CC BY
52
Биомедицина • № 1,2012, С. 102-105
Фармакологические подходы к повышению устойчивости миокарда на модели острого инфаркта у крыс CD
Э.Р. Шайхутдинова12, И.А. Боброва3, О.Н. Хохлова2, Г.А. Слащева2,
А.Н. Мурашев2
1 - Пущинский Государственный Университет, Пущине
2- Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и ЮЛ. Овчинникова (ФПБХ РАН), Пущино
3—Eribis Pharmaceuticals АВ, Uppsala, Sweden
Контактная информация: д.б.н. Аркадий Николаевич Мурашев murashev&fibkh.serpukhov.su
Изучены кардиопротективные свойства новых аналогов энкефалинов и показана их способность повышать устойчивость миокарда перед ишемическим и реперфузионным повреждением.
Ключевые слова: ишемическое прекондиционирование, морфин, энкефалины, крысы СБ.
Кратковременные периоды ишемии и реперфузии способны защищать миокард от необратимых повреждений, вызванных последующим длительным ишемическим и реперфузионным стрессом. Это явление, обнаруженное в 1986 г. С.Е. Мшту с соавт. и названное ишемическим прекондиционированием (ИПК), ограничивает размеры инфаркта, улучшает восстановление функции сердца после ишемии [4]. В последующие годы было выяснено, что инициирование адаптационных механизмов ИПК возможно с помощью правильно подобранных фармакологических подходов, имитирующих защитные эффекты прекондици-онирования миокарда без использования ишемических стимулов. Данное направление находится в стадии интенсивной разработки и может включать использование некоторых фармакологических препаратов, имитирующих эффекты прекондиционирования. Так, морфин может мимикрировать защитный эффект ИПК [6]. В 1996 г. было показано,
что фармакологическое прекондиционирование (ФПК) морфином повышает устойчивость сердца к повреждающему действию длительного нарушения коронарного кровотока [2,3]. Также было показано, что экзогенное введение энкефалинов или их синтетических опиоидных аналогов уменьшали зону инфаркта при окклюзии коронарных сосудов у крыс. В поддержку этих данных было выдвинуто предположение, что увеличение концентрации энкефалинов в ткани желудочков крыс во время ишемии может быть компенсаторным механизмом, помогающим предотвратить развитие обширного инфаркта [5]. Весьма логично предположить, что заместительная терапия аналогами энкефалинов может оказаться эффективной при ишемии сердца.
В настоящей работе изучались кардиопротективные свойства новых синтетических аналогов энкефалина с кодовыми названиями ЕР91 и ЕР94, структура которых основана на общей тетрапептидной последовательности энкефалинов Туг-А-
(тК-РНс (защищена патентом) [1] на модели острого инфаркта миокарда у крыс О) в сравнении с ишемическим прекон-диционированием и фармакологическим прекондиционированием морфином.
Материалы и методы
В экспериментах были использованы животные вРБ-статуса, полученные из Питомника лабораторных животных ФИБХ РАН, г. Пущино. Животные содержались в стандартных условиях (температура 21±3°С, влажность 30-70%, 12-часовой период освещения, корм и вода - ас! НЫШт). Все манипуляции с животными осуществлялись в соответствии с требованиями Институтской Комиссии ФИБХ РАН по контролю над содержанием и использованием лабораторных животных.
На аутбредных самцах крыс 8рга%ие-Вам’1еу (300-350 г) под уретановым наркозом (1,5 г/кг, внутрибрюшинно) моделировали острый инфаркт миокарда окклюзией левой коронарной артерии с последующей реперфузией. Операцию проводили при искусственной вентиляции легких и поддержании температуры тела животного на уровне 37°С. В бедренную вену имплантировали катетер для введения веществ. Спустя 25 мин ишемии и 2 ч реперфузии определяли размер инфаркта стандартной методикой после окраски сердца метиленовым синим и 2,3,5-три-фенилтетразолия хлоридом. На срезах сердца подсчитывали площадь зоны инфаркта (ЗИ) и зоны риска (ЗР) методом компьютерной планиметрии с помощью программы 1п^еТоо1.
Контролем служили животные, у которых моделировали окклюзию-ре-перфузию без дополнительных вмешательств. В группе «ИПК» за 30 мин до окклюзии крысы получали три 5-минут-
ные коронароокклюзии, разделенные между собой 5-минутными эпизодами реперфузии. В группе «ФПК» морфин гидрохлорид вводили 5-минутными ин-фузиями в дозе 20 мкг/кг/мин трехкратно с 5-минутными периодами покоя также до начала окклюзии [6]. Для оценки кардиопротективных свойств изучаемых синтетических аналогов энкефалинов животные получали три 5-минутные ин-фузии пептидов (в дозе 3,33 мкг/кг/мин в группе «ЕР91» и 0,66 мкг/кг/мин в группе «ЕР94») по схеме, аналогичной фармакологическому прекондиционированию. Дозы пептидов были выбраны согласно предварительным экспериментам.
Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета программ Statistica 7 for Windows. Данные представляли в виде «среднее ± стандартное отклонение», изменения исследуемых показателей считали статистически значимыми при Р<0,05.
