Исследование эндотелио- и кардиопротективных эффектов эналаприла, лозартана и амлодипина при моделировании гипергомоцистеин индуцированной эндотелиальной дисфункции

Корокин Михаил Викторович; Покровский Михаил Владимирович; Кочкаров Владимир Исхакович; Гудырев Олег Сергеевич; Покровская Татьяна Григорьевна; Корокина Лилия Викторовна; Полянская Оксана Сергеевна

ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНДОТЕЛИО- И КАРДИОПРОТЕКТИВНЫХ ЭФФЕКТОВ ЭНАЛАПРИЛА, ЛОЗАРТАНА И АМЛОДИПИНА ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ГИПЕРГОМОЦИСТЕИН ИНДУЦИРОВАННОЙ ЭНДОТЕЛИАЛЬНОЙ ДИСФУНКЦИИ

М. В. Корокин, М. В. Покровский, В. И. Кочкаров, О. С. Гудырев, Т. Г. Покровская, Л. В. Корокина, О. С. Полянская

ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», г. Белгород

На лабораторных животных проведено исследование эндотелио- и кардиопротективных эффектов эналаприла, лозартана и амлодипина при моделировании гипергомоцистеин индуцированной эндотелиальной дисфункции. Установлено, что использование ингибиторов АПФ, блокаторов АТ1 рецепторов и блокаторов кальциевых каналов при общем, выраженном эндотелио- и кардиопротективном действии, позволяет корректировать лишь ряд показателей функционирования сосудистого эндотелия и сердечно-сосудистой системы в целом.

Ключевые слова: гипергомоцистеинемия, эндотелиальная дисфункция, эналаприл, лозартан, амлодипин.

Исследования последних лет убедительно свидетельствуют о том, что в небольших концентрациях оксид азота (N0) - представляет уникальный по своей природе и механизмам действия вторичный мессенджер в большинстве клеток организма. Оксид азота (N0) - ведущий гуморальный эндотелиальный модулятор ди-латации, релаксирующий сосуды, который вырабатывается эндотелиоцитами [7]. Клетки эндотелия выделяют большое количество различных веществ как в кровь, так и в окружающие ткани, поэтому их можно рассматривать как самую большую эндокринную систему [11].

В настоящее время под дисфункцией эндотелия понимают дисбаланс между медиаторами, обеспечивающими в норме оптимальное течение всех эндотелийза-висимых процессов [8].

Коррекция эндотелиальной дисфункции и, как следствие, нарушений метаболизма оксида азота (снижение его синтеза эндотелиоцитами и сниже-

ние биодоступности) приводит к уменьшению риска возникновения, а также предупреждению патогенетических механизмов развития и клинических проявлений артериальной гипертонии, атеросклероза, сахарного диабета и их осложнений [12].

Сравнительно недавно к потенциальным факторам риска сердечнососудистых заболеваний стали относить гипергомоцистеинемию. Гипергомоци-стеинемия может являться независимым фактором развития эндотелиальной дисфункции или усиливать уже имеющееся повреждение эндотелия.

Целью настоящего исследования явилось изучение эндотелио- и кардио-протективных эффектов эналаприла, ло-зартана и амлодипина при моделировании гипергомоцистеин индуцированной эндо-телиальной дисфункции.

Исследование выполнено при поддержке гранта Президента РФ № МК-905.2012.4.

Материалы и методы

Опыты проводились на белых крысах-самцах линии Wistar массой 200-250 г. Гипергомоцистеин индуцированную эндотелиальную дисфункцию моделировали с помощью внутрижелудочного введения метионина в дозе 3 г/кг массы. Раствор для внутрижелудочного введения метионина готовили ex tempore с помощью полисорбата ТВИН-80 и 1% крахмального раствора.

Животные были разделены на группы (n=10): 1 - контроль (10% раствор ТВИН 80 в дозе 1 мл/кг); 2 - метионин 3 г/кг в течение 7 дней; 3 - метионин + эналаприл 0,6 мг/кг внутрижелудочно; 4 -метионин + лозартан 5 мг/кг внутрижелудочно; 5 - метионин + амлодипин 5 мг/кг внутрижелудочно.

На 8 день от начала эксперимента под наркозом (хлоралгидрат 300 мг/кг) вводили катетер в левую сонную артерию для регистрации показателей артериального давления (АД), болюсное введение фармакологических агентов осуществляли в бедренную вену. Показатели гемодинамики: систолическое артериальное давление (САД), диастолическое артериальное давление (ДАД) и частоту сердечных сокращений (ЧСС) измеряли непрерывно посредством аппаратно-программного комплекса "Biopac". Помимо измерения АД проводили ряд функциональных проб, проводимых в представленной последовательности: 1. Проба на эндотелийзависи-мое расслабление сосудов (внутривенное введение раствора ацетилхолина (АХ) в дозе 40 мкг/кг массы из расчета 0,1 мл на 100г). 2. Проба на эндотелийнезависимое расслабление сосудов (внутривенное введение раствора нитропруссида натрия (НП) в дозе 30 мкг/кг массы из расчета 0,1 мл на 100г) [1, 4, 5, 6].

