CC BY
12
УДК 615.015:542.978:615.03: 616.61:599.323.4
0Ц1НКА ПР0ТЕКТИВН01 Д11 ДЕСФЕР10КСАМ1НУ, ТРИМЕТАЗИДИНУ, ДИМЕТИЛТ10СЕЧ0ВИНИ ТА ГЕН1СТЕ-1НУ ПРИ УРАЖЕНН1 НИР0К ЩУР1В ЦИСПЛАТИН0М
Машевська О.В., \Пентюк О.О.
Вшницький нацюнальний медичний умверситет ¡м. М.1. Пирогова
В эксперимент! показана здатшсть хелатора ¡он1в зал'!за десфер'юксам'!ну, а також антиоксидант-н1в диметилт1осечовини, триметазидину та гешстену попереджувати токсичний вплив цисплатину на нирки щур!в. Використан1 препарати зменшували в кров! вм!ст продукт!в азотистого обм1ну, а в сеч! - ступнь проте'/нурп та ензимури, а також вм!ст в1льного та негемового зал!за ! продукт!в перок-сидаци л1п1д1в та б1лк1в в нирках тварин. Встановлено, що найвиразшшу нефропротекторну д!ю ви-явили потужний перехоплювач пдроксильних радикал!в диметилт1осечовина та хелатор ¡он1в зал!за десфер'юксам '!н, дещо меншу - антиоксидант та препарат метабол1чноУ дп — триметазидин, ! най-меншу захисну д!ю виявив ген1стеУн - ¡зофлавоно)'д з антиоксидантними властивостями.
Ключов1 слова: нефротоксичнють, цисплатин, оксидативний стрес, десферюксамЫ, генюте'ш, триметазидин, ди-метилтюсечовина.
Вступ
Токсична д1я лшв, зокрема на функцш нирок, е одшею ¡з найбтьш актуальних проблем безпеч-но1 фармакотерапп. За деякими даними бтя 2030% зареестрованих випадш гостроТ' нирковоТ недостатносп та бтя 1/3 випадмв хрошчноТ' нирковоТ недостатносл е наслщком дпх1м1чних чин-ниш [1], а вщ 18 до 27% випадш виникае вна-слщок використання лкарських препарате [2]. Досить суттевим нефротоксичним потенц1алом володшть амшоглкозиды антибютики, амфоте-рицин, циклоспорин, рентгеноконтрасты засоби, галогеноваш ¡нгаляцшы анестетики, ¡нпб1тори ангютензин-конвертуючого ферменту, парацетамол, нестероТ'ды протизапальш препарати, протипухлины та против1русн1 засоби [3, 4, 5, 6, 7]. Ще одним з потенцшно небезпечних щодо нирок препарате е цитостатик цисплатин, \ саме наявнють такого небажаного ефекту значно об-межуе його використання в онколопчнш практи-цк Патогенез токсичного впливу цисплатину е багатокомпонентним, \ включае в себе: гемодн нам1чний мехаызм, ¡мунолопчний, прошфлама-торний та проапоптичний ефекти. Одним з най-бтьш важпивих механ1зм1в реал1заци його неф-ротоксичного потенц1алу е активац1я процеав оксидативного стресу [8, 9, 10]. Вщсутнють на сьогодшшнш день достатньо ефективних неф-ропротектор1в робить проблему патогенетично обфунтованого пошуку засоб1в, як1 б могли ефе-ктивно попереджати та усувати прояви нефро-токсичносп цисплатину, цтком актуальною.
Метою нашого дослщження було оцшити неф-ропротективну дш диметилтюсечовини - потуж-ного перехоплювача пдроксильних радикал1в, хелатора юшв зал1за - десферюксамшу, генюте-Т'ну - ¡зофлавоноТ'ду з антиоксидантною та естро-генною активнютю, триметазидину - антиокси-данту та препарату метабол1чноТ' ди за умов ци-сплатиновоТ' нефропати.
