CC BY
138
УДК 577.21:616; 577.2:591.2
Л. Н. Маслов, А. Г. Арбузов, Т. С. Башелханова, В. Н. Буркова, С. М. Сафронов
ФИТОАДАПТОГЕНЫ УВЕЛИЧИВАЮТ ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ СТАБИЛЬНОСТЬ СЕРДЦА ПРИ ИШЕМИИ-РЕПЕРФУЗИИ И ПОСТИНФАРКТНОМ КАРДИОФИБРОЗЕ
Установлено, что курсовое введение (5 дней в дозе 16 мг/кг per os) экстрактов Aralia mandshurica или Rhodiola rosea снижает частоту возникновения ишемических и реперфузионных желудочковых аритмий во время 10минутной ишемии и 10-минутной реперфузии. Экстракты Eleutherococcus senticosus, Leuzea carthamoides и Panax ginseng не оказывают эффекта на частоту возникновения ишемических и реперфузионных аритмий. Хроническое введение аралии, родиолы и элеутерококка увеличивает порог фибрилляции желудочков (ПФЖ) у крыс с по-стинфарктным кардиосклерозом. Женьшень и левзея не влияют на ПФЖ у крыс с постинфарктным кардиосклерозом.
Ключевые слова: адаптогены, сердце, ишемия, реперфузия, кардиосклероз, аритмии.
Проблема профилактики и лечения аритмий по-прежнему остается актуальной. Возможности фармакологической коррекции этой патологии, как и тридцать лет назад, ограничены антиаритмическими средствами Г-ГУ классов [1], что диктует необходимость создания эффективных препаратов, принципиально новых по механизму действия. Это позволило бы лечить нарушения сердечного ритма, резистентные к традиционной медикаментозной терапии. На наш взгляд, основой для создания антиаритмиков нового поколения могли бы стать фитоадаптогены. Из этих препаратов прежде всего следует отметить экстракт элеутерококка и гликозиды женьшеня, которые оказывают защитный эффект на моделях ишемии-реперфузии сердца [2, 3] и адреналин-индуцированных аритмий [4]. Нами ранее было показано, что экстракт родиолы при курсовом введении также повышает устойчивость сердца к аритмогенному действию адреналина [4]. Однако в литературе отсутствуют данные о том, как влияют препараты женьшеня, элеутерококка и родиолы на электрическую стабильность сердца при постинфарктном кардиофиброзе. Антиарит-мические же свойства препаратов левзеи и аралии вообще не изучались.
Цель работы: оценить антиаритмические свойства экстрактов родиолы, женьшеня, элеутерококка, аралии и левзеи на модели кратковременной ишемии-реперфузии сердца и постинфарктного кардиофиброза.
Методика
Коронароокклюзию и реперфузию моделировали на крысах линии Вистар (250-280 г), наркотизированных а-хлоралозой (50 мг/кг, внутрибрюшинно) [5], в условиях искусственной вентиляции легких воздухом с помощью модифицированного аппарата РО-2 (ОАО «Красногвардеец», Россия, Санкт-Петербург). Продолжительность коронароокклюзии составляла 10 мин, реперфузии - 10 мин. В течение ишемии и последующей реперфузии непрерывно осуществляли запись ЭКГ в первом грудном отведении с помощью компьютеризированного усилителя биопотенциалов
(УБФ4-03, Россия) с использованием оригинальной прикладной программы. При анализе ЭКГ принимали во внимание частоту возникновения единичных и множественных желудочковых экстрасистол, желудочковой тахикардии, фибрилляции желудочков. Кроме того, тяжесть аритмий оценивали в баллах: единичные желудочковые аритмии (ЕЖЭ) - 1 балл; множественные желудочковые аритмии (МЖЭ) - 2 балла; желудочковая тахикардия (ЖТ) - 3 балла; обратимая желудочковая фибрилляция (ЖФ) - 4 балла; повторная желудочковая фибрилляция - 5 баллов [6]. Баллы не суммировались, учитывался только максимальный балл, например, если животное имело все три типа аритмий (МЖЭ, ЖТ, ЖФ), то характер аритмии оценивали в 4 балла.