Степень эндотелиальной дисфункции у экспериментальных животных, а также степень ее коррекции исследуемыми препаратами оценивали по расчетному коэффициенту эндотелиальной дисфункции (КЭД) [1, 3, 4].

Для оценки функциональных возможностей миокарда у животных, нахо-

дящихся на управляемом дыхании, катетеризировали полость левого желудочка и проводили нагрузочные пробы в представленной последовательности: 1. Проба на адренореактивность (внутривенное одномоментное введение раствора адреналина гидрохлорида 1.10-5моль/л, из расчёта 0,1 мл на 100 г) [2]. При проведении данной пробы проводилась оценка максимального подъема левожелудочкового давления (ЛЖД) в ответ на введение адреналина. 2. Нагрузка сопротивлением (пережатие восходящей аорты на 30 сек [2]. 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.

Для определения стабильных метаболитов NO (NOx в мкМоль) использована модификация метода, позволяющая после депротеинизации сыворотки крови проводить одноэтапное количественное определение суммарных нитратов и нитритов. Исследование проводилось по общепринятой методике (Метельская В.А., Гуманова Н.Г., 2005).

Достоверность изменений абсолютных параметров определяли разностным методом вариационной статистики с нахождением средних значений сдвигов (М), средней арифметической (±m) и вероятности возможной ошибки (р) по таблицам Стьюдента. Различия оценивали как достоверные при p<0,05. Статистические расчёты проводились с использованием программы Microsoft Excel 7.0.

Результаты и их обсуждение

Обнаружено, что изучаемые препараты не влияли на исходные показатели гемодинамики и значения САД и ДАД, достоверно не отличались от таковых значений животных контрольной группы во всех сериях экспериментов (табл. 1).

Обработка полученных экспериментальных данных позволила установить, что все исследуемые препараты в обозначенных дозировках обладали в различной степени выраженным эндотелиопротек-тивным действием, выражающимся в ста-

тистически значимом уменьшении коэффициента эндотелиальной дисфункции. Наименьшая эффективность обнаружена при применении эналаприла, где КЭД составил 2,1±0,2 (в контрольной группе животных - 0,9+0,2, при гипергомоцисте-ин индуцированном дефиците оксида азота - 3,3+0,3). При применении амло-дипина обнаружено максимальное снижение КЭД. В данной группе животных коэффициент эндотелиальной дисфункции составил 1,6+0,2 (табл. 1).

При проведении пробы на адреноре-активность обнаружено статистически значимое уменьшение максимальных значений ЛЖД в сериях экспериментов с внутриже-лудочным введением лозартана и амлоди-пина. Амлодипин в дозе 0,5 мг/кг полностью предотвращал гипергомоцистеин индуцированное повышение адренореактив-ности и значение ЛЖД при проведении пробы в данной группе животных составило 190,7+6,5 мм рт.ст. (189,7+9,1 в контрольной группе животных и 238,1+9,2 в группе животных, получавших метионин 3 г/кг) (табл. 2). Эналаприл не проявлял про-тективного действия при проведении пробы с введением адреналина.

При изучении N0-продуцирующей функции эндотелия обнаружено, что лозар-тан и амлодипин оказывают статистически значимое влияние на увеличение концентрации стабильных метаболитов оксида азота. Однако, значения N0x (89,3±2,9 мкМоль для лозартана и 88,7±3,1 мкМоль для амлодипи-на) далеки от соответствующих значений в контрольной группе животных (121,2±12,1 мкМоль). Применение эналаприла не привело к изменению концентрации исследуемого показателя (табл. 1).

При проведении пробы на нагрузку сопротивлением эналаприл, лозартан и амлодипин предотвращали исчерпание миокардиального резерва (табл. 2).

Полученные результаты подтверждают существующие данные о эндоте-липротективном действии ингибиторов ангиотензин превращающего фермента (ИАПФ), блокаторов ATI рецепторов, дигидропиридоновых антагонистов кальция, селективных бета-адреноблокаторов и тиазидоподобных диуретиков.