Результаты и их обсуждение
В последние годы исследователи уделяют огромное влияние изучению механизмов адаптации к ишемии и поиску эндогенных медиаторов, обеспечивающих формирование толерантности сердца к ишемии. Такой интерес к проблеме связан с тем, что применение подобных медиаторов или их синтетических аналогов к клинической практике может существенно увеличить эффективность терапии острого инфаркта миокарда, а также позволит избежать многих осложнений, связанных с тотальной ишемией сердца. Изучение механизмов ишемического прекондицио-нирования показало, что ИПК развивается через триггеры и медиаторы, которые можно имитировать фармакологическими агентами и таким путем стимулировать полезные эффекты ишемическо-
УІ
контроль IIIIK ФІІК
Рис. Размер зоны инфаркта (ЗИ), выраженный в процентах от зоны риска (ЗР) в контрольной и опытных группах.
*Р<0,05 относительно группы «контроль»;
Д Р<0,05 относительно группы «ИПК»;
АЫОУА с последующим тестом Манна-Уитни
го прекондиционирования без эпизодов ишемии. С клинической точки зрения, прекондиционирование фармакологическими средствами выглядит предпочтительнее ИПК, так как технологически проще и лишено потенциальной опасности ишемических эпизодов для измененного миокарда. Средства, имитирующие ИПК, показали себя перспективными в экспериментальных исследованиях.
Так, агонисты опиатных рецепторов обладают прямыми кардиопротектив-ными свойствами, которые нельзя просто объяснить изменениями коронарного кровотока или кислородного баланса миокарда. Эти препараты непосредственно производят фармакологическое прекондиционирование и косвенно усиливают защитные свойства ИПК, формируя защиту против ишемического повреждения миокарда. Ряд исследований указали, что активация опиатных рецепторов морфином сопровождается кардиопротектор-ным эффектом. Но морфин обладает рядом побочных эффектов, возникновение которых крайне нежелательно у пациентов с миокардиальной ишемией. Одним из перспективным направлением является создание новых опиоидных лигандов, обладающих высоким профилем активности и безопасности по сравнению с уже существующими опиоидными соединениями.
В данной работе были изучены карди-опротективные свойства новых аналогов энкефалинов компании Eribis Pharmaceuticals АВ с кодовыми названиями ЕР91 и ЕР94 по сравнению с ишемическим пре-кондиционированием и фармакологическим прекондиционированием морфином.
В контрольной группе значение ЗИ/ЗР составило 42,9±2,7% (рис.). Ишемическое прекондиционирование приводило к значительному уменьшению зоны инфаркта в группе (14,1±4,1%, Р<0,05 относительно контроля). В группе «фармакологическое прекондиционирование» морфином размер инфаркта уменьшался менее значительно, но также статистически значимо (33,3±2,7%). При предварительном введении синтетических аналогов ЕР91 и ЕР94 наблюдалось выраженное снижение зоны инфаркта до 27,5±2,4% и 26,0±3,5% соответственно, причем введение пептида ЕР94 было более эффективно.
Результаты нашей работы подтвердили, что опиоиды являются триггерами классического прекондиционирования и эффективны при уменьшении размера инфаркта [2].
Выводы
Таким образом, энкефалиновые аналоги, имеющие кардиопротективный
эффект, потенциально могут быть использованы как средства, повышающие устойчивость миокарда при ишемических и реперфузионных повреждениях. Однако необходимо отметить, что карди-опротективное действие данных пептидов нуждается в более детальном изучении непосредственно во время ишемии и сразу после окклюзии, что может быть еще более полезным в клинической практике.
Список литературы
1. Bobrova 1. Pat. 12310193 РСТ/ SE2007/000731. Cardioprotective compounds.
2. Gross G. Role of opioids in acute and delayed preconditioning II J. Mol. Cell. Cardiol. 2003.V. 5. P.709-718.
3. Jackson K.E., Farias М., Stanfill A.S. et all. Transient arterial occlusion raises enkephalin in the canine sinoartrial node
and improves vagal bradicardia II Au-ton. Neurosci.Basic Clin. 2001. V. 256. P. 84-92.
4. Murry C. , Jennings R. , Reimer K. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium II Circulation. 1986. V.74. P. 1124-1136.
5. Paradis P., Dumont M., Belichard P. et all. Increased preproenkephalin A gene expression in the rat heart after induction of myocardial infarction II Biochem.Cell Biol. 1992. V.70. P.593-598.
6. Schultz J., Hsu A., Gross G. Morphine mimics the cardioprotective effect of ischemic preconditioning via glibenclamide-sensitive mechanism II Circ. Res. 1996. V.78. P. 1100-1114.
Pharmacological approaches to increase of stability of a myocardium on model of a sharp heart attack at CD rats
E.R. Shayhutdinova, I.A. Bobrova, O.N. Hohlova, G.A. Slasheva,
A.N. Murashev
Cardioprotective properties of new encephalin analogs are studied and their ability to raise stability of a myocardium before ischemic and reperphusion damage is shown.
Key words: ischemic precondition, morphine, encephalin, CD rats.