Для моделирования постинфарктного кардиофиброза у крыс перевязку левой коронарной артерии осуществляли аналогичным образом [5], после чего через 45 дней, когда, согласно литературным данным, завершается формирование постинфарктного кардиофиброза [7], определяли порог желудочковой фибрилляции (ПФЖ) по методу, описанному нами ранее [8], с помощью электрокардиостимулятора ЭКСД-01Л, разработанного компанией «Биоток» (г. Томск, Россия). Продолжительность импульсов составляла 10 мс, интервал между импульсами - 2 мс, частота - 83 Гц. За порог фибрилляции принимали минимальное напряжение тока, вызывающего фибрилляцию желудочков продолжительностью не менее 10 с.
Изучаемые фитоадаптогены производства ООО «Биолит» использовали в виде водных экстрактов. Для этого растительное сырье высушивали при температуре не выше +50 °С на полочных сушилках с принудительной вентиляцией. Остаточная влажность составляла не более 4 %. Затем сырье измельчали на молотковой дробилке до размеров частиц 1-2 мм. Измельченное сырье подвергали экстракции методом тройной мацерации при общем соотношении вода: сырье, равным 50:1. Полученные экстракты фитоадаптогенов отфильтровывали на установке УКФ-1.П2 (ЗАО Тен-
зор - Микрофильтр, г. Дубна, Россия) с картриджем для фильтрации частиц сырья размером не более 10 мкм, после чего концентрировали в двухступенчатом вакуумном выпарном аппарате при температуре не выше +50 °С до содержания экстрактивных веществ 65-70 %. Концентрированные экстракты помещали в лабораторную вакуумную сушилку VACUCELL 55 (BMT, Чехия) и обезвоживали до остаточной влажности не более 4 % при температуре +60 °С.
Высушенные экстракты фитоадаптогенов растворяли в воде и вводили внутрижелудочно с помощью зонда. Дозировка экстрактов элеутерококка (Eleutherococcus senticosus), родиолы (Rhodiola rosea), женьшеня (Panax ginseng), левзеи (Leuzea cartha-moides) и аралии (Aralia mandshurica) составляла 16 мг/кг для каждого препарата. Использовали следующую схему введения адаптогенов: один раз в день в течение 5 дней, последнее введение за 2 ч до корона-роокклюзии. При выборе дозы адаптогенов мы исходили из опубликованных нами данных о кардиопро-текторной активности комплексного адаптогенного препарата «тонизид» [9]. В качестве контроля использовали животных, которым через зонд вводили воду в аналогичном объеме. Исследования проводили слепым методом - препарат и воду вводил один исследователь, а коронароокклюзию и обработку результатов выполнял другой экспериментатор, который не знал, какие крысы являются подопытными, а какие -контрольными.
Результаты обрабатывали статистически с использованием t-критерия Стьюдента и критерия %2.
Результаты исследования
Экстракт Rhodiola rosea при курсовом введении в течение 5 дней вызывал трехкратное уменьшение частоты возникновения окклюзионной желудочковой тахикардии (ЖТ) по отношению к группе контроля (табл. 1). У животных, получавших родиолу, в периоде ишемии в 4 раза реже, по сравнению с контрольными особями, возникала желудочковая экстра-систолия (ЖЭ). Так, в группе контроля устойчивыми к аритмогенному действию ишемии оказались 19 % крыс, а в группе животных, которым вводили экстракт Rhodiola rosea, - 81 %. Экстракт родиолы способствовал повышению резистентности сердца крыс не только к ишемии, но и к аритмогенному действию реперфузии, по скольку у животных, получавших названный адаптоген, реперфузионная ЖТ и ЖЭ отмечалась в 3 раза реже, чем в контрольной группе (табл. 1). При оценке тяжести ишемических аритмий в баллах выяснилось, что этот показатель в контроле составил 2.73 балла (рис. 1), а в опыте - 0.53, т. е. был в 5 раз меньше. Во время реперфузии индекс тяжести аритмий у крыс, которым вводили экстракт Rhodiola rosea, был равен 1.05, а в контроле - 2.73 балла.
