Действие нитроглицерина и мексидола на кровоснабжение, сократимость и метаболизм ишемизированного миокарда Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

Е. Н. ПАШИН, И. А. ЛАЗАРЕВА, С. А. ЛИТВИНОВ

ДЕЙСТВИЕ НИТРОГЛИЦЕРИНА И МЕКСИДОЛА НА КРОВОСНАБЖЕНИЕ, СОКРАТИМОСТЬ И МЕТАБОЛИЗМ ИШЕМИЗИРОВАННОГО МИОКАРДА

Кафедра фармакологии ГОУ ВПО «Курский государственный медицинский университет Росздрава», Россия, 305041, г. Курск, ул. К Маркса, 3. E-mail: [email protected]

На модели 60-минутной коронарной окклюзии у собак сочетанное применение нитроглицерина и мексидола оказывает более выраженное кардиопротективное действие в сравнении с их изолированным введением.

Ключевые слова: коронароокклюзия, коллатеральный коронарный кровоток, сократимость миокарда, нитроглицерин, мексидол.

E. N. PASHIN, I. A. LAZAREVA, S. A. LITVINOV

NITROGLYCERIN AND MEXIDOL ACTION ON BLOOD SUPPLY CONTRACTILITY AND METABOLISM

OF ISCHEMIC MYOCARDIUM

Department of pharmacology Kursk state medical university, Russia, 305041, Kursk, K. Marks st., 3. E-mail: [email protected]

Mexidol enhances nitroglycerin protective action on blood supply, contractility, and metabolism of ischemic myocardium in model of 60-minutes coronary occlusion in dogs.

Key words: coronary occlusion, collateral coronary blood flow, myocardium contractility, nitroglycerin, mexidol.

Введение

До настоящего времени применение антиоксидан-тов в комплексной терапии острой ишемии миокарда сдерживается отсутствием законченных представлений о характере фармакодинамических взаимодействий антиоксидантов с препаратами основных групп антиангинальных средств.

Для выяснения некоторых механизмов противоише-мического действия нитроглицерина и мексидола нами в опытах на собаках изучено влияние их сочетанного и раздельного применения на кровоснабжение, сократимость и метаболизм ишемизированного миокарда при моделировании локальной ишемии левого желудочка.

Методика исследования

Опыты выполнены на беспородных собаках массой 10-12 кг. Наркоз вызывали этаминал-натрием (40 мг/кг внутрибрюшинно). После перевода животного на искусственное дыхание аппаратом РО-6 проводили левостороннюю торакотомию и фиксацию перикарда к краям операционной раны. В правую яремную вену вводили гепарин (1000 ЕД/кг). На уровне предполагаемой окклюзии отсепаровывали одну из ветвей передней межжелудочковой ветви левой венечной артерии. На 2-3 мм ниже этого уровня канюлировали одну из двух сопровождающих коронарную артерию ветвей большой вены сердца [4].

Для регистрации системного артериального давления через левую бедренную артерию в аорту вводили катетер, соединенный с датчиком давления W-102 (США). Для регистрации внутрижелудочкового давления, dp/dt через левую сонную артерию в полость левого желудочка вводили еще один катетер, соединенный с датчиком W-102 (США).

После лигирования коронарной артерии в ее дис-тальный отрезок вводили полиэтиленовую канюлю для регистрации объемной скорости коллатерального коронарного кровотока (ККК) [1, 2].

Мексидол вводили в бедренную вену в дозе 20 мг/кг через 5 мин после лигирования коронарной артерии, а тринитролонг (пластинки, содержащие по 2 мг нитроглицерина) и НМ (пластинки, содержащие по 2 мг нитроглицерина и 20 мг мексидола) применяли буккально 10 пластинок на одно животное за 30 мин до коронарной окклюзии.

Синхронную запись артериального давления, лево-желудочкового давления (ЛЖД), ±dp/dt осуществляли на самописце Н-338-8П. Указанные параметры регистрировали в исходе и через 5, 15, 30, 45, 60 мин после окклюзии коронарной артерии.

Для суждения о зависимости коллатерального коронарного кровотока от изменений артериального давления использовали коэффициент К - отношение сдвигов этих параметров, выраженных в процентах от исходного уровня [1, 2].

