CC BY
12
Влияние фабомотизола на микроциркуляцию крови в интактном и ишемизированном миокарде
Цорин И. Б., Симоненко С. А., Вититнова М. Б., Крыжановский С. А.
ФГБНУ«НИИ фармакологии имени В.В. Закусова», Москва, Россия
Аннотация. Цель исследования - изучение влияния фабомотизола на микроциркуляцию крови в миокарде в условиях острой ишемии сердечной мышцы. Опыты проводили на наркотизированных (уретан, 1300 мг/кг в/б) белых беспородных крысах-самцах массой 220-250 г. Острую ишемию миокарда вызывали окклюзией левой коронарной артерии. Микроцикуляцию крови оценивали методом лазерной допплеровской флоуметрии с помощью компьютеризированного лазерного анализатора «ЛАКК-ОП2». Установлено, что фабомотизол (15 мг/кг, в/в) в интактном сердце не влияет на микроциркуляцию крови. Сразу же после перевязки коронарной артерии в зоне ишемии миокарда микроциркуляция резко уменьшается (примерно на 30 %, р = 0,0106) и практически не меняется в условно-интактном миокарде. Фабомотизол, введённый за 5 мин до окклюзии коронарной артерии, предотвращал уменьшение микроциркуляции в зоне ишемии миокарда. Способность фабомотизола в условиях острой ишемии миокарда препятствовать снижению уровня микроциркуляции в ишемизированной зоне может вносить вклад в противоишемическую активность препарата.
Ключевые слова: острая ишемия миокарда; микроциркуляция крови; фабомотизол; крысы
Для цитирования:
Цорин И. Б., Симоненко С. А., Вититнова М. Б., Крыжановский С. А. Влияние фабомотизола на микроциркуляцию крови в интактном и ишемизированном миокарде. Фармакокинетика и фармакодинамика. 2022;(2):31-35. https://doi.org/10.37489/2587-7836-2022-2-31-35 Поступила: 02 июня 2022 г. Принята: 04 июня 2022 г. Опубликована: 30 июня 2022 г.
The effect of fabomotizole on blood microcirculation in intact and ischemic myocardium
Tsorin IB, Simonenko SA, Vititnova MB, Kryzhanovskii SA FSBI "Zakusov Institute of Pharmacology", Moscow, Russia
Abstract. The investigation purpose was to study the effect of fabomotizole on blood microcirculation in intact and ischemic myocardium in conditions of acute ischemia of the heart muscle. The experiments were carried out on anesthetized (urethane, 1300 mg/kg, i.p.) white mongrel male rats weighing 220-250 g. Acute myocardial ischemia was caused by occlusion of the left coronary artery. Blood microcirculation was evaluated by laser Doppler flowmetry using a computerized laser analyzer "LAKK-OP2". It was found that fabomotizole (15 mg/kg, i.v.) in an intact heart does not affect blood microcirculation. Immediately after coronary artery ligation in the myocardial ischemia zone, microcirculation decreases sharply (by about 30 %, p = 0.0106) and practically does not change in the conditionally intact myocardium. Fabomotizole, administered 5 minutes before occlusion of the coronary artery, prevented a decrease in microcirculation in the ischemfc zone of the myocardium. The ability of fabomotizole in conditions of acute myocardial ischemia to prevent a decrease in the level of microcirculation in the ischemic zone may contribute to the anti-ischemic activity of the drug.
Keywords: acute myocardial ischemia; blood microcirculation; fabomotizole; rats
For citations:
Tsorin IB, Simonenko SA, Vititnova MB, Kryzhanovskii SA. The effect of fabomotizole on blood microcirculation in intact and ischemic myocardium. Farmakokinetika i farmakodinamika = Pharmacokinetics and pharmacodynamics. 2022;(2):31-35. (In Russ). https://doi.org/10.37489/2587-7836-2022-2-31-35 Received: June 02, 2022. Accepted: June 04, 2022. Published: June 30, 2022.