Хроническое введение экстракта Aralia mandshurica также способствовало повышению устойчивости сердца к аритмогенному действию ишемии/реперфузии (табл. 1). У крыс, получавших аралию, окклюзионная ЖТ возникала в 4 раза реже, а ЖЭ - в 6 раз реже, чем в контроле. В 86 % случаев у крыс, которым перед коронароокклюзией вводили аралию, нарушения ритма сердца не развивались. В контроле этот
Т аблица 1
Влияние курсового (16 мг/кг, 5 дней) введения экстрактов фитоадаптогенов на частоту возникновения ишемических и реперфузионных аритмий на модели кратковременной ишемии (10 мин) и реперфузии (10 мин)
Группа Ишемия Реперфузия
БЖА n (%) МЖЭ n (%) Н ^ *1 ЖФ n (%) БЖА n (%) МЖЭ n (%) ЖТ n (%) ЖФ n (%)
Контроль (n=44) 6 (14) 38 (86) 30 (68) 11 (25) 9 (20) 35 (80) 33 (75) 14 (32)
Аралия (n=14) *** 12 (86) *** 2 (14) * 2 (14) 2 (14) ** 11 (79) ** 3 (21) ** 2 (14) 2 (14)
Родиола (n=16) *** 13 (81) *** 3 (19) * 3 (19) 1 (6) ** 12 (75) ** 4 (25) * 4 (25) 2 (13)
Женьшень (n=14) 3 (21) 11 (79) 9 (64) 4 (29) 3 (21) 1 (79) 1 (79) 5 (36)
Левзея n=15 4 (26.6) 11(73) 11 (73) 7 (26) 4 (26) 11(73) 11(73) 6 (40)
Элеутерококк n=15 5 (31) 11 (68) 6 (37,5) 4 (25) 4 (25) 12 (75) 9 (56) 4 (25)
Примечание: * Р<0.025; **Р<0.01; ***Р<0.001 - достоверность по отношению к контролю; п - количество животных в группе. Эксперименты проводились через два часа после последнего введения препарата. БЖА - без желудочковых аритмий, МЖЭ - множественные желудочковые экстрасистолы, ЖТ - желудочковая тахикардия, ЖФ - желудочковая фибрилляция.
показатель составил всего 19 %. У крыс, получавших аралию, в 4 раза реже, чем в контроле, возникали реперфузионные ЖТ и ЖЭ. Согласно нашим данным, 79 % из числа крыс, которым вводили экстракт АгаНа шапёБИипса, были толерантны к аритмогенно-му действию реперфузии. В контроле этот показатель составлял 19 %. Тяжесть аритмий в баллах у крыс, получавших аралию, была в 3.8 раза ниже, чем в контроле, как во время ишемии, так и в период восстановления коронарного кровотока (рис. 1). У препаратов женьшеня, левзеи и элеутерококка нам не удалось обнаружить антиаритмического эффекта при курсовом введении (данные не представлены в таблице).
3.5 1 3
2.5 2
1.5 1 -
0.5 -0
контроль
родиола
аралия
□ ишемия (10 мин) ЕШ реперфузия (10 мин)
Рис. 1. Влияние курсового введения экстрактов родиолы и аралии на тяжесть аритмий (в баллах). * - р<0.001 - по сравнению с группой контроля
Некоторые наши экстракты оказывали антифибрил-ляторное действие у крыс с постинфарктным кардиосклерозом. Так, аралии при курсовом введение повышало ПФЖ на 36 % по сравнению с контролем (рис. 2). Элеутерококк повышал этот показатель на 46 %, а родиола - на 43 % (рис. 2). Женьшень и левзея не оказывали достоверного эффекта на ПФЖ. Следовательно, экстракты родиолы, элеутерококка и аралии обладают антифибрилляторной активностью на модели постинфарктного кардиосклероза, в то время как препараты женьшеня и левзеи не влияют на элек-
V
2.5 т
2-
1.5
1-
0.5-
0
контроль
родиола
аралия
Рис. 2. Антифибрилляторный эффект курсового введения родиолы и аралии у крыс с постинфарктным кардиосклерозом.
* - р<0.01 - по сравнению с контрольными значениями
трическую стабильность сердца. Однако мы не можем исключить вероятность того, что в дозировках больших, чем 16 мг/кг, женьшень и левзея будут проявлять антифибрилляторные свойства. Полученные данные, казалось бы, противоречат вышеприведенным данным об отсутствии у элеутерококка антиарит-мической активности при коронароокклюзии и реперфузии. На наш взгляд, это противоречие является кажущимся. Во-первых, механизм возникновения аритмий при ишемии-реперфузии и при постинфарктном кардиофиброзе не может быть идентичен: в первом случае аритмии возникают в результате ишемического и реперфузионного повреждения кардиомиоцитов, а во втором случае их индуцируют с помощью электрической стимуляции. Кроме того, мы хотели бы отметить тот факт, что ни родиола, ни аралия не проявляют антифибрилляторного эффекта на модели коро-нароокклюзии и реперфузии. Возможно, что причиной отсутствия подобного эффекта является низкая частота возникновения ЖФ в наших опытах, что не позволяет уловить достоверный антифибрилляторный эффект у фитоадаптогенов при ишемии-реперфузии.