Матер/али та методи досл/дження
Дослщи, проведен! на 55 щурах-самцях популяцп Вютар, як1 перебували в стандартних умовах в1варш ВНМУ з втьним доступом до води та Тж. Модель гострого ураження нирок вщ-творювали одноразовим ¡нтраперитонеальним введениям цисплатину в доз1 7 мг/кг (сублеталь-на доза). Щур1в декаттували пщ легким еф1рним наркозом на третю добу, коли розвиваеться ва-жке ураження нирок, що супроводжуеться азо-тем1ею та протеТнур1ею [11]. Для контролю вико-ристовували ¡нтактних статевозртих тварин. Азотовидтьну функцш визначали за вмютом сечовини, креатиншу та молекул середньоТ маси в сироватц1 кров1, тубулярну функцш оцшювали за активнютю гама-глутамттрансферази (ГГТФ)-специф1чного маркера ураження проксимальних канальц1в, вм1стом бтку та глюкози в сеч1. Для оцшки порушення обм1ну зал1за визначали вмют зал1за сироватки кров1 та вмют негемового залн за в нирках, а процеси перекисноТ деструкцп 61л-к1в та л1п1д1в оцшювались за вм1стом карбон1ль-них груп 61лк1в та малонового д1альдег1ду в нирках. ГенютеТ'н вводили пщшюрно в доз1 0,5 мг/кг 5 дшв перед введениям цисплатину та 2 дш п1с-ля введения останнього. Триметазидин вводили перорально в доз1 10 мг/кг у вигляд1 водноТ су-спенз1Т протягом 5 дшв перед, та ще 2 ды пюля введения цисплатину. Диметилтюсечовину вводили щурам внутр1шньоочеревинно трич1 - перший раз в доз1 500 мг/кг за 1 год перед введениям цисплатину, а пот1м в доз1 125 мг/кг через 12 та 24 год пюля введения нефротоксиканта. Де-сферрюксамш (десферал) вводили внутр1шньо-очеревинно одноразово в доз1 100 мг/кг за 1 год перед введениям цисплатину.
Результати / обговорення
Отримаы нами результати показали, що у пщдослщних тварин п1д впливом цисплатину швидко розвиваються ознаки нирковоТ недостатносп (табл.. 1). Про це доказово св1д-чить наростання азотем1Т та ендогенноТ ¡нтокси-
* Робота виконана в рамках планово'!'НДР кафедри загально!' та бюлоячно)'х/ш В/нницького национального медичного ун'1-верситету ¡м. М.1.Пирогова: "Використання модуляторов активности метабол^зуючих фермент/в та сорбентов в якост1 за -соб!в корекцИ'фармаколог1чноГактивност1та токсичност^лкарських засоб1в "(№ держреестрацИ' - 0101^002832).
Актуальт проблемы сучасно! медицины
кацп. Зокрема, у щур1в рееструвалось зростання р1вня сечовини в 5,9 раза, креатиншу- в 3,3 рази та молекул середньоТ' маси - в 3,1 рази. Це су-проводжувалось падшням вмюту креатиншу в сеч1 на 37,2%, що додатково свщчить про зв'язок азотемп з ураженням нирок. Використаш нами нефропротектори виявили р1зний потенц1ал за-хисноТ' дм. Найбтьш виразною активнютю воло-дти диметилтюсечовина та десферюксамш. В той час, як у нелкованих щур1в р1вень сечовини на тл1 введения цисплатину збтьшувався в 5,9 раз1в в пор1внянш ¡з контролем, у тварин, яким вводили диметилтюсечовину та десферюксамш, р1вень сечовини в сироватц1 кров1 зростав лише в 2,8 та 2,7 раз1в, вщповщно. Триметазидин \ генютеТ'н виявили дещо нижчу захисну дш: попе-редне введения цих препарате щурам приводило до пщвищення р1вня сечовини в 3,7 раз1в та 4,8 раз1в, вщповщно. Под1бна тенденц1я
Таблиця 1.