Введение / Introduction
Сосудистая система сердца состоит из трёх компонентов, которые имеют различные функции. Большие эпикардиальные коронарные артерии имеют ёмкостную функцию. Преартериолы представляют собой промежуточный компонент. Их специфическая функция заключается в поддержании давления в начале следующего компонента в ответ на изменения коронарного перфузионного давления и/или потока. Дистальный микрососудистый компонент состоит из артериол и капилляров. Артериолы являются местом метаболической регуляции миокардиального кровотока, поскольку их тонус паракринно и/или аутокринно регулируется биологически активными агентами (оксид азота, аденозин и др.), вырабатываемыми в процессе метаболизма миокарда [1, 2]. Специфической функцией капилляров является согласование/обеспечение потребностей кардиомио-
цитов в кислороде и энергетических субстратах. От состояния микрососудистого кровотока в большой степени зависит устойчивость миокарда к ишемии, а микрососудистая дисфункция, сопутствующая острому инфаркту миокарда, во многом обуславливает долгосрочный негативный прогноз заболевания [3]. Особенно это касается уровня микроциркуляции крови в периинфарктной зоне миокарда, который в условиях острой ишемии миокарда, собственно, и обуславливает размер зоны некротического поражения. Вместе с тем, следует отметить, что особенности состояния микроциркуляторного русла миокарда как в физиологических условиях, так и на фоне патологии до настоящего времени остаются мало изученными [4, 5]. То же касается возможности/эффективности использования фармакологических агентов для оптимизации микро-цируляции в ишемизированном миокарде.
В ФБГНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова» под руководством академика РАН Середенина С. Б. создан
31
ФАРМАКОКИНЕТИКА И ФШЩИШИКА
и фармакологически изучен оригинальный анксиолитик фабомотизол (афобазол), который помимо собственно анксиолитической активности обладает цитопротектор-ным, в частности кардиопротективным, действием [6]. В экспериментах, выполненных на различных моделях, воспроизводящих как острую, так и хроническую ишемию миокарда, показано, что фабомотизол проявляет выраженную антиишемическую активностью [7—9]. Однако механизмы, за счёт которых фабомотизол оказывает антиишемическое действие, остаются до конца не ясными, в частности не известно как препарат влияет на кровоснабжение ишемизированного миокарда.
Цель исследования. Изучить влияние фабомотизола на микроциркуляцию крови в интактном и ишеми-зированном миокарде в условиях острой ишемии сердечной мышцы.
Материалы и методы / Materials and methods
Животные. Эксперименты выполнены на беспородных белых крысах-самцах массой 220—250 г, полученных из ФГБУН «Научный центр биомедицинских технологий Федерального медико-биологического агенства», филиал «Столбовая». Животные содержались в стандартных условиях вивария ФГБНУ «НИИ фармакологи имени В.В. Закусова» при контролируемом освещении (12 ч — свет/12 ч — темнота) и постоянной температуре (+21 — +23 °С) со свободным доступом к воде и брикетированному корму в течение 10 суток до начала тестирования. Условия содержания животных соответствовали ГОСТ 33215-2014 «Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила оборудования помещений и организации процедур» (Переиздание) и ГОСТ 33216-2014 «Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила содержания и ухода за лабораторными грызунами и кроликами» (Переиздание). Все работы с лабораторными животными были выполнены в соответствии с общепринятыми нормами обращения с животными, установленными международными правилами (European Communities Council Directive of November 24, 1986 (86/609/EEC), на основе стандартных операционных процедур, принятых в НИИ фармакологии имени В.В. Закусова, а также в соответствии с «Правилами работы с животными», утверждёнными биоэтической комиссией ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова».
Экспериментальный протокол. Эксперименты проводили на наркотизированных животных (уретан 1300 мг/кг, в/б) в условиях открытой грудной клетки и искусственного дыхания, проводимого с помощью аппарата искусственной вентиляции лёгких для мелких лабораторных животных (Ugo Basile, Италия). Животные находились на подогреваемом лабораторном столике (t = 38 °C), Surgi Suite, Kent Scintific Corparation, США. Температуру в лабораторной комнате поддерживали в пределах 24—25 °С.
