CC BY
59
ФАРМАЦИЯ И ФАРМАКОГНОЗИЯ
© ПРОСВИРКИНА И. А.
УДК 615.27:616.379-008.64
ОЦЕНКА ГИПОЛИПИДЕМИЧЕСКОЙ И АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДНОГО 3-ОКСИПИРИДИНА В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО САХАРНОГО ДИАБЕТА С ЭКЗОГЕННОЙ ХОЛЕСТЕРИНОВОЙ НАГРУЗКОЙ
И. А. Просвиркина
Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева, медицинский институт, директор - д.м.н., проф. А. А. Усанова; кафедра фармакологии, зав. - д.м.н., проф.
В. И. Инчина.
Резюме. Цель исследования: определение выраженности антиоксидантных, гипо-липидемических свойств производного 3-оксипиридина при экспериментальном сахарном диабете. Создавалась модель аллоксанового диабета с дополнительной холестериновой нагрузкой. 1-я группа интактная, 2-4 группы контрольные, животные получали физиологический раствор, мексидол, симвастатин, 5-6 группы экспериментальные получали соединение N-ацетилцистеинат 2-этил-6-метил-3-гидроксипири-дина, одно и в комбинации с симвастатином. В крови животных определяли содержание глюкозы, общего холестерина, ХСЛПНП, ХСЛПВП, триглицеридов, оценивали интенсивность ПОЛ. Результаты исследования установили, что изучаемое соединение обладает высокой гипогликемической активностью, превосходя мексидол, анти-оксидантными свойствами, несколько уступая мексидолу, имеет выраженные гипо-липидемические свойства, особенно в комбинации с симвастатином.
Ключевые слова: сахарный диабет, перекисное окисление липидов, холестерин, дислипидемия, мексидол, симвастатин.
Просвиркина Ирина Александровна - аспирант очной формы обучения каф. фармакологии медицинского института Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева; e-mail: irishechka_82@mail.ru.
Согласно современным представлениям, большая роль в патогенезе сахарного диабета принадлежит активации перекисного окисления липидов (ПОЛ) [6]. В усилении процессов ПОЛ при сахарном диабете участвуют несколько механизмов — дислипи-демия, снижение активности антиоксидантной системы и повышение количества реактивных оксидантов [4]. Дислипидемия характеризуется гипертриглицеридемией, являющейся следствием повышенного образования и замедленного клиренса липо-протеидов очень низкой плотности (ЛПОНП), гиперхолестеринемией вследствие увеличения в крови липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) [8, 11]. Развитие сахарного диабета сопровождается снижением активности антиоксидантной системы в организме. Кроме того, при течении сахарного диабета наблюдается повышение количества реактивных оксидантов, образующихся как при окислении углеводов, так и липидов [6,10]. Общеизвестно, что активация перекисного окисления приводит к гиперпродукции свободных радикалов, которые обладают повреждающим действием на мембранные внутриклеточные белки, нуклеиновые кислоты. Накопление продуктов свободнорадикального окисления вызывает множество патологических процессов: нарушение функции митохондрий и, следовательно, внутриклеточный энергетический дефицит, изменение свойств мембран, эндотелиальную дисфункцию, изменения в синтезе ненасыщенных жирных кислот и простагландинов, гиперкоагуляцию [1]. Все это отягощает течение сахарного диабета, в связи с чем, в комплекс терапии сахарного диабета, и в частности гиперлипидемии, необходимо включение препаратов, снижающих уровень липидов и продуктов ПОЛ [7]. Накопленные к настоящему времени данные позволяют рассматривать антиоксиданты как весьма перспективные препараты, способные оказывать протективное действие как на функцию в-клеток и секрецию инсулина, так и на механизмы развития ангио-, нейропатий и других осложнений диабета [4, 9]. Наиболее изученными являются производные 3-оксипиридина, которые обладают широким спектром биологического действия, в связи, с чем ведутся новые поиски представителей данной группы [9].
Цель работы: определить выраженность антиоксидантных, гипогликемических, ги-полипидемических свойств производного 3-оксипиридина при экспериментальном сахарном диабете.