Оц/'нка нефропротективно!' дП' триметазидину, г'тесте'Уну, диметилтюсечовинита десфероксам'!-ну при ураженн1 нирок цисплатином при досл1дженн1 азотовидтьно!' та фтьтращйно'У функцИ нирок
щур '!в (М±т)
спостер1галась \ при визначенш р1вня ¡нших по-казниш ураження нирок.
Якщо у нелкованих тварин р1вень креатиншу та молекул середньоТ маси збтьшувались в 3,3 та 3,2 рази, то на фош введения диметилтюсе-човини, десферюксамшу, триметазидину та ге-нютеТ'ну обидва показники зростали лише в 1,8, 1,9, 2,3 та 2,9 рази, вщповщно. Використання антиоксидант1в значно покращувало концентра-цшну та фтьтрацшну функцЛ нирок за умов ци-сплатиновоТ' нефропатп в пор1внянш ¡з нелкова-ними тваринами, у яких р1вень креатиншу в сеч1 зменшувався на 37,2%. У тварин, що отримува-ли диметилтюсечовину, десфероксамш, триметазидин та генютеТ'н, цей показник зменшувався на 7,2, 10,2, 14,0 та 26,6%, вщповщно. Под1бна тенденц1я спостер1галась \ при визначенш р1вня клубочковоТ' фтьтрацп.
Групи тварин Сироватка кров1
Сечовина, ммоль/л Креатишн, мкмоль/л Молекули середньоТ маси, од. опт. щтьно-сл
1 Контроль, п=9 4,67±0,35 110±7,3 0,14±0,01
2 Цисплатин, п=9 27,5±1,68* 358±20,5* 0,44±0,03*
3 Цисплатин+ триметазидин, п=10 17,3±1,57* 255±18,7* 0,32±0,02*
4 Цисплатин+ генютеш, п=10 22,3±1,51* 319±19,5* 0,39±0,02*
5 Цисплатин+ диметилтюсечовина, п=8 13,1 ±0,96* 203±12,6* 0,25±0,02*
6 Цисплатин+ десфероксамЫ, п=7 12,7±1,12* 205±11,8* 0,26±0,02*
Примпжа: * - вфопды вщмЫносл щодо контролю
Нефротоксичний потенц1ал цисплатину вклю-чае здатнють викликати ураження дистальних канальщв нирок, про що свщчить поява в сеч1 гамаглутамттрансферази - специф1чного маркера пошкодження ниркових канальц1в, а також пщвищення екскрецп з сечею бтку та глюкози (табл.2). Так, активнють гамаглутамттрансфе-рази в сеч1 у щур1в при ураженш нирок цисплатином зростала в 3,2 рази, а стввщношення га-маглутамттрансфераза/креатинш - в 5,2 рази, в пор1внянш ¡з контрольною групою. Р1вень екс-крецИ глюкози та бтка з сечею у тварин з цисп-латиновим ураженням пщвищувався в 4,7 та 4,3 рази, вщповщно. Використаш нами препарати виявили значш протективш властивосп в попе-редженш тубулотоксичного впливу цисплатину. Найбтьш ефективним виявились десферюкса-
мш та диметилтюсечовина, при використанш яких активнють гамаглутамттрансферази в сеч1 зростала лише в 1,6 раз1в в пор1внянш ¡з контролем. Зменшення активное^ гамаглутамттрансферази в сеч1 при використанш триметазидину та генютеТ'ну було менш вираз-ним - лише в 2,2 та 2,9 рази, вщповщно. Диметилтюсечовина, десферюксамш, триметазидин та генютеТ'н сприяли значному зменшенню про-тешури. Так за результатами нашого дослщжен-ня р1вень глюкози в сеч1 у тварин, яким вводились ц1 препарати, зростав лише в 1,8, 1,8, 2,5 та 3,2 рази, вщповщно, в той же час у щур1в, як1 отримували цисплатин без корекцп цей показник зростав в 4,7 рази. Аналопчна залежнють була показана \ при визначенш р1вня глюкозурп.