Содержание глюкозы определяли стандартным методом («Био-Тест»), молочной кислоты (МК) - по методу И. С. Балаховского и Ю. В. Наточина, пиро-виноградной кислоты (ПВК) - по П. М. Бабаскину на СФ-26 и КФК-3-УХЛ. Об утилизации глюкозы, ПВК и МК в зоне ишемии миокарда в опытах при коронаро-окклюзии на собаках судили по проценту экстракции, вычисленному на основании данных о содержании этих метаболитов в крови из дистального отрезка лигированной коронарной артерии (ДОКА) и ветви большой вены сердца (ВБВС), дренирующей зону ишемии. Артериально-венозную разницу и процент экстракции глюкозы, ПВК и МК в сердце до лигирования

коронарной артерии определяли на основании данных о содержании этих метаболитов в крови из аорты и ВБВС. Для суждения о состоянии энергетики миокарда рассчитывали: окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) системы МК/ПВК, сдвиг окислительно-восстановительного потенциала (А ОВП) после прохождения коронарной крови через зону ишемии и «избыточный» лактат (ИЛ).

Статистическая обработка проведена методами вариационной статистики. При этом вычисляли среднюю арифметическую сдвигов исследуемых параметров (±т) и вероятность возможной ошибки (Р) по таблицам Стьюдента. Различия оценивали как достоверные начиная с Р<0,05.

Результаты исследования

В контрольной серии экспериментов объемная скорость ККК на 5-й мин ишемии после коронарной окклюзии составила 1,81±0,35 мл/мин, венозного оттока (ВО) - 1,87±0,24 мл/мин при системном артериальном давлении (САД) 108±4 мм рт. ст. Уровень параметров кровоснабжения зоны ишемии миокарда в течение 60 мин наблюдения снижался синхронно со сдвигами САД при значениях коэффициента К<1.

Мексидол в дозе 20 мг/кг оказывал благоприятное влияние на кровоснабжение зоны ишемии (табл. 1). Об этом свидетельствуют стабилизация ККК на исходных значениях при применении мексидола в течение 30 мин после окклюзии коронарной артерии и умеренное снижение в последующий период наблюдения. Так, под влиянием мексидола снижение ККК к 60-й мин эксперимента составляло 31,5±6,0% от исхода, тогда как в контроле объемная скорость ККК падала на 48,0±4,1% (Р<0,005). При этом значения коэффициента К в опытах с мексидолом в течение 45 мин наблюдения приближались к 1, а на 60-й мин его значение было выше, чем в контрольной серии экспериментов.

При применении 10 пластинок тринитролонга (содержащих 2 мг нитроглицерина) на одно животное наблюдалось повышение ретроградного притока крови в зону ишемии начиная с 15-й мин наблюдения. Максимальный прирост ККК зарегистрирован на 30-й мин после коронарной окклюзии и составил 45,3±4,2% исхода. На 45-й и 60-й мин наблюдения уровень ККК умеренно снижался, однако значения этого параметра под влиянием тринитролонга были достоверно выше в сравнении с контрольной серией и экспериментами с введением мексидола (Р<0,05).

Таблица 1

Влияние сочетанного применения нитроглицерина и мексидола на коллатеральное коронарное кровообращение (в % от исходного уровня, M±m)

Время после коронарной окклюзии, мин Серия экспериментов САД ККК ВО Коэффициент К

I -2,6±3,4 +35,4±3,2*2 +24,3±5,2*2 1,39

15 II III -5,6±2,0 -2,3±1,0 +29,2±3,5*2 -2,7±4,5* +20,1±4,5*2 -2,0±6,5 1,37 1,00

IV -5,1±1,7 -18,4±4,3 14,7±9,4 0,86

I +0,9±3,6*2 +54,5±4,6*2 +34,6±6,2* 1,53

30 II III -2,8±2,1* -9,6±4,2* +45,3±4,2*2 -8,6±4,8* +22,4±5,9* -9,6±4,1 1,49 1,01

IV -21,2±3,6 -26,8±3,4 -27,3±7,8 0,92

I -0,2±4,4*2 +44,6±4,4*12 +27,5±5,6*2 1,45

45 II III -9,0±2,0* -11,8±4,0 +30,1±3,2*2 -17,6±6,7* +20,2±5,4*2 -19,4±4,8 1,42 0,93

IV -26,7±4,5 -31,4±4,2 -32,4±7,5 0,90

I -4,7±3,3*2 +25,6±4,2*12 +20,4±5,7*2 1,31

60 II III -13,7±4,6* -15,6±4,6* +8,1±4,0*2 -31,5±6,0* +14,5±6,3*2 -25,8±6,1 1,25 0,81

IV -30,8±4,2 -48,8±4,1 -36,6±7,6 0,78

Примечание: I - НМ (10 пластинок);

II - тринитролонг (10 пластинок);

III - мексидол (20 мг/кг);

IV - контроль;

САД - системное артериальное давление;

ККК и ВО - объемные скорости коллатерального кровотока и венозного оттока; К - отношение сдвигов ККК и САД, выраженных в процентах от исходного уровня. Индексами *, 1, 2 отмечены значения при Р<0,05 в сравнении с контролем, тринитролонгом и мексидолом соответственно.