Обсуждение результатов
Таким образом, в наших опытах только экстракты аралии и родиолы в дозе 16 мг/кг обладали антиарит-мической активностью на модели ишемии-реперфузии in vivo. Вместе с тем нельзя исключить возможность того, что и другие фитоадаптогены в более высоких дозировках способны повышать устойчивость сердца к аритмогенному действию коронароокклю-зии и реперфузии. Полученные результаты согласуются с предыдущими нашими данными о способности экстракта Rhodiola rosea повышать толерантность сердца крысы к аритмогенному действию токсических доз адреналина [4]. Однако результаты настоящей работы отличаются от данных Y. Liu и соавт. [3] и B. Y. Gao и соавт. [2], которые обнаружили антиарит-мический эффект у препаратов элеутерококка и сапонинов Panax notoginseng. Подобное расхождение может быть связано с тем, что Y. Liu и соавт. [3] использовали модель ишемии-реперфузии изолированного сердца, а сухой экстракт Eleutherococcus senticosus добавляли непосредственно в перфузион-ный раствор, а не вводили, как мы, перорально. Пекинские же исследователи использовали панаксатри-оловые сапонины, которые, как известно, по своей биологической активности многократно превосходят использованный нами экстракт [2]. Механизм анти-аритмического и антифибрилляторного действия фи-тоадаптогенов остается неизвестным. Вместе с тем литературные данные позволяют нам выдвинуть рабочую гипотезу о механизме защитного действия фитоадаптогенов. Ранее нами было установлено, что курсовое введение крысам экстрактов родиолы, элеутерококка и левзеи вызывает увеличение в плазме крови подопытных животных уровня в-эндорфина [10]. Кроме того, мы установили, что блокада опио-
идных рецепторов налоксоном приводит к почти полному исчезновению антиаритмического эффекта ро-диолы на модели адреналин-индуцированных аритмий [4]. Налоксон полностью блокировал антиаритмичес-кий эффект элеутерококка в условиях введения токсической дозы адреналина [11]. Необходимо упомянуть и тот факт, что экзогенные опиоиды обладают антиаритмической активностью на модели ишемии-реперфузии сердца [12] и антифибрилляторным эффектом у крыс с постинфарктным кардиосклерозом [S]. По этой причине представляется уместным предположить, что антиаритмический эффект фитоадаптогенов
может быть следствием увеличения в крови и тканях подопытных особей уровня опиоидных пептидов.
Таким образом, результаты наших исследований свидетельствуют о том, что экстракты Rhodiola rosea и Aralia mandshurica при курсовом введении в дозе 1б мг/кг оказывают выраженный антиаритмический эффект при моделировании ишемии и реперфузии сердца in vivo. Хроническое введение экстрактов Aralia mandshurica, Rhodiola rosea и Eleutherococcus senticosus сушественно увеличивает электрическую стабильность сердца у подопытных животных с по-стинфарктным кардиосклерозом.
Список литературы
1. Метелица В. И. Справочник по клинической фармакологии сердечно-сосудистых лекарственных средств. М.: СПб., 2002. 926 с.
2. Gao B. Y., Li X. J., Liu L., Zhang B. H. Effect of panaxatriol saponins isolated from Panax notoginseng (PTS) on myocardial ischemic arrhythmia in mice and rats // Yao Xue Xue Bao. 1992; 27(9): 641-644.
3. Liu Y., Yan M., Wang T. et al. Effects of Acanthopanax giraldii Harms on coronary flow in isolated perfused guinea-pig heart and arrhythmia in other animals // Zhongguo Zhong Yao Za Zhi. 1990; 15(8): 494-496.
4. Маймескулова Л. A., Маслов Л. H., Лишманов Ю. Б., Краснов Е. А. Об участии ц-, 5-, и к-опиатных рецепторов в реализации антиаритмического эффекта родиолы розовой // Эксперим. и клин. фармакол. 1997. № 60 (1). С. 38-39.
5. Schultz J. E. J., Qian Y. Z., Gross G. J., Kukreja R. C. The ischemia-selective KATP channel antagonist, 5-hydroxydecanoate, blocks ischemic preconditioning in the rat heart // J. Mol. Cell. Cardiol. 1997; 29: 1055-1060.