Крыс рандомизировали на 3 группы: 1-я — ин-тактные животные, получавшие фабомотизол (n = 6); 2-я — контрольные крысы с острой ишемией миокарда (n = 6); 3-я — животные с острой ишемией миокарда, получавшие фабомотизол (n = 6).
Острую ишемию миокарда вызывали с помощью окклюзии левой коронарной артерии на 2—3 мм ниже её выхода из-под ушка левого предсердия.
Фабомотизол вводили в/в в дозе 15 мг/кг в изотоническом растворе натрия хлорида за 5 мин до окклюзии коронарной артерии.
Метод измерения микроциркуляции крови. Оценку уровня микроциркуляции в миокарде проводили методом лазерной допплеровской флоуметрии с помощью компьютеризированного лазерного анализатора «ЛАКК-ОП2» (производство НПП «Лазма», Россия) с использованием программы LDF 3.0.2.395. Световод-ные зонды перед началом эксперимента размещали на поверхности левого желудочка сердца в потенциально условно-интактной и ишемизированной зонах. Микроциркуляцию крови регистрировали непрерывно на протяжении всего эксперимента. Микрокровоток оценивали в перфузионных единицах (перф. ед.) [10, 11].
Препараты. Фабомотизола дигидрохлорид (субстанция, ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова»), уретан (субстанция, «Acros organics», Индия), изотонический раствор натрия хлорида (ООО «Мос-фарм», Россия).
Статистический анализ. Нормальность распределения данных проверяли по критерию Шапиро-Уил-ка. Так как результаты измерений микроциркуляции крови были распределены по нормальному закону, то для определения значимости различий использовали дисперсионный анализ повторных измерений с дальнейшей обработкой методом множественных сравнений по Дункану. Полученные результаты представляли в виде средних арифметических и их стандартных ошибок. Различия считали статистически значимыми прир < 0,05.
Результаты /Results
Анализ данных показал, что у крыс с интактным сердцем фабомотизол (15 мг/кг, в/в) не влияет на микроциркуляцию крови в миокарде (табл. 1). Так, если исходный показатель микроциркуляции был равен 27,30± 1,79 перф. ед., то через 20 и 30 мин после окончания в/в введения препарата её уровень составил 27,52±0,68 и 27,40±0,51 перф. ед., соответственно. Иная картина наблюдалась в условиях острой ишемии миокарда (табл. 2). У контрольных животных в условно-ин-тактной зоне миокарда уровень микроциркуляции крови после окклюзии коронарной артерии первые 20 мин наблюдения не менялся, а к 30-й минуте увеличивался на 15 %, что, по всей видимости, носит компенсаторный характер. В ишемизированном миокарде уровень микроциркуляции сразу же после
32
ФШКОШЕТШ И ФШЩШМШ
Таблица 1
Влияние фабомотизола (15 мг/кг, в/в) на микроциркуляцию крови (перф. ед.) в миокарде интактных наркотизированных крыс (n = 6)
Table 1
Effect of fabomotizole (15 mg/kg, i.v.) on blood microcirculation (perf. units) in the myocardium of intact anesthetized rats (n = 6)
Исходный уровень / The initial level 10 мин после введения / 10 min after administration 20 мин после введения / 20 min after administration 30 мин после введения / 30 min after administration
27,30±1,79 26,60±0,63 р = 0,60 27,52±0,68 р = 0,88 27,40±0,51 р = 0,94
Примечания: 1. Показаны средние арифметические и их стандартные ошибки; 2. р — указано по отношению к исходному уровню. Notes: 1. Arithmetic means and their standard errors are shown; 2. p — is indicated relative to the initial level.
