CC BY
67
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА___________
УДК 615.27:616.379-008.64
В. И. Инчина, И. А. Просвиркина, А. Б. Коршунова, И. Н. Чаиркин, Н. А. Костычев
НЕКОТОРЫЕ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ПРОИЗВОДНОГО 3-ОКСИПИРИДИНА И БЕНЗИМИДАЗОЛА НА ФОНЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ДИАБЕТА И ЭКЗОГЕННОЙ ГИПЕРХОЛЕСТЕРИНЕМИИ
Аннотация. Представлены результаты исследования некоторых эффектов производного 3-оксипиридина - 2-этил-6-метилгидроксипиридина адипината и производного бензимидазола - 2,6-диметил-5-гидрокси-бензимидазол в сравнении с мексидолом на модели аллоксанового диабета в сочетании с экзогенной холестериновой нагрузкой. Было установлено наличие гипогликемиче-ской, антиоксидантной, гиполипидемической, органопротекторной активности исследуемых соединений.
Ключевые слова: сахарный диабет, перекисное окисление липидов, мексидол, дислипидемия, хемилюминограмма, инсулярный аппарат поджелудочной железы.
Abstract. The article introduces to the research results of the effects of derivative 3-oxipiridin - 2-ethyl-6-methylhydroxypiridinadipinate and derivative benzimidazol -
2,6-dimethyl-5-hydroxy-benzimidazol in comparison with mexidol tested on the model of alloxan diabetes in a combination with exogenous hypercholesterinamia. The authors determine hypoglycemic, antioxidant, hypoliposis, organoprotective effects of the present compounds.
Keywords: diabetes mellitis, lipid peroxidation, mexidol, dislipidemia, hemilumino-grame, pancreas insular apparatus.
Введение
В настоящее время установлена важная роль неферментативного свободно-радикального окисления липидов в патогенезе сахарного диабета. Окислительный стресс вызывает дисфункцию эндотелия, которая играет ключевую патогенетическую роль в развитии микро- и макроангиопатий [1, 2].
Эффективность некоторых препаратов с антиоксидантной активностью при сахарном диабете исследована и доказана во многих экспериментальных и клинических исследованиях [3]. Наиболее изученными в этом отношении являются производные 3-оксипиридина [4]. Были установлены многочисленные эффекты производных 3-оксипиридина, в том числе гипогликемический, гиполипидемический, цитопротекторный [5-7]. Постоянно ведется поиск новых препаратов антиоксидантного типа действия для лечения сахарного диа-
бета. Сравнительно малоизученной группой являются производные бензими-дазола, антиоксидантный эффект которых связан с наличием в структуре бензольного кольца [8]. Так, нами были изучены некоторые эффекты производного 3-оксипиридина и бензимидазола в сравнении с мексидолом.
Материалы и методы исследования
Эксперимент был поставлен на 50 белых нелинейных беспородных крысах обоего пола массой 200 ± 20 г. Все манипуляции с животными проводились согласно «Правилам проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приказ МЗ СССР от 12.08.1977 № 755). Аллоксановую модель сахарного диабета создавали путем однократного внутрибрюшин-ного введения аллоксана в дозе 135 мг/кг. Моделирование диабета происходило в течение двух недель. Экзогенную гиперхолестеринемию создавали путем введения per os масляной суспензии холестерина из расчета 40 мг/кг, растворив в 0,2 мл растительного масла с добавлением витамина D в дозе 12 500 Ед/кг в течение 24 дней. Подопытные животные были разделены на пять групп - по 10 в каждой. Первая группа - интактная; вторая, третья -контрольные, получавшие в течение 10 дней физиологический раствор, мек-сидол в дозе 25 мг/кг (50 мг/мл, фармацевтическая компания «Фармасофт», Россия); четвертая, пятая - экспериментальные, животные этих групп получали в течение 10 дней внутримышечно соединение 2,6-диметил-5-гидрокси-бензимидазол (2,6-ДМ-5-ГБИ) в дозе 22,5 мг/кг и 2-этил-6-метилгидрокси-пиридина адипинат (2-Э-6-МГП А) в дозе 25 мг/кг. Применяли дозы соединений в диапазоне от 1 до 10 % от установленных LD50. По окончании эксперимента животных забивали путем декапитации под эфирным наркозом. В крови животных определяли содержание глюкозы экспресс-методом с помощью глюкометра «Аккучек Гоу Нью», оценивали интенсивность ПОЛ по данным хемилюминограммы [9, 10], полученной методом индуцированной железом и перекисью водорода хемилюминесценции на приборе отечественного производства БХЛ-06, определяли содержание общего холестерина (ХС), триглицеридов (ТГ) (энзиматическим колориметрическим методом), холестерина липо-протеидов высокой плотности (ХСЛПВП) (с использованием набора реагентов «HDL-CHOLESTEROL «FL-E»). Рассчитывали содержание холестерина липо-протеидов очень низкой плотности (ХСЛПОНП = ТГ / 2,2), холестерина липо-протеидов низкой плотности (ХСЛПНП = ОХ - ХСЛПВП - хСлПОНП), оценивали морфологическую картину срезов печени и поджелудочной железы, приготовленных по стандартной методике и окрашенных гематоксилином и эозином на световом исследовательском микроскопе МБИ-3 и фотографировали на цифровом аппарате с помощью заводского набора микронасадок.