Том 9, Выпуск 4
95
Таблиця2
Оц1нка нефропротективно'Уд'УУ триметазидину, г'шестеУну, диметилтюсечовинита десфероксам¡-_ну при ураженн! нирок цисплатином при досл'1дженн1 маркер/в тубулярних пошкоджень (М±т)
Групи тварин Сеча
Гама-глута- мттрансфераза, од/л Гама-глутамт-рансфераза, од* 100/креатинш Глюкоза сеч1, мкмоль за добу Бток сеч1, мг за добу
1 Контроль, п=9 121±9,5 2,54±0,22 4,53±0,36 5,37±0,35
2 Цисплатин, п=9 385±15,9* 13,1±0,88* 21,4±1,40* 23,3±1,65*
3 Цисплатин + триметазидин, п=10 219±16,0* 5,54±0,58* 11,4±1,01* 11,3±1,07*
4 Цисплатин + генютеш, п=10 251±14,9* 7,28±0,50* 14,7±1,02* 14,9±1,05*
5 Цисплатин + диметилть осечовина, п=8 177±10,2* 4,02±0,32* 8,13±0,63* 8,62±0,56*
6 Цисплатин + десферок-самЫ, п=7 173±10,9* 4,09±0,37* 8,32±0,66* 8,47±0,67*
Примака: * - вфопды вщмЫносл, щодо контролю
Пщ впливом диметилтюсечовини та, особливо, десферюксамшу, зменшувався в 1,3 та 1,7 раз1в вмют втьного зал1за в сироватц1 кров1, по-ява якого була ¡ндукована процесами оксидати-вного стресу внаслщок дм цисплатину (табл.3). Натомють пщвищення р1вня негемового зал1за в нирках пщ впливом десферюксамшу та диметилтюсечовини сягало 29,1 \ 53,2% в пор1вняны ¡з
123% у тварин, яким не вводились антиоксидан-ти. Ц1 препарати також ефективно попереджали процеси пероксидацй' лтщ1в та бшмв. Так, р1вн1 малонового диальдегиду та карбонтьних груп бтш пщ д1ею дисферюксамшу зростали всього на 26,8 та 27,2 %, а пщ д1ею диметилтюсечовини - на 37,2 та 36,5%, в пор1внянш з 133 та 135% у щур1в, як1 отримували цисплатин без корекцп.
Таблиця 3.
Вплив диметилтюсечовини та десфероксам'шу на вм'ют зал'!за в сироватц1 кров¡, р'!вень негемового зал1за, малонового д'!альдегидута карбонтьних груп бтюв в нирках тварин з цисплатиновим
ураженням нирок (М±т)
Групи тварин ЗалЬо сироватки кров1 мкмоль\л Негумове залЬо нирок, мкмоль/г Малоновий д1аль-депд, нмоль/мг бь лка Карбонтьы групи бтгав, нмоль/мг бтка
Контроль, п=9 26,9±1,80 0,79±0,05 4,38±0,32 2,31±0,18
Цисплатин, п=9 64,2±2,66 1,76±0,10 10,3±0,56 5,39±0,27*
Цисплатин + диметилтюсечовина, п=8 49,9±2,28 1,21±0,05* 5,98±0,42* 3,17±0,20*
Цисплатин + десферрюк-самЫ, п=7 38,1±2,38* 1,02±0,05* 5,57±0,35* 2,93±0,22*
Примака: * - вфопды вщмЫносл щодо контролю
На нашу думку, доведена ефективнють сполук, що володшть антиоксидантною активнютю за умов цисплатиновоТ' нефропатп, пояснюеться Тх позитивним впливом на молекулярш мехаызми ураження нирок. 1снуе дектька мехашзм1в ¡нщн ювання оксидативного стресу, який виникае пщ впливом цисплатину. Серед них - радикалоутво-рююча д1я препарату, деструктивний вплив його на кл1тинш структури \ поява внаслщок цього ка-тал1тично активних юыв зал1за, а також актива-ц1я прооксидантних фермент1в та виснаження антиоксидантних систем [10]. Як активы форми кисню, так \ альдегщы продукти пероксидацй' чи реакцшно-здатш пром1жы метабол1ти ксенобю-тиш здатш ковалентно модифкувати бюлопчш макромолекули, що в кшцевому пщсумку слугуе причиною цитотоксичност1 та порушення функ-цюнального стану нирок. Враховуюч1 вищеза-значене, ва використаш нами антиоксиданти показали досить виразну захисну дш щодо нирок. Найбтьш ефективно захищала як тубулярний, так \ гломерулярний апарат видтьних оргашв щур1в вщ цисплатинового ураження диметилтю-