6. Neckar J. et al. Myocardial infarct size-limiting effect of chronic hypoxia persists for five weeks of normoxic recovery // Physiol. Res. 2004; 53(6): 621-628.
7. Hale S. L., Kloner R. A. Left ventricular topographic alteration in the completely healed rat infarct caused by early and late coronary artery reperfusion // Am. Heart J. 1988; 116: 1508-1514.
8. Maslov L. N., Lishmanov Y. B., Solenkova N. V. et al. Activation of peripheral 5-opioid receptors eliminates cardiac electrical instability in a rat model of post-infarction cardiosclerosis via mitochondrial ATP-dependent K+ channels // Life Sci. 2003; 73(7): 947-952.
9. Арбузов А. Г., Крылатов А. В., Маслов Л. H. и др. Антигипоксический, кардиопротекторный и антифибрилляторный эффекты комплексного адаптогенного препарата растительного происхождения // Бюл. эксперим. биол. и мед. 2006. № 142(8). С. 177-180.
10. Лишманов Ю. Б., Маслов Л. H. Опиоидные нейропептиды, стресс и адаптационная защита сердца. Томск, 1994. 352 с.
11. Маймескулова Л. А., Маслов Л. H. Антиаритмический эффект фитоадаптогенов // Эксперим. и клин. фармакол. 2000. № 63 (4). С. 29-31.
12. Лишманов Ю. Б., Маслов Л. H. Опиоидные рецепторы и резистентность сердца к аритмогенным воздействиям // Бюл. эксперим. биол. и мед. 2004. № 138 (8). С. 124-131.
Маслов Л. Н., доктор медицинских наук, профессор, зав. лабораторией.
НИИ кардиологии СО РАМН.
ул. Киевская 111, г. Томск, Россия, 634012.
E-mail: [email protected]
Арбузов А. Г., кандидат биологических наук, научный сотрудник.
ООО «Биолит».
пр. Академический, 3, г. Томск, Россия, 634055.
Башелханова Т. С., аспирант.
НИИ кардиологии СО РАМН.
ул. Киевская 111, Томск, Россия, 634012.
Буркова В. Н., директор.
ООО «Биолит».
пр. Академический, 3, г. Томск, Россия, 634055.
Сафронов С. М., кандидат химических наук, научный сотрудник.
ООО «Биолит»
пр. Академический, 3, г. Томск, Россия, 634055.
Материал поступил в редакцию 23.01.2009
L. N. Maslov, A. G. Arbuzov, T. S. Bashelkhanova, V. N. Burkova, S. M. Safronov
PHYTOADAPTOGENES INCREASE ELECTRICAL STABILITY OF HEART DURING ISCHEMIA-REPERFUSION
AND POSTINFARCTION CARDIO-FIBROSIS
It has been established that the course administration (5 days at a dose of 16 mg/kg per os) of extracts of Aralia mandshurica or Rhodiola rosea decreased the incidence of ischemic and reperfusion ventricular arrhythmias during a 10-min coronary artery occlusion and a 10-min reperfusion. Extracts of Eleutherococcus senticosus, Leuzea carthamoides and Panax ginseng had no effect on the incidence of ischemic and reperfusion arrhythmias. Chronic administration of Aralia, Rhodiola and Eleutherococcus increased the ventricular fibrillation threshold (VFT) value in rats with postinfarction cardiosclerosis. Ginseng and Leuzea did not affect the VFT in rats with postinfarction cardiosclerosis.
Key words:phytoadaptogenes, heart, ischemia, reperfusion, cardiosclerosis, arrhythmias.
Maslov L. N.
SI RI for cardiology SB RAMS.
ul. Kievskaya, 111a, Tomsk, Russia, 634012.
E-mail: [email protected]
Arbuzov A. G.
Company «Biolit», Ltd.
pr. Academicheskii, 3, Tomsk, Russia, 634055.
Bashelkhanova T. S.
SI RI for cardiology SB RAMS.
ul. Kievskaya, 111a, Tomsk, Russia, 634012.
Burkova V. N.
Company «Biolit», Ltd.
pr. Academicheskii, 3, Tomsk, Russia, 634055.
Safronov S. M.
Company «Biolit», Ltd.
pr. Academicheskii, 3, Tomsk, Russia, 634055.