Результаты исследования и их обсуждение
Развитие аллоксанового диабета приводит к достоверной гипергликемии (рост уровня глюкозы на 73,8 % от интактных животных) (р < 0,01). Соединение 2-Э-6-МГП А показало высокую гипогликемическую активность, вызывая снижение глюкозы на 54,6 % по сравнению с контрольной группой с физиологическим раствором (р < 0,01). Мексидол по гипогликемической активности уступает указанному соединению и превосходит соединение
2,6-ДМ-5-ГБИ, которое снижает уровень гликемии на 10 % от контрольной группы с физиологическим раствором (р < 0,01) (рис. 1).
1 2 3 4 5
группы животных
Рис. 1. Влияние исследуемых соединений на уровень гликемии у крыс с экспериментальной дислипидемией на фоне сахарного диабета:
1 - группа интактных животных; 2 - контрольная группа (аллоксан + ХС +
+ физиологический раствор); 3 - аллоксан + ХС + мексидол; 4 - аллоксан +
+ ХС + 2,6-ДМ-5-ГБИ; 5 - аллоксан + ХС + 2-Э-6-МГП А; * - достоверность рассчитана по отношению к группе животных, получавших физиологический раствор; л - достоверность рассчитана по отношению к группе животных, получавших мексидол
Данные, полученные в результате исследования, свидетельствуют об усилении ПОЛ на модели сахарного диабета у крыс, что согласуется с многочисленными данными литературы. Так, по результатам хемилюминограммы, в сыворотке крови животных с аллоксановым диабетом в сочетании с экзогенной гиперхолестеринемией наблюдалось достоверное снижение антиокси-дантной активности сыворотки крови за счет уменьшения скорости нормализации процессов свободно-радикального окисления ^ 2а) на 28,9 % (р < 0,01), а также увеличение суммарной хемилюминесценции - величины, которая обратно пропорциональна антиоксидантной активности плазмы крови, более чем на 90 % (р < 0,05) от контрольной группы с физиологическим раствором (табл. 1, рис. 2).
Таблица 1
Влияние исследуемых соединений на процессы перекисного окисления липидов крови белых крыс с аллоксановым диабетом на фоне экспериментальной гиперхолестеринемии
Группы Показатели
£ 2а
Интактные 5,43 ± 0,68 0,57 ± 0,09
Аллоксан + ХС + физиологический раствор 10,34 ± 0,84, Ри < 0,05 0,405 ± 0,09, Ри < 0,01
Аллоксан + ХС + мексидол 3,216 ± 0,25, Рк < 0,01 0,5 ± 0,07, Рк > 0,05
Аллоксан + ХС + 2,6-ДМ-5-ГБИ 5,19 ± 0,8, Рк < 0,01, рм < 0,01 0,56 ± 0,09, Рк < 0,01, Рм > 0,05
Аллоксан + ХС + 2-Э-6-МГП А 3,59 ± 0,59, Рк < 0,01, Рм > 0,05 0,5 ± 0,06, Рк > 0,05, Рм > 0,05
Примечание. £ - суммарная хемилюминесценция за 30 с; tg 2а - показатель, характеризующий скорость нормализации процессов свободно-радикального окисления; ри - достоверность рассчитана к интактной группе; рк - достоверность рассчитана к контрольной группе с физиологическим раствором; рм - достоверность рассчитана к контрольной группе с мексидолом.
