).
Значение уровня микроциркуляции в плаценте ин- ровании АДМА-подобного гестоза, обнаружено суще-тактных беременных крыс на 21 сутки составляло ственное снижение показателей микроциркуляции до 447,8 ± 25,9 ПЕд (перфузионных единиц). При модели- 218,3 ± 13,7 ПЕд (таблица 2).
Таблица 2
Динамика показателей артериального давления, коэффициента эндотелиальной дисфункции и микроциркуляции в плаценте при фармакологической коррекции АДМА-подобного гестоза у беременных
крыс введением адеметионина (М ± т; п=10).
Группа Функциональные пробы САД мм. рт. ст. ДАД мм. рт. ст. КЭД, усл. Ед. Микроциркуляция, ПЕд
Интактные исход 125,0 ± 6,3 82,0 ± 5,8 1,3 ± 0,2 447,8 ± 25,9
АХ (40 мкг/кг) 69,1 ± 3,0 41,4 ± 1,5
НП (30 мкг/кг) 74,7 ± 6,9 47,9 ± 3,5
L-NAME (25 мг/кг/сут) исход 183,1 ± 9,4* 136,7 ± 7,4* 3,1 ± 0,3* 218,3 ± 13,7*
АХ (40 мкг/кг) 115,9 ±3,9* 72,3 ± 2,5*
НП (30 мкг/кг) 107,7 ± 3,6* 51,7 ± 2,0*
L-NAME (25 мг/кг/сут)+ таурин (260 мг/кг/сут) исход 123,45 ± 3,6** 106,2 ± 4,5** 1,5 ±0,4** 477,2±31,0**
АХ (40 мкг/кг) 78,6 ± 4,5** 52,3 ± 3,4**
НП (30 мкг/кг) 73,1 ± 3,5** 51,0 ± 3,2**
Примечание. * - (р<0,05) по сравнению с группой интактных; ** - (р<0,05) по сравнению с группой животных с моделированием ЭД введением Ь^ЛМЕ.
Исследование эффективности таурина при коррекции АДМА-подобной модели гестоза выявило статистически значимое (р<0,05), снижение артериального давления, улучшение КЭД и микроциркуляции в плаценте.
Выводы. Результаты исследования подтверждают эндотелиопротективные эффекты таурина при эндоте-
лиальной дисфункции, вызванной блокадой эндотели-альной NO-синтазы как у крыс самцов, так и у беременных самок. Полученные данные могут быть использованы в планировании клинических исследований по расширению показаний к применению для тау-рина.
ЛИТЕРАТУРА
1. Huxtable RJ. Физиологические действия таурина. Физиология Ред. 1992; 72:101-163.
2. Satoh H. Сердечные действия таурина как модулятора ионных каналов. Мед.Биол. 1998; 442: 121-128.
3. Schaffer S, Takahashi K, Azuma J. Роль осморегуляции в действии таурина. Аминокислоты. 2000; 19: 527-546.
4. Sjovall J. Диетический глицин и таурин при конъюгации желчных кислот у человека; Желчных кислот и стероидов 75. Экс. Биол. Мед. 1959, 100: 676-678.
5. Т. Ито1, С.У. Шаффер2, Ю.Азума1 Целесообразность применения таурина при сахарном диабете и его осложнениях Эндокринология: новости, мнения, обучение №1 2013
6. Kamata K, Sugiura M, Kojima S, Kasuya Y. Восстановление эндотелийзависимой релаксации как при гиперхоле-стеринемии, так и при сахарном диабете с помощью таурина. Фармакол. 1996;303:47-53.
7. Abebe W. Влияние таурина на реактивность аорты у крыс с диабетом. Жизнь. 2008; 82: 279-289.
8. Pennathur S, Heinecke JW. Окислительный стресс и эндотелиальная дисфункция при сосудистых заболеваниях. Curr Diab Rep. 2007; 7: 257-264.