Так, в опытах на животных и клинических исследованиях показано, что тканевые эффекты ИАПФ восстанавливают функцию эндотелия, подавляют пролифе-

Таблица 1

Влияние эналаприла, лозартана и амлодипина на артериальное давление и коэффициент эндотелиальной дисфункции

" ——Проба Группы животных ——_____ САД, мм рт.ст. ДАД, мм рт.ст КЭД, усл. ед. NOx, мкМоль

10%ТВИН 80 1 мл/кг Контроль 129,2 ±4,3 82,4 ± 5,9 0,9±0,2 121,2±9,4

Метионин 3 г/кг 1 раза/сутки 7 дней 118,9±10,1 76,6±7,2 3,3±0,3* 72,9±4,2*

Метионин + Эналаприл 0,5 мг/кг 121,5±7,3 81,9±6,4 2,1±0,2** 76,1±3,8

Метионин + лозартан 6 мг/кг 119,9±6,9 78,2±3,5 1,7±0,1** 89,3±1,9**

Метионин + амлодипин 0,5 мг/кг 122,4±10,5 84,1±6,9 1,6±0,2** 88,7±3,1**

Примечание: САД, ДАД, АД - систолическое, диастолическое артериальное давление, КЭД - коэффициент эндотелиальной дисфункции, NOx - концентрация конечных стабильных метаболитов оксида азота.

* - p < 0,05 - в сравнении с группой животных, получавших 10% ТВИН 80; ** — p < 0,05 - в сравнении с группой животных, получавших метионин 3 г/кг

Таблица 2

Влияние эналаприла, лозартана и амлодипина на функциональные показатели при моделировании гипергомоцистеин индуцированной эндотелиальной дисфункции

——Проба Группы животных ■——^^^^ АДр, мм рт.ст НС, %

10%ТВИН 80 1 мл/кг Контроль 189,7+9,1 85,4+5,9

Метионин 3 г/кг 1 раза/сутки 7 дней 238,1+9,2* 69,8+3,1*

Метионин + Эналаприл 0,5 мг/кг 221,9±10,4 80,4+4,7**

Метионин + лозартан 6 мг/кг 215,9±6,5** 79,3+5,1**

Метионин + амлодипин 0,5 мг/кг 190,7±6.5** 83,6+3,9**

Примечание: АДр - адренореактивность, НС - нагрузка сопротивлением. * - р < 0,05 - в сравнении с группой животных, получавших 10% ТВИН 80; ** - p < 0,05 - в сравнении с группой животных, получавших метионин 3 г/кг.

рацию и миграцию гладкомышечных клеток, нейтрофилов и мононуклеарных клеток, снижают свободнорадикальное окисление, усиливают эндогенный фибрино-лиз, снижают агрегацию тромбоцитов, обладают антиатерогенным действием и стабилизируют атеросклеротические бляшки у животных [10].

Благоприятное действие на эндотели-альную дисфункцию антагонистов ангио-тензиновых рецепторов реализуется, по-видимому, за счет блокады АТ1 -рецепторов, что приводит к снижению продукции супероксидных радикалов, уменьшению связывания N0 и его накоплению [13].

Антагонисты кальция (АК) дигидро-пиридинового ряда (нифедипин, амлодипин, лацидипин, пранидипин, фелодипин) в эксперименте и в клинических исследованиях улучшают эндотелийзависимую вазодилата-цию за счет увеличения уровня N0 [9].

При проведении данного исследования показано, что эналаприл и амлодипин в дозе 0,5 мг/кг, лозартан в дозе 6 мг/кг, проявляли выраженное эндотелиопротек-тивное действие при моделировании ги-пергомоцистеин индуцированной эндоте-лиальной дисфункции, что выражалось в

снижении коэффициента эндотелиальной дисфункции, нормализации эндотелий зависимых и эндотелий не зависимых реакций. Обнаружено, что лозартан и ам-лодипин оказывают статистически значимое влияние на увеличение концентрации стабильных метаболитов оксида азота. Однако, значения МОх (89,3±2,9 мкМоль для лозартана и 88,7±3,1 мкМоль для амлодипина) далеки от соответствующих значений в контрольной группе животных (121,2±12,1 мкМоль). При проведении пробы с внутривенным введением адреналина установлено что амлодипин в дозе 0,5 мг/кг полностью предотвращал гипергомоцистеин индуцированное повышение адренореактивно-сти. Эналаприл не проявлял протективно-го действия на функциональной пробе с введением адреналина.

При проведении пробы на нагрузку сопротивлением эналаприл, лозартан и ам-лодипин предотвращали падение сократимости с 5 на 25 секунду пережатия аорты.

Заключение

Таким образом, становится понятно, что стратегия применения ингибиторов АПФ, блокаторов АТ! рецепторов и бло-

каторов кальциевых каналов в качестве монотерапии при общем, выраженном эндотелио- и кардиопротективном действии, позволяет корректировать лишь ряд показателей функционирования сосудистого эндотелия и сердечно-сосудистой системы в целом.