Соединение 2,6-ДМ-5-ГБИ показало высокую антиоксидантную активность, вызывая достоверную коррекцию обоих показателей, в то время как соединение 2-Э-6-МГП А корригировало только один показатель. Так, значение tg 2а, который выражает скорость восстановления антиоксидантных свойств плазмы крови в группе с производным бензимидазола, было меньше, чем в контрольной с физиологическим раствором на 38,7 % (р < 0,01), соединение 2-Э-6-МГП А не вызывало статистически значимой коррекции данного показателя; суммарную хемилюминесценцию за 30 сек - величину, которая обратно пропорциональна антиоксидантной активности плазмы крови, снижали оба исследуемых соединения более чем на 50 % по сравнению с контрольной группой с физиологическим раствором, причем действие 2-Э-6-МГП А на данный показатель сопоставимо с действием мексидола, который достоверно превосходил 2,6-ДМ-5-ГБИ (табл. 1).
г
р 5
У
п
4
п
ь
3
ж
и 2 в
о
т 1 н ь
х
123.5 *
: 123.4 *
50
100
150
%
0
Рис. 2. Динамика изменения показателя tg 2а в сыворотке крови белых крыс с аллоксановым диабетом на фоне экзогенной гиперхолестеринемии под влиянием исследуемых соединений: 1 - группа интактных животных; 2 - контрольная группа (аллоксан + ХС + физиологический раствор); 3 - аллоксан + ХС + мексидол;
4 - аллоксан + ХС + 2,6-ДМ-5-ГБИ; 5 - аллоксан + + ХС + 2-Э-6-МГП А;
* - достоверность рассчитана по отношению к группе животных, получавших физиологический раствор; Л - достоверность рассчитана по отношению к группе животных, получавших мексидол
Аллоксановый диабет в сочетании с экзогенной гиперхолестеринемией приводит к существенным изменениям показателей общих липидов. Наблюдается резкий рост концентрации ХСЛПНП с 0,153 ± 0,09 до 1,02 ± 0,04 (р < 0,01), т.е. более чем в 6,5 раз выше по сравнению с интактными животными. Одновременно отмечено достоверное повышение содержания ТГ с 0,49 ± 0,14 до 1,282 ± 0,34 ммоль/л (р < 0,01), что на 61,7 % превысило интактный уровень. Концентрация общего ХС также достоверно выросла с 1,29 ± 0,05 до 2,44 ± 0,23 ммоль/л (р < 0,01), на 89 %, по сравнению с ин-тактной группой. Наблюдалась тенденция к снижению уровня ХСЛПВП -
на 8,1 %, но этот показатель носил недостоверный (р > 0,05) характер. Причиной возникновения данных изменений является гипоинсулинемия, возникающая при аллоксановом диабете в результате избыточного образования су-пероксидных радикалов и разрушения Р-клеток поджелудочной железы на фоне мощной холестериновой нагрузки, что ведет к нарушению регуляции липидов и росту фракций, которые считают атерогенными (рис. 3).
г
р
У
п
п
ы
ж
и
в
о
т
н
ы
х
5
4
3
2
0
50
100
%
150
1
Рис. 3. Динамика изменения суммарной хемилюминесценции за 30 с в сыворотке крови белых крыс с аллоксановым диабетом на фоне экзогенной гиперхолестеринемии под влиянием исследуемых соединений: 1 - группа интактных животных; 2 - контрольная группа (аллоксан + ХС + физиологический раствор);
3 - аллоксан + ХС + мексидол; 4 - аллоксан + ХС + 2,6-ДМ-5-ГБИ;
5 - аллоксан + ХС + 2-Э-6-МГП А; * - достоверность рассчитана по отношению к группе животных, получавших физиологический раствор
Соединение 2,6-ДМ-5-ГБИ не вызывало достоверного снижения холестерина, соответственно уступая мексидолу, который снижал данный показатель на 22,2 % от контрольной группы с физиологическим раствором (р < 0,01), при этом уменьшало уровень триглицеридов на 58,6 %, достоверно превосходя мексидол. Что касается влияния на ЛПВП, то производное бензи-мидазола показало высокую, сопоставимую с мексидолом, активность, вызывая повышение данного показателя на 47,6 % от контрольной группы с физиологическим раствором. Введение соединение 2,6-ДМ-5-ГБИ достоверно снижало уровень ЛПНП на 46,6 %, но уступало действию мексидола на этот показатель. Соединение 2-Э-6-МГП А на концентрацию общего холестерина оказывало сопоставимое с мексидолом действие, снижая данный показатель на 22,6 %, по влиянию на содержание ЛПНП достоверно уступало мексидолу, вызывая снижение данного показателя на 36,3 % от контрольной группы с физиологическим раствором. В группе животных, получавших соединение 2-Э-6-МГП А, не выявлено статистически значимой коррекции уровня триглицеридов и ЛПВП (табл. 2).