9. Ulrich-Merzenich G, Zeitler H, Vetter H, Bhonde RR. Защитные эффекты таурина на эндотелиальные клетки, нарушенные высокой глюкозой и окисленными липопротеинами низкой плотности. Eur J Nutr. 2007; 46: 431-438.
10. Casey RG, Gang C, Joyce M, Bouchier-Hayes DJ. Тау-рин ослабляет апоптоз острой гипергликемии, индуцированный эндотелиальными клетками, взаимодействия лейкоци-тарно-эндотелиальных клеток и сердечную дисфункцию. J Vasc Res. 2007; 44: 31-39.
11. Маль Г.С., Малородова Т.Н.// Фармакоэкономиче-ская оценка гиполипидэмических препаратов у больных ишемической болезни сердца. // Успехи современного естествознания. 2004. № 9. С. 116-117.
ENDOTHELIOPROTECTIVE EFFECTS OF TAURINE IN ENDOTHELIAL DYSFUNCTION.
PokrovskyM.V., Pokrovskaya T.G., Khadieva T.A.
Belgorod State National Research University, Belgorod, Russian Federation
Annotation: The aim of this study is to study the endothelioprotective effects of taurine on two models of endothelial dysfunction: a) blockade of e-NOS by administration of L-NAME (25 mg / kg / day) in male rats for 7 days; b) blockade of e-NOS by administration of L-NAME (25 mg / kg / day) to pregnant female rats on the 14th-20th day of pregnancy (ADMA-like model of gestosis). Against the background of the introduction of L-NAME to laboratory animals, taurine 260 mg / kg was administered once a day. As a result of the studies, data were obtained on the improvement of the relationship between the endothelium-dependent and endothelium-independent reaction (QED) when taurine was introduced against the background of pathology modeling. The results of the research can be used in pharmacology, cardiology, endocrinology, obstetrics and gynecology.
Key words: taurine, endothelial dysfunction, L-NAME, ADMA-like model of preeclampsia, rats.
REFERENSES
1. Huxtable RJ. Physiological actions of taurine. Physiol Rev. 1992;72:101-163.
2. Satoh H. Cardiac actions of taurine as a modulator of the ion channels. Adv Exp Med Biol. 1998;442:121-128.
3. Schaffer S, Takahashi K, Azuma J. Role of osmoregulation in the actions of taurine. Amino Acids. 2000;19:527-546.
4. Sjovall J. Dietary glycine and taurine on bile acid conjugation in man; bile acids and steroids 75. Proc Soc Exp Biol Med. 1959;100:676-678.
5. T. Ito1, S.U. Shaffer2, Ju.Azuma1 The feasibility of taurine in diabetes and its complications Endocrinology: news, views, training No. 1 2013
6. Kamata K, Sugiura M, Kojima S, Kasuya Y. Restoration of endothelium-dependent relaxation in both hypercholesterole-mia and diabetes by chronic taurine. Eur J Pharmacol. 1996;303:47-53.
7. Abebe W. Effects of taurine on the reactivity of aortas from diabetic rats. Life Sci. 2008;82:279-289.
8. Pennathur S, Heinecke JW. Oxidative stress and endothelial dysfunction in vascular disease. Curr Diab Rep. 2007;7:257-264.
9. Ulrich-Merzenich G, Zeitler H, Vetter H, Bhonde RR. Protective effects of taurine on endothelial cells impaired by high glucose and oxidized low density lipoproteins. Eur J Nutr. 2007;46:431-438.
10. Casey RG, Gang C, Joyce M, Bouchier-Hayes DJ. Taurine attenuates acute hyperglycaemia-induced endothelial cell apoptosis, leucocyte-endothelial cell interactions and cardiac dysfunction. J Vasc Res. 2007;44:31-39.
11. Mal' G.S., Malorodova T.N// Pharmacoeconomic evaluation of lipid-lowering drugs in patients with ischemic heart disease// Successes of modern natural science. 2004. № 9. P. 116117.