Материалы и методы
Эксперимент проведен на шести сопоставимых группах по 10 белых крыс обоего пола массой 200 ± 20 г. Все манипуляции с животными проводили согласно «Правилам проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приказ МЗ СССР от 12.08.1977 г. № 755). Моделировали сахарный диабет в течение даух недель после однократного внутрибрюшинного введения аллоксана в дозе 135 мг/кг. 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 Д в дозе 12 500 ЕД/кг в течение 24 дней. 1 группа (интактные животные), 2 группа (контрольная 1) с экспериментальным сахарным диабетом в сочетании с экзогенной гиперхолестеринемией получали внутримышечно физиологический раствор,
0,1 мл в течение 10 дней, 3 группа (контрольная 2) с экспериментальным сахарным диабетом, в сочетании с экзогенной гиперхолестеринемией, получали в течение 10 дней внутримышечно мексидол в дозе 25 мг/кг, 4 группа (контрольная 3) с экспериментальным сахарным диабетом, в условиях экзогенной холестеринемии, получали в течение 10 дней симвастатин per os в дозе 1 мг/кг, животные 5 и 6 групп с экспериментальным сахарным диабетом на фоне экзогенной холестериновой нагрузки получали в течение 10 дней соединение N-ацетилцистеинат 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина внутримышечно внутримышечно в дозе 22,5 мг/кг (5 группа) и соединение N-ацетилцистеинат 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина в дозе 22,5 мг/кг в комбинации с пероральным приемом симвастатина в дозе 1 мг/кг (6 группа). Дозы исследуемого соединения N-ацетилцистеинат 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина и мексидола находятся в диапазоне от 1% до 10 % от установленных LD50,, доза симвастатина расчи-тана на основании среднетерапевтической дозы для человека с учетом коэффициента перерасчета для животных. По окончании эксперимента животных забивали путем декапитации на фоне общего эфирного наркоза, получали сыворотку крови и определяли уровень глюкозы экспресс-методом (с помощью портативного глюкометра),
уровень свободного холестерина, триглицеридов - энзиматическим колориметрическим методом, холестерин липопротеидов высокой плотности (ХсЛПВП) -с использованием набора реагентов "HDL-CHOLESTEROL "FL-E"; Рассчитывали содержание холестерина липопротеидов очень низкой плотности (ХсЛПОНП=ТГ/2,2), холестерина липопротеидов низкой плотности
(ХсЛПНП=ОХ-ХсЛПВП-ХсЛПОНП).
Интенсивность процессов свободно-радикального окисления оценивали по результатам хемилюминограммы, учитывая показатель tg 2а, который характеризует скорость нормализации процессов СРО, S - суммарная хемилюминесценция за 30 секунд, величина, обратно пропорциональная антиоксидантной активности сыворотки крови [2, 12]. Все полученные данные подвергнуты статистической обработке на персональном компьютере с помощью пакета прикладных программ «Excel». Математическая обработка включала расчет средних арифметических значений (М), ошибок средних арифметических (± m), определение достоверности различия средних арифметических (р) с помощью непараметрического критерия Уайта.
Результаты и обсуждение
Согласно результатам нашего исследования, развитие аллоксанового диабета, в сочетании с холестериновой нагрузкой, приводило к достоверному росту гликемии на
42,4 % (р<0,01), от интактных животных. Исследуемое соединение одно и в комбинации с симвастатином по сахароснижающим свойствам достоверно превосходило мек-сидол, вызывая снижение гликемии на 50,7 % и на 63,4 % (р<0,01), соответственно, от контрольной группы 1, в то время как мексидол снижал этот показатель на 40,1 % (р<0,01) (рис. 1).
Рис. 1. Влияние исследуемых соединений на уровень гликемии у крыс с экспериментальной дислипидемией на фоне сахарного диабета.
Примечание: * - достоверность рассчитана по отношению к группе животных, получавших физиологический раствор, А - достоверность рассчитана по отношению к группе животных, получавших мексидол.
Подобное гипогликемическое действие при лечении комбинацией соединения N-ацетилцистеинат 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина с симвастатином можно объяснить плейотропным эффектом статинов [3, 5].
Данные, полученные в результате нашего 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 гиперхолестеринеми-ей, наблюдалось достоверное снижение антиоксидантной активности сыворотки крови за счет уменьшение скорости нормализации процессов свободно-радикального окисления (tg 2а) на 28,9 %, а также увеличение суммарной хемилюминесценции - величины, которая обратно пропорциональна антиоксидантной активности плазмы крови более чем на 90 % (р < 0,01). Соединение N-ацетилцистеинат 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина в виде монотерапии не вызывало статистически значимой коррекции tg 2а. По влиянию на суммарную хемилюминесценцию за 30 сек соединение N-ацетилцистеинат 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина достоверно уступало мексидо-лу, вызывая снижение данного показателя на 59,3 % (р < 0,01) (табл. 1).