Таблица 2
Влияние фабомотизола (15 мг/кг, в/в) на микроциркуляцию крови (перф. ед.) в миокарде наркотизированных крыс в условиях острой ишемии сердечной мышцы
Table 2
The effect of fabomotizole (15 mg/kg, i.v.) on blood microcirculation (perf. units) in the myocardium of anesthetized rats under conditions of acute ischemia of the heart muscle
Группа / Group Зона / Zone Исходный уровень / The initial level Время после окклюзии коронарной артерии, мин / The time after the coronary artery occlusion, min
10 20 30
Контроль, n = 6 / Control, n = 6 Условно-интактная / The conditionally intact zone 20,50±0,72 21,22±0,91 р = 0,44 20,30±1,18 р = 0,83 23,28±0,98 р = 0,0073
Ишемизированная / The ischemic zone 21,90±0,98 14,18±1,22 р < 0,0001 14,78±1,35 р < 0,0001 14,80±1,44 р < 0,0001
Фабомотизол, n = 6 / Fabomotizole, n = 6 Условно-интактная / The conditionally intact zone 19,83±0,72 р1 = 0,65 17,96±0,91 р = 0,0652 р, = 0,0437 17,24±1,18 р = 0,0143 р| = 0,0542 18,83±0,98 р = 0,29 р| = 0,0073
Ишемизированная / The ischemic zone 20,25±0,98 р1 = 0,41 21,20±1,22 р = 0,45 р1 = 0,0015 21,31±1,35 р = 0,44 р1 = 0,0029 19,77±1,44 р = 0,70 р1 = 0,0106
Примечания: 1. Указаны средние арифметические и их стандартные ошибки; 2. р — ошибка I рода по отношению к исходному уровню; 3. р1 — ошибка I рода по отношению к контролю. Notes: 1. Arithmetic means and their standard errors are indicated; 2. p — type I error in relation to the initial level; 3. р1 — type I error in relation to the control.
перевязи коронарной артерии резко снижался (более чем на 30 %). Так, если исходный уровень равнялся 21,90±0,98 перф. ед., то через 10 мин после окклюзии коронарной артерии он снижался до 14,18+1,22 перф. ед. (р < 0,0001) и оставался на этом уровне в течение всего эксперимента (табл. 2). Фабомотизол, введённый за 5 мин до окклюзии коронарной артерии, в первые 20 мин ишемии вызывал снижение уровня микроциркуляции (= на 10 %) в условно-интактной зоне миокарда (см. табл. 2), что, возможно, связано со способностью препарата перераспределять кровоток в пользу ише-мизированного участка миокарда. Это предположение подтверждают результаты измерения микроциркуляции в зоне ишемии, где кровоток на протяжении 30 мин окклюзии коронарной артерии не изменялся по сравнению с исходным уровнем и был статистически значимо больше по сравнению с контролем (табл. 2). Так, если на 30-й минуте ишемии в контроле кровоток в зоне ишемии составлял 14,80+1,44 перф. ед., то у животных, получавших фабомотизол, этот показатель был равен 19,77+1,44 перф. ед. (р = 0,0106).
Заключение / Conclusion
Как следует из вышеизложенного, фабомотизол в условиях острой ишемии миокарда препятствует снижению микроциркуляции крови в зоне ишемии, что в отсроченной перспективе может реализоваться в уменьшении зоны некроза. Это теоретическое предположение подтверждают результаты ранее проведённых экспериментов, согласно которым систематическая экспериментальная терапия фабоматизолом крыс с острым инфарктом миокарда способствует статистически значимому уменьшению зоны некротического поражения [7, 12]. Механизмы, лежащие в основе этого эффекта фабомотизола, требуют дальнейшего изучения.
Таким образом, как следует из полученных данных, фабомотизол не влияет на уровень микроциркуляции крови у животных с интактным миокардом, однако в условиях острой ишемии миокарда способствует его поддержанию в зоне ишемии.