Таблица 2
Влияние исследуемых соединений на уровень общих липидов в сыворотке крови белых крыс при экспериментальной гиперхолестеринемии на фоне сахарного диабета (М ± т)
Группы животных Показатели (ммоль/л)
ОХС ТГ ХСЛПВП ХСЛПНП
Интактные 1,29 ± 0,05 0,49 ± 0,14 0,91 ± 0,07 0,15 ± 0,09
Аллоксан + ХС + + физиологический раствор 2,44 ± 0,23 ри < 0,01 1,28 ± 0,34 ри < 0,01 0,84 ± 0,12 ри > 0,05 1,02 ± 0,04 ри < 0,01
Аллоксан + ХС + + мексидол 1,92 ± 0,23 Рк<0,01 0,99 ± 0,08 рк > 0,05 1,19 ± 0,15 рк < 0,05 0,27 ± 0,06 рк < 0,01
Аллоксан + ХС + + 2,6-ДМ-5-ГБИ 2,02 ± 0,43 рк > 0,05 рс > 0,05 Рм > 0,05 0,53 ± 0,10 рк < 0,01 рс > 0,05 рм < 0,01 1,24 ± 0,22 рк < 0,05 рс < 0,05 рм > 0,05 0,54 ± 0,18 рк < 0,01 рс > 0,05 рм < 0,05
Аллоксан + ХС + + 2-Э-6-МГП А 1,89 ± 0,13 Рк <0,01 рс > 0,05 Рм > 0,05 0,89 ± 0,10 рк > 0,05 рс > 0,05 рм > 0,05 0,83 ± 0,04 рк > 0,05 рс < 0,05 рм < 0,01 0,65 ± 0,16 рк < 0,01 рс > 0,05 рм < 0,01
Примечание. ри - достоверность рассчитана к интактной группе; рк - достоверность рассчитана к контролю; рс - достоверность рассчитана к группе с симваста-тином; рм - достоверность рассчитана к группе с мексидолом.
При моделировании сахарного диабета с экзогенной гиперхолестери-немией в ткани печени наблюдались признаки диффузной крупнокапельной жировой дистрофии, полнокровие синусоидов и центральных вен. В клетках печени видны гранулы липидов, которые сливаются в крупные капли и одну жировую вакуоль, которая заполняет всю цитоплазму и отодвигает ядро на периферию. Развитие жировой дистрофии печени связано с чрезмерным поступлением в гепатоциты жирных кислот, недостаточном синтезе фосфолипидов и липопротеидов в печени.
Исследуемые соединения обладают сопоставимым с мексидолом гепа-топротекторным действием, при этом в ткани печени сохранялись маловыра-женные признаки жировой дистрофии, но носили характер пылевидного ожирения и располагались на периферии одиночных долек, имелось полнокровие синусоидов, но выраженное в меньшей степени по сравнению с печенью животных из контрольной группы с физиологическим раствором.
При аллоксановом диабете в сочетании с экзогенной гиперхолестери-немией количество островков Лангерганса в поджелудочной железе и их размер были меньше по сравнению с интактными животными. Количество клеток в островках и размер их ядер заметно уменьшались. Островки были менее компактны из-за развития фиброзной ткани и уменьшения количества клеток. Наряду с такими небольшими островками в поджелудочной железе у белых крыс контрольной группы с физиологическим раствором обнаруживались отдельные островки, в которых выявлялись признаки гиперплазии Р-клеток. Соединение 2-Э-6-МГП А оказывало схожее с мексидолом действие на ткань поджелудочной железы: в островках при этом увеличилось количество Р-клеток, расположение их в островках было компактным. В некоторых островках еще встречались признаки регенерации.
Введение соединения 2,6-ДМ-5-ГБИ оказывало менее выраженное действие на островковый аппарат ткани поджелудочной железы: размер островков по сравнению с контролем с физиологическим раствором увеличился незначительно, но островки стали более компактны, и количество клеток возросло.
Таким образом, исследуемые соединения показали гипогликемическую, антиоксидантную, гиполипидемическую, органопротекторную активность, что углубляет знания о фармакологии антиоксидантов и свидетельствует об эффективности исследуемых соединений в коррекции процессов перекисного окисления липидов, нарушений липидного, углеводного обменов. Все это делает целесообразным дальнейшее доклиническое изучение применения антиоксидантов для восстановления метаболических нарушений, характерных для сахарного диабета.
Список литературы
1. Зорькина, А. В. Влияние мексидола и актовегина на структуру печени белых крыс при моделировании аллоксан-холестериновой дислипидемии / А. В. Зорькина, С. Е. Хоронеко, М. М. Артюкова // Медицинские науки. - № 4 (16). - 2006. -С. 30-31.