Влияние сочетанного применения нитроглицерина и мексидола на сократимость миокарда после коронарной окклюзии (в % от исходного уровня, M±m)

Время Серии

ЛЖД +dp/dt max -dp/dt max ЧСС

после коронарной

экспериментов

окклюзии, мин

I +0,9±3,0 -2,9±4,5 -2,9±4,4 +0,6±1,4

15 II -3,7±2,3 -4,9±4,8 -6,1±4,0 +2,5±1,7

III -1,9±2,0 -2,0±3,4 -3,4±2,5 -0,5±1,2

IV -5,8±1,7 -7,2±1,8 -9,6±1,9 -1,6±1,1

I -1,6±4,0* -0,4±2,7* -2,3±4,3* -1,2±3,3

30 II -3,2±3,0* -4,9±4,8* -6,1±4,0* +0,5±1,0

III -7,0±3,1* -8,1±3,0* -10,2±3,4* -0,8±1,3

IV 18,5±2,8 19,6±3,4 -25,4±5,2 -4,0±2,1

I +2,5±4,0* +4,2±3,5*2 -5,4±4,2* -4,7±4,3

45 II -5,5±2,6* -4,2±4,7* -7,5±4,8* -2,1±2,3

III -9,4±3,8* -8,3±3,4* -13,1±5,0* +1,4±1,2

IV -23,8±4,0 -24,8±3,9 -27,8±6,1 -3,0±2,2

I -0,7±3,3*2 -3,4±3,5*2 -5,5±3,3* -6,0±3,5

60 II -8,0±3,5* -11,5±3,5* -10,4±3,6* -3,1±2,2

III -14,3±4,5 -14,3±3,0* -15,5±3,6* +1,3±2,1

IV -29,3±3,6 -29,1±4,1 -34,3±6,1 -2,7±1,9

Примечание: I - НМ (10 пластинок);

II - тринитролонг (10 пластинок);

III - мексидол (20 мг/кг);

IV - контроль;

САД - системное артериальное давление;

ККК и ВО - объемные скорости коллатерального кровотока и венозного оттока; К - отношение сдвигов ККК и САД, выраженных в процентах от исходного уровня. Индексами *, 1, 2 отмечены значения при Р<0,05 в сравнении с контролем, тринитролонгом и мексидолом соответственно.

Обращает на себя внимание, что прирост уровня ККК при введении тринитролонга сохранялся и в условиях снижения САД. При этом значения коэффициента К были больше 1. Это свидетельствует о том, что под влиянием препарата происходит перераспределение коронарного кровотока в пользу ишемизированного участка миокарда. Кроме того, при аппликации тринитролонга наблюдалось менее выраженное падение САД в сравнении с контролем. Так, к 60-й мин после коронарной окклюзии при применении тринитролонга снижение САД составило 13,7±4,6% от исхода, а в контрольной серии - 30,8±4,2% (Р<0,05).

При буккальном применении 10 пластинок НМ (содержащих 2 мг нитроглицерина и 20 мг мексидола) наблюдалась стимуляция коллатерального коронарного кровообращения и кровоснабжения ишемизированной зоны миокарда: повышались ККК и ВО, значения коэффициента К превышали 1 (табл. 1). Вместе с тем, следует отметить, что комплексный препарат НМ превосходил по коронарной активности как мексидол, так и тринитролонг. Об этом свидетельствуют достоверно более высокие значения прироста ККК на 45-й и 60-й мин наблюдения и более высокие значения коэффициента К в сравнении с опытами с тринитролонгом. Так,

прирост ККК на 60-й мин под влиянием НМ составил 25,6±4,2%, а при применении тринитролонга - 8,1±4,0% от исхода (Р<0,05).

Таким образом, сочетанное применение нитроглицерина и антиоксиданта мексидола в виде препарата НМ приводило к более выраженной стимуляции ККК в сравнении с изолированным введением указанных лекарственных веществ.