сечовина, мехаызм захисноТ' дй якоТ' зумовлений одночасним впливом на р1зн1 ланки патогенезу нефротоксичносл цисплатину. Зокрема, вщомо, що диметилтюсечовина здатна зменшувати по-силене утворення активних форм кисню (гщро-ксильш та супероксиды радикали, синглетний кисень, пероксид водню), продукти пероксидацп бтш та лтщ1в, як1 утворюються в процеа реа-л1зацп нефротоксичних властивостей цисплатину [8, 9, 10]. Кр1м того, цей антиоксидант змен-шуе ¡ндуковане цисплатином пригшчення активное^ м1тохондр1альних фермент1в, синтезу АТФ та падшня трансмембранного потенщалу \ попе-реджуе активац1ю проапоптичного каскаду [9, 10]. Ефективнють десферюксамшу яку було ви-явлено в наших дослщженнях, зумовлена здат-нютю препарату хелатувати катал1тично активы ¡они зал1за, ям вивтьняються в нирках при дй' цисплатину в процеа деструкцй цитохрому Р450 або м1тохондр1альних цитохром1в. Саме втьним ¡онам зал1за належить важлива роль в процесах ¡нщюнування оксидативного стресу, осктьки вони можуть бути центром утворення активних
Актуальт проблемы сучасноТ медицины
форм кисню та здаты генерувати супероксидш, гщроксильш радикали та пероксид водню [12]. KpiM того, важливе значения ¡нщшованого цисп-латином оксидативного стресу, як патогенетич-ного чинника токсичного ураження нирок, nifl-тверджуе той факт, що введения речовин-перехоплювач1в пдроксильних радикал1в - при-родних та штучних антиоксидатчв (триметазидину та природного ¡зофлавоноТ'ду генютеТ'ну) також виявляе протекторну дш при наявносл цисплатиновоТ нефропати, хоча Т'х нефропротек-торна д1я поступалась диметилтюсечовиы та десферюксамшу. Таким чином, на нашу думку, використання таких антиоксиданлв як триметазидин, генютеТ'н i особливо диметилтюсечовини та дисфериоксамшу е патогенетично обфунто-ваним шляхом профтактики нефротоксичносл при використаны цисплатину.
Лтература
1. Куценко С.А. Основы токсикологии / С.А. Куценко. - СПб.: Фолиант, 2004. - 717 с.
2. Taber S.S. The epidemiology of drug-induced disorders: the kidney / S.S. Taber, D.A Pasko // Expert. Opin. Drug Saf. - 2008. - V.7, №11. - P.679-690.
3. Пентюк A.A. Нефротоксичность нестероидных противовоспалительных препаратов: современное состояние проблемы / А.А. Пентюк, Н.А. Пентюк // Соврем. проблемы токсикологии - 2002. - №3. -С.65-71.
4. Reichle F. Halogenated inhalational anaesthetics / F. Reichle, P. Conzen // Best Pract. Res . Clin. Anaes-thesiol. - 2003. - V.17, №3. - P.29-46.
5. Valle R. Nephrotoxicity as a complication of antiretro-viral therapy / R. Valle , L. Haragsim // Adv. Chronic Kidney Dis.- 2006- V.13, №6. - P.314-319.
6. Choudhury D. Drug-associated renal dysfunction and injury / D. Choudhury, Z. Ahmed // Nat. Clin. Pract. Nephrol. - 2006. - V.2, №2. - P.80-91.
7. Feldkamp T. Contrast media induced nephropathy: definition, incidence, outcome, pathophysiology, risk factors and prevention / T. Feldkamp, A. Kribben // Minerva Med. - 2008. - V.99, №4. - P.177-196.