33
ФШШШШ И ФШЩШМШ
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ / ABOUT THE AUTHORS
Цорин Иосиф Борисович
e-mail: tsorin@yandex.ru
ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-3988-7724 SPIN-код: 4015-3025
д. б. н., в. н. с. лаборатории фармакологического скрининга ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова», Москва, Россия
Симоненко София Алексеевна
e-mail: irvik98@gmail.com лаборант-исследователь лаборатории фармакологического скрининга ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова», Москва, Россия
Tsorin Iosif B.
e-mail: tsorin@yandex.ru
ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-3988-7724 SPIN code: 4015-3025
Dr. Sci. Biological, Leading researcher of laboratory of pharmacological screening FSBI «Zakusov Institute of Pharmacology», Moscow, Russia
Simonenko Sophia A.
e-mail: irvik98@gmail.com Laboratory assistant of laboratory of pharmacological screening FSBI «Zakusov Institute of Pharma-cology», Moscow, Russia
Вититнова Марина Борисовна
e-mail: MB-Vit@yandex.ru
ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-7407-7516
SPIN-код: 1901-8919
к. б. н., с. н. с. лаборатории
фармакологического скрининга ФГБНУ «НИИ
фармакологии имени В.В. Закусова», Москва,
Россия
Крыжановский Сергей Александрович Автор, ответственный за переписку
e-mail: SAK-538@yandex.ru
ORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-2832-4739
SPIN-код: 6596-4865
д. м. н., зав. лабораторией фармакологического скрининга ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова», Москва, Россия
Vititnova Marina B.
e-mail: MB-Vit@yandex.ru
ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-7407-7516
SPIN code: 1901-8919
PhD Biological Sci., Senior researcher scientist of laboratory of pharmacological screening FSBI «Zakusov Institute of Pharmacology», Moscow, Russia
Kryzhanovskiy Sergey A. Corresponding author
e-mail: SAK-538@yandex.ru
ORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-2832-4739
SPIN code: 6596-4865
Dr. Sci. (Med.), Head of laboratory of pharmacological screening FSBI «Zakusov Institute of Pharmacology», Moscow, Russia
Список литературы / References
1. Camici PG, Olivotto I, Rimoldi OE. The coronary circulation and blood flow in left ventricular hypertrophy. JMol Cell Cardiol. 2012;52(4):857-864. DOI: 10.1016/j.yjmcc.2011.08.028.
2. Del Buono MG, Montone RA, Camilli M, Carbone S, Narula J, Lavie CJ, Niccoli G, Crea F. Coronary microvascular dysfunction across the spectrum of cardiovascular diseases: JACC State-of-the-Art Review. J Am Coll Cardiol. 2021;78(13):1352-1371. DOI: 10.1016/j.jacc.2021.07.042
3. Armstrong R, De Maria GL, Scarsini R, Banning AP. Assessing and managing coronary microcirculation dysfunction in acute ST-segment elevation myocardial infarction. Expert Rev Cardiovasc Ther. 2019;17(2):111— 126. DOI: 10.1080/14779072.2019.1561279.
4. Xia R, Zhu T, Zhang Y, He B, Wang L, Zheng J, Gao F. Microcirculation of intramyocardial hemorrhage caused by reperfused myocardial infarctions with ultrasmall superparamagnetic iron oxide cardiac magnetic resonance imaging. Acta Radiol. 2021;Oct 20: 2841851211046332. DOI: 10.1177/02841851211046332.
5. Gori T. Coronary venous therapy to improve microvascular dysfunction. Clin Hemorheo. Microcirc. 2021;79(1):103-107. DOI: 10.3233/CH-219103.
6. Крыжановский С.А, Столярук В.Н., Вититнова М.Б., Цорин И.Б., Середенин С.Б. Плейотропные (кардиотропные) эффекты анксиолити-
ка афобазола. Терапевт. 2012;(1):32—40. [Kryzhanovskii SA, Stolyaruck VN, Vititnova MB, Tsorin IB, Seredenin SB. Pleiotropic (cardiotropic) effects of the anxiolytic afobazole. Therapist. 2012;(1):32—40. (In Russ).].