2. Ивлиева, Е. Н. Коррекция метаболических нарушений лекарственными препаратами и соединениями с антиоксидантным типом действия при экспериментальных дислипидемиях / Е. Н. Ивлиева, Х. А. А. Бин Хатабин, М. М. Артюкова // Медицинские проблемы жизнедеятельностим организма в норме, патологии и эксперименте : материалы XII науч. конф. молодых ученых аспирантов и студентов медицинского факультета Мордов. гос. ун-та. - Вып. 7. - Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2007. - С. 40-42.
3. Вылчегорский, И. А. Эффективность производных 3-оксипиридина и янтарной кислоты у больных сахарным диабетом с синдромом диабетической стопы / И. А. Вылчегорский, М. Г. Москвичева, Е. Н. Чашина // Клиническая медицина. -2004. - № 11. - С. 31-35.
4. Геворкян, Д. М. Роль антиоксидантов в патогенезе аллоксанового диабета / Д. М. Геворкян, Л. В. Мхиторян, Л. В. Смерджан // Перекисное окисление липидов в норме и патогенезе различных заболеваний : сб. науч. трудов. - Ереван, 1988. - С. 54-57.
5. Клебанова, Е. М. Липидснижающее и антиоксидантное действие мексикора у больных сахарным диабетом / Е. М. Клебанова, М. И. Балаболкин, В. М. Кремин-ская // Терапевтический архив. - 2006. - Т. 78, № 8. - С. 1-4.
6. Воронина, Т. А. Актуальные направления применения антиоксиданта мекси-дола / Т. А. Воронина, Л. Д. Смирнов, К. М. Дюмаев // Свободные радикалы, антиоксиданты и болезни человека : труды нац. науч.-практ. конф. с междунар. участием. - Смоленск, 2001. - С. 191-193.
7. Ефимова, Т. Е. Применение мексикора в комплексном лечении больных сахарным диабетом 2 типа с сосудистыми поражениями нижних конечностей / Т. Е. Ефимова // Поликлиника. - 2007. - № 2. - С. 34-37.
8. Методические рекомендации по использованию метода биохемилюминисценции в фармакологии / под ред. В. Д. Лукьянчука. - Луганск, 1997. - 18 с.
9. Спасов, А. А. Спектр фармакологической активности и токсикологические свойства производных бензимидазола / А. А. Спасов и др. // Химико-фармацевтический журнал. - 1999. - № 5. - С. 6-17.
10. Федорова, Т. Н. Применение хемилюминесцентного анализа для сравнительной оценки антиоксидантной активности некоторых фармакологических веществ /
Т. Н. Федорова // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2003. -Т. 66, № 5. - С. 56-58.
Инчина Вера Ивановна
доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой фармакологии, Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева (г. Саранск)
E-mail: [email protected]
Просвиркина Ирина Александровна аспирант, Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева (г. Саранск)
E-mail: [email protected]
Коршунова Анна Борисовна
аспирант, Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева (г. Саранск)
E-mail: [email protected]
Чаиркин Иван Николаевич
доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой нормальной анатомии, Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева (г. Саранск)
E-mail: [email protected]
Костычев Николай Александрович ассистент, кафедра нормальной физиологии, Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева (г. Саранск)
E-mail: [email protected]
Inchina Vera Ivanovna Doctor of medical sciences, professor, head of sub-department of clinical pharmacology, Mordovia State University named after N. P. Ogaryov (Saransk)
Prosvirkina Irina Alexandrovna Postgraduate student, Mordovia State University named after N. P. Ogaryov (Saransk)
Korshunova Anna Borisovna Postgraduate student, Mordovia State University named after N. P. Ogaryov (Saransk)
Chairkin Ivan Nikolaevich
Doctor of medical sciences, professor,
head of sub-department of normal anatomy,
Mordovia State University
named after N. P. Ogaryev (Saransk)
Kostychev Nikolay Alexandrovich Assistant, sub-department of normal physiology, Mordovia State University named after N. P. Ogaryov (Saransk)
УДК 615.27:616.379-008.64 Инчина, В. И.
Некоторые фармакологические эффекты производного 3-оксипи-ридина и бензимидазола на фоне экспериментального диабета и экзогенной гиперхолестеринемии / В. И. Инчина, И. А. Просвиркина, А. Б. Коршунова, И. Н. Чаиркин, Н. А. Костычев // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. - 2011. - № 1 (17). - С. 3-10.