Таблица l
Влияние исследуемых соединений на процессы перекисного окисления липидов крови белых крыс с аллоксановым диабетом на фоне экспериментальной гиперхо-
лестеринемии (М ± т)
Примечание: S - суммарная хемилюминесценция за 30 сек.; tg 2 а -показатель характеризующий скорость нормализации процессов свободно-радикального окисления.
А - достоверность рассчитана к интактной группе;
*к- достоверность рассчитана к контрольной группе 1;
*м - достоверность рассчитана к контрольной группе 2.
Комбинация исследуемого соединения с симвастатином достоверно превосходит мексидол по коррекции изучаемых нами показателей свободно-радикального окисления, что также можно объяснить плейотропными эффектами статинов [3, 5].
Аллоксановая модель диабета в сочетании с экзогенной гиперхолестеринемией приводит к развитию дислипидемии, которая является одним из наиболее важных факто-
ров сердечно-сосудистого риска у больных сахарным диабетом типа 2. Происходит резкий рост концентрации ХСЛПИП более чем в 6,5 раза относительно показателей в интактной группе. Одновременно отмечено достоверное повышение на 60 % содержания триглицеридов по сравнению с уровнем в группе интактных животных. При гипертриглицеринемии повышается содержание мелких, более плотных фракций ЛПИП. Гликозилированные ЛПИП более склонны к окислительной модификации. Концентрация общего холестерина также достоверно увеличилась на 42,2 % относительно параметров интактной группы. Следует отметить тенденцию к снижению уровня ХСЛПВП - на 8,1 %,. Полученная нами дислипидемия обусловлена гипоинсу-линемией, которая возникает вследствии избыточного образования супероксидных радикалов и разрушения ß-клеток поджелудочной железы при аллоксановом диабете на фоне мощной холестериновой нагрузки, что ведет к нарушению регуляции липидов и росту атерогенных фракций. Содержание общего холестерина в большей степени снижает комбинация двух препаратов (6 группа) - на 37,7 % (р<0,01), в то время как эти же препараты в виде монотерапии обладали менее выраженным, сопоставимым с мексидолом и между собой действием на данный показатель. Уровень триглицеридов значительно снижался при введении N-ацетилцистеинат 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина одного (на 79,7%) (р<0,01) и в комбинации с симвастатином (на
80,4 %), (р<0,01) от уровня в контрольной группе 1, достоверно превосходя действие мексидола и симвастатина на данный показатель. Концентрация ЛПЫП была наименьшей в шестой группе. В данной группе концентрация ЛПЫП оказалась на 21,8% (p<0,01) ниже, чем в контрольной группе 1, была аналогичной изменениям концентрации ХСЛПЯП, полученной при введении мексидола и меньше по сравнению с параметрами в контрольной группе 3. Соединения N-ацетилцистеинат 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина оказывали на уровень ХСЛПЯП эффект сопоставимый с действием симвастатина, снижая его на 43,2 % (р < 0,01) от контрольного уровня и достоверно уступали действию мексидола, а в комбинации с симвастатином действовал и сопоставимо с мексидолом и достоверно превосходили монотерапию симвастатином. Показатели концентрации ХСЛПВП в крови животных не имели статистически значимых различий в сравниваемых нами группах (табл. 2).
Таблица 2
Влияние исследуемых соединений на уровень общих липидов в сыворотке крови белых крыс при экспериментальной гиперхолестеринемии на фоне сахарного диабета (M ± т)
Примечание: Л- достоверность рассчитана к интактной группе;
*к- достоверность рассчитана к контролю;
*с - достоверность рассчитана к группе с симвастатином;
*м - достоверность рассчитана к группе с мексидолом.
Таким образом, в ходе эксперимента установлено, что исследуемое соединение обладает антиоксидантными, гиполипидемическим и гипогликемическими свойствами, причем коррекция диабетической дислипидемии была выражена в большей степени при комбинации исследуемого соединения с симвастатином, что свидетельствует о потенцировании гиполипидемического эффекта производного 3-оксипиридина стати-нами. Все вышеизложенное позволяет обосновать целесообразность дальнейшего изучения противодиабетической активности исследуемого соединения в эксперименте.