8. Baliga R. In vitro and in vivo evidence suggesting a role for iron in cisplatin-induced nephrotoxicity / R. Baliga, Z. Zhang, S.V. Shah // Kidney Int.- 1998. -№2. - P.394-401.
9. Santos N. Cisplatin-induced nephrotoxicity is associated with oxidative stress, redox state unbalance, impairment of energetic metabolism and apoptosis in rat kidney mitochondria // N. Santos, C.S. Catao, N. Martins [at al.] // Arch. Toxicol.-2007.- V.81, №7. - P.495-504.
10. Chirino Y. Protective effects of apocynin against cis-platin-induced oxidative stress and nephrotoxicity / Y. Chirino, D. Sánchez-González // J. Toxicology. -2008. - V.12, № 2. - P.18-23.
11. Akamatsu K. Toxicological and tumoricidal evaluations of a new platinum complex i n rats / K. Akamatsu, K. Endo, T. Matsumoto [et al.] // Jpn. J. Cancer Res. - 1991. - V. 82, №6. - P.724-731.
12. Ali B.H. Amelioration of cisplatin-induced nephrotoxic-ity in rats by tetramethylpyrazine, a major constituent of the Chinese herb Ligusticum wallichi / B. Ali, M. Al-Moundhri, M. Eldin [at al.] // Exp. Biol. Medicine -2008. - V.23, №6. -P.891-896.
Реферат
ОЦЕНКА ПРОТЕКТИВНЫХ СВОЙСТВ ДЕСФЕРИОКСАМИНА, ТРИМЕТАЗИДИНА, ДИМЕТИЛТИОМОЧЕВИНЫ И ГЕНИСТЕИНА ПРИ ПОРАЖЕНИИ ПОЧЕК КРЫС ЦИСПЛАТИНОМ Машевская О.В., |Пентюк АА.
Ключевые слова: нефротоксичность, цисплатин, оксидативный стресс, десферриоксамин, генистеин, триметазидин, диметилтиомочевина.
В експерименте показана способность хелатора ионов железа десфериоксамина, а также антиокси-дантов диметилтиомочевины, триметазидина, и генистеина уменшать токсическое действие циспла-тина на почки крыс. Использованные нами препараты уменьшали содержание в крови продуктов азотистого обмела, а в моче - степень протеинурии, глюкозурии и энзимурии, а также содержание свободного и негемового железа продуктов пероксидации липидов и белков в почках животных. Установлено, что наиболеее выраженными нефропротекторными свойствами обладают мощный акцептор ги-дроксильных радикалов диметилтиомочевина и хелатор ионов железа десферриоксамин. Несколько меньшее нефропротекторное действие показал антиоксидантный препарат метаболического действия триметазидин, наименее выраженные защитные свойства проявил генистеин - изофлавоноид с антиоксидантными свойствами.
Summary
EVALUATION OF PROTECTIVE PROPERTIES OF DESFERRIOXAMINE, GENISTEINE, TRIMETAZIDINE, DI-METHYLTHIOUREA AND GENISTEINE IN CASE OF CISPLATINE-INDUSED NEFROTOXICITY IN RATS. Mashevskaya O.V., Pentiuk O.O.|
Key words: nephrotoxicity, cisplatin, oxidative stress, desferoxamine, genisteine, trimetazidine, dimethylthiourea.
In the experiments there have been shown the protective properties of iron-ion chelator -desferoxamine, and antioxidants as dimethylthiourea, trimetazidine, and genisteine in a case of cisplatin-induced kidney damage in rats. These drugs decreased the amount of creatinine and urea in the blood serum, the level of proteinuria and enzymuria in urine and contents of free and non-gem irons and lipid peroxidation products in rats' kidneys. It has been revealed that dimethylthiourea and desferrioxamine possess the most pronounced nephroprotective effects. Lesser nephroprotective properties have been shown by trimetazidine, and the least expressed protective properties have been demonstrated by isoflavonoid genisteine.
Tom 9, Выпуск 4
97