7. Крыжановский С.А., СорокинаАВ., Столярук В.Н., Вититнова М.Б., Мирошкина И.А., Цорин И.Б., Дурнев А.Д., Середенин С.Б. Изучение антиишемического действия «Афобазола» в условиях экспериментального инфаркта миокарда. Бюлл. эксп. биол. и мед. 2010;150(9):284— 287. [Kryzhanovskii SA, Sorokina AV, Stolyaruck VN, Vititnova MB, Miroshkina IA, Tsorin IB, Durnev AD, Seredenin SB. Study of anti-ischemic effect of afobazole in experimental myocardial infarction. Bull Experim Biol Med. 2010;150(9):284-287. (In Russ).]. DOI: 10.1007/s10517-011-1131-4.
8. Цорин И.Б., Барчуков В.В., Вититнова М.Б., Крыжановский С.А., Середенин С.Б. Изучение противоишемической активности фабомотизола гидрохлорида в условиях эндотелиальной дисфункции. Бюлл. эксперим биол и мед. 2019;167(5):573—576. [Tsorin IB, Barchukov VV, Vititnova MB, Kryzhanovskii SA, Seredenin SB. Anti-ischemic activity of fabomotizole hydrochloride under conditions of endothelial dysfunction. Bull Experim Biol Med. 2019;167(5):573-576. (In Russ).]. DOI: 10.1007/ s10517-019-04586-x.
9. Крыжановский С.А., Цорин И.Б., Столярук В.Н., Вититнова М.Б., Ионова Е.О., Барчуков В.В., Кожевникова Л.М., Середенин С.Б. Из-
34
ФШКОШЕТШ И ФШЩШМШ
учение кардиопротективных эффектов фабомотизола гидрохлорида на трансляционной модели хронической сердечной недостаточности. Бюлл эксп биологии и медицины. 2019;168(7):39—44. [Kryzhanovskii SA, Tsorin IB, Stolyaruk VN, Vititnova MB, Ionova EO, Barchukov VV, Kozhevnikova LM, Seredenin SB. Studying the cardioprotective effects of fabomotizol hydrochloride on a translation model of chronic heart failure. Bull Exp Biol Med. 2019;168(1):33-37. (In Russ).]. DOI: 10.1007/s10517-019-04639-15.
10. Крупаткин А.И., Сидоров В.В. Функциональная диагностика состояния микроциркуляторно-тканевых систем, Колебания, информация, нелинейность. М.: Книжный дом «Либроком»; 2014. 498 с. [Krupatkin AI, Sidorov VV. Functional diagnostics of the state of microcirculatory-tissue systems, Vibrations, information, nonlinearity. Moscow: Book house «Librocom»; 2014. (In Russ).].
11. Сидоров В.В., Рыбаков Ю.Л., Гукасов В.М. Диагностический подход для оценки состояния микроциркуляторно-тканевой системы с использованием лазерных технологий и температурной функциональной пробы. Иноватика и экспертиза. 2018;22(1):135—142. [Sidorov VV, Rybakov YuL, Gukasov VM. Diagnostic approach for estimation of the state of microcirculator-tissue system using laser technologies and temperature functional sample. Innovation and expertise. 2018;22(1):135—142. (In Russ).].
12. Крыжановский С.А., Цорин И.Б., Сорокина А.В. Вититнова М.Б., Столярук В.Н., Мирошкина И.А., Чичканов Г.Г., Середенин С.Б. Кардиопротективные эффекты афобазола у животных с хронической ишемией миокарда. Молекулярная медицина. 2013;(5):37—42. [Kryzhanovskii SA, Tsorin IB, Sorokina AV, Vititnova MB, Stolyaruk VN, Miroshkina IA, Chichkanov GG, Seredenin SB. Cardioprotective effects of afobazol in animals with chronic myocardial ischemia. Molecular Medicine. 2013;(5):37-42. (In Russ).].
35
ФШШШШ И ФШЩШМШ