ESTIMATION OF HYPOLIPIDEMIC AND ANTIOXIDANT ACTIVITY OF 3-OXO PYRIDINE DERIVATIVES IN EXPERIMENTAL DIABETES WITH EXOGENOUS CHOLESTEROL LOAD
I. A. Prosvirkina
Mordovian N. P. Ogariov State University of Mordovia, Saransk, Russia
Abstract. The aim of the study was to determine expression of the antioxidant, hypolipidemic features of 3-oxo pyridine derivate in experimental diabetes. We made the model of alloxan diabetes with the extra cholesterol load. The first group was intact individuals. The second - fourth groups were control animals, which obtained saline solution, mexidol, simvastatin. The fifth and sixth groups were getting N-acetyl-2-ethyl-6-methyl-3hydroxi pyridine single or in combination with simvastatin. The levels of glucose, total cholesterol, low-density lipoproteins (LDL), high-density lipoproteins (HDL), and triglycerides were measured in animal’s blood. The intense of lipid peroxidation was estimated. We found out that examined substance has more hypoglycemic activity and less antioxidant activity compare to mexidol. Hypolidipemic features were especially expressed with combination of simvastatin. Key words: diabetes, lipid peroxidation, cholesterol, dyslidipemia, mexidol, simvastatin.
Литература
1. Азизова О. А. Роль свободнорадикальных процессов в патогенезе атеросклероза // Матер. научн.-практич. конф. с междунар. участием «Свободные радикалы, антиоксиданты и болезни человека». - Смоленск, 2001. - С. 101-103.
2. Азизова О. А., Пирязев А. П., Шерстнев М. П. Хемилюминесцентная оценка антиоксидантного статуса больных атеросклерозом // Бюл. Эксперим. Биол. и медицины. - 2001. - № 5. - С. 524-525.
3. Аронов Д. М. Применение статинов в кардиологической практике // Лечащий врач. - 2006. - № 6. - С. 40-44.
4. Вылчегорский И. А., Москвичева М. Г., Чащина Е. Н. Эффективность производных 3-оксипиридина и янтарной кислоты у больных сахарным диабетом с синдромом диабетической стопы // Клинич. медицина. - 2004. - № 11. - С. 31-35.
5. Г алявич А. С. Терапия больных сахарным диабетом типа 2: роль статинов // Справочник поликлинического терапевта. - 2007. - № 2. - С. 24-27.
6. Геворкян Д. М., Мхиторян Л. В., Смерджан Л. В. Роль антиоксидантов в патогенезе аллоксанового диабета // Перекисное окисление липидов в норме и патогенезе различных заболеваний: сб. научн. трудов. - Ереван, 1988. - С54-57.
7. Голиков А. П., Бойцов С. А., Михин В. П. Свободнорадикальное окисление и сердечно-сосудистая патология: коррекция антиоксидантами // Лечащий врач. - 2003. - № 4. - С. 70-74.
8. Грацианский Н. А. Еще одно указание на то, что статин целесообразно применять у каждого больного с диабетом 2 типа независимо от уровня холестерина липопротеидов низкой плотности. Результаты исследования CARDS // Кардиология. - 2004. - №8. - С. 88-90.
9. Ефимова Т. Е. Применение мексикора в комплексном лечении больных сахарным диабетом 2 типа с сосудистыми поражениями нижних конечностей // Поликлиника. - 2007. - № 2. - С. 34-37.
10. Клебанова Е. М., Балаболкин М. И., Креминская В. М. Липидснижающее и антиоксидантное действие мексикора у больных сахарным диабетом // Терапевт. архив. - 2006. - Т. 78, № 8. - С. 1-4.
11. Кремнева Л. В., Шалаев С. В. Липопротеины низкой плотности и воспаление как факторы риска ИБС. Плейотропные эффекты статинов в профилактике сердечно-сосудистых осложнений // Клинич. фармакология и терапия. - 2003. - № 12 (3). - С. 36-39.
12. Федорова Т. Н. Применение хемилюминесцентного анализа для сравнительной оценки антиоксидантной активности некоторых фармакологических веществ // Эксперим. и клинич. фармакология. - 2003. --Т. 66, №5. - С. 56-58.