Дальнейшего изучения требуют подходы к фармакологической коррекции гипергомоцистеин индуцированной эндо-телиальной дисфункции с использованием препаратов с доказанным эндотелио-протективным действием, в комбинации с тетрагидробиоптерином для многостороннего, патогенетически обоснованного изучения возможности коррекции гипер-гомоцистеинемии и эндотелиальной дисфункции при данном патологическом состоянии.

Литература

1. Возможности моделирования гиперго-моцистеин-индуцированной эндотели-альной дисфункции у крыс / М.В. Ко-рокин [и др.] // Кубанский научный медицинский вестник. - 2009. - № 5. -С. 43-48.

2. Гурбанов К.К. Сравнительная оценка антиишемического действия верапами-ла на разных моделях ишемии миокарда / К.К. Гурбанов, Г.В. Ковалев, А.А. Паперно // Фармакология и токсикология. - 1991. - Т. 54, №4. - С. 21-23.

3. Методические подходы для количественной оценки развития эндотели-альной дисфункции при L-NAME- индуцированной модели дефицита оксида азота в эксперименте / М.В. Покровский [и др.] // Кубанский научный медицинский вестник. - 2006. - № 10.

- С. 72-77.

4. Покровский М.В., Покровская Т.Г., Кочкаров В.И. Патент 2301015 Российская Федерация, МПК7 А61В 5/02.

- № 2005113243/14. - заявл. 10.1.2006; опубл. 20.06.07. - Бюл. № 17. - 7 с.

5. Принципы фармакологической коррекции эндотелиальной дисфункции / М.В. Покровский [и др.] // Кубанский научный медицинский вестник. -2007. - №1-2. - С. 146-150.

6. Эндотелиопротекторные эффекты L-аргинина при моделировании дефицита окиси азота / М.В. Покровский [и др.] // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2008. - Т. 71, №2. - С. 29-31.

7. Cooke J.P. Flow, NO and atherogenesis / J.P. Cooke // PNAS. - 2003. - Vol. 100, № 3. - P. 768-770.

8. Effect of L-arginine on atherosclerosis in

Apo-E knockout and ApoE inducible NO synthase double-knockout mice / J. Chen [et al.] // Arterioscler. Thromb. Vase. Biol. - 2003. - Vol. 23, № 1. - P. 97-103.

9. Effects of enalapril and amlodipine on small-artery structure and composition, and on endothelial dysfunction in spontaneously hypertensive rats / A.M. Sharifi [et al.] // J. Hypertens. - 1998. - Vol. 16, № 4. - P. 457-466.

10. Enalapril and quinapril improve endothelial vasodilator function and aortic eNOS gene expression in L-NAME-treated rats / V. De Gennaro Colonna [et al.] // Eur. J. Pharmacol. - 2002. - Vol. 450, № 1. -P. 61-66.

11. Girdhar G. Biological effects of dynamic shear stress in cardiovascular pathologies and devices / G. Girdhar, D. Bluestein // Expert. Rev. Med. Devices. - 2008. -Vol. 5, № 2. - P. 167-181.

12. Impaired nitric oxide synthase pathway in diabetes mellitus: role of asymmetric dimcthylarginine dimethylaminohydro-lase / K.Y. Lin [et al.] // Circulation. -2002. - Vol. 106. - P. 987-992.

13. Losartan an angiotensin type I receptor antagonist, improves conduit vessel en-dothelial function in Type II diabetes / C. Cheetham [et al.] // Clin. Sci. (Lond). -2001. - Vol. 100, №1. - P. 13-17.

RESEARCH OF ENDOTHELIO-AND CARDIOPROTECTIVE EFFECTS OF ENALAPRIL, LOZARTAN AND AMLODIPIN AT MODELLING HYPERHOMOCYSTEIN INDUCED ENDOTHELIAL DYSFUNCTION

M.V. Korokin, M.V. Pokrovskii, V.I. Kochkarov, O.S. Gudyrev, T.G. Pokrovskaia, L.V. Korokina, O.S. Polyanskaya

On laboratory animals we investigate endothelio- and cardioprotective effects of enalapril, lozartan and amlodipine at modeling hyperhomocystein induced endothelial dysfunction. It is established that use of ACЕ inhibitors, blockers of ATI of receptors and calcium channels blockers at the general, expressed endothelio-and cardioprotective action, allows to correct only a number of indicators of functioning an vascular endothelium and cardiovascular system as a whole.

Keywords: hyperhomocystein, endothelial dysfunction, enalapril, lozartan, amlodipine.

Корокин Михаил Викторович - д-р мед. наук, проф. кафедры фармакологии и фармацевтических дисциплин ИПМО НИУ БелГУ.