При регистрации левожелудочкового давления (ЛЖД), максимальной скорости сокращения и расслабления левого желудочка (±<срМтах) в контрольной серии экспериментов наблюдалось прогрессирующее угнетение сократимости миокарда в течение 60 мин после коронарной окклюзии, при этом отмечалось более существенное снижение скорости расслабления левого желудочка (табл. 2).

Мексидол в дозе 20 мг/кг уменьшал падение сократимости сердца с локальной ишемией, о чем свидетельствуют более высокие значения ЛЖД, +с1р/с1: и -с1р/ с: в сравнении с контролем в течение всего времени эксперимента (табл. 2).

Тринитролонг (буккально 10 пластинок, содержащих по 2 мг нитроглицерина) предотвращал депрессию сократительной функции сердца после окклюзии

Влияние сочетанного применения нитроглицерина и мексидола на некоторые показатели метаболизма в зоне ишемии миокарда (M±m)

Время после коронарной окклюзии, мин Серии экспериментов % экстракции «Избыточный» лактат, мМ/л ДОВП, мВ

Глюкоза Пируват

15 I II III IV +7,9±1,8* +8,2±1,6* +8,2±1,3* +15,3±1,9 +2,9±0,5 +1,2±0,9 +3,9±2,1 +3,6±1,9 0,82±0,03 0,83±0,03 0,83±0,05 1,05±0,11 -5,6±0,3*2 -5,7±0,2*2 -7,0±0,5 -8,7±0,8

30 I II III IV +8,0±1,4* +8,4±2,0* +9,0±1,5* +16,4±1,8 +4,5±1,01 +0,5±1,4 +4,4±2,3 +3,3±2,1 0,86±0,03* 0,89±0,02* 0,87±0,04* 1,25±0,11 -6,0±0,2* -5,9±0,2* -7,1±0,5* -9,8±0,9

45 I II III IV +10,1±1,6* +10,8±1,2* +11,2±1,4* +18,4±1,8 +2,4±0,5 +1,8±0,7 +3,3±1,6 +1,9±2,0 0,99±0,04* 1,03±0,02* 1,09±0,08* 1,40±0,11 -6,2±0,4* -6,5±0,2* -7,2±0,6* -9,8±0,8

60 I II III IV +14,1±2,1* +15,4±2,5* +20,4±2,3 +21,2±3,1 +3,1±0,7 +2,6±0,8 +2,8±1,5 +2,7±1,7 1,07±0,03*2 1,12±0,03* 1,27±0,08 1,42±0,09 6,4±0,2*2 6,8±0,2* 7,7±0,5* 10,0±0,7

Примечание: I - НМ (10 пластинок);

II - тринитролонг (10 пластинок);

III - мексидол (20 мг/кг);

IV - контроль;

САД - системное артериальное давление;

ККК и ВО - объемные скорости коллатерального кровотока и венозного оттока; К - отношение сдвигов ККК и САД, выраженных в процентах от исходного уровня. Индексами *, 1, 2 отмечены значения при Р<0,05 в сравнении с контролем, тринитролонгом и мексидолом соответственно.

коронарной артерии. В течение всего периода наблюдения отмечена стабилизация ЛЖД, скорости сокращения и расслабления левого желудочка (±dp/dtmax) на уровне, близком к исходному, в то время как в контрольной серии наблюдалось прогрессирующее снижение этих параметров. К 60-й мин наблюдения в опытах с тринитролонгом ЛЖД, +dp/dtmax и -dp/dtmax снижались соответственно на 8,0±3,5; 11,5±3,5 и 10,4±3,6%, а в контрольной серии экспериментов - на 29,3±3,6; 29,1±4,1 и 34,3±6,1% от исхода (Р<0,05).

НМ (буккально 10 пластинок, содержащих по 2 мг нитроглицерина и 20 мг мексидола), оказывая защитное действие на сократительную активность миокарда с локальной ишемией, несколько превосходил по кар-диопротективному действию тринитролонг. Заслуживает внимания тот факт, что под влиянием НМ падение ЛЖД на 60-й мин и +dp/dt max на 45-60-й мин после окклюзии коронарной артерии было достоверно ниже в сравнении с мексидолом и менее выражено в сравнении с тринитролонгом.

Частота сердечных сокращений в течение всего периода наблюдения во всех сериях экспериментов существенно не менялась (табл. 2). Однако при применении НМ наблюдалась тенденция к уменьшению ЧСС, что положительно отличает его от тринитролонга и мексидола.

Таким образом, сочетанное применение нитроглицерина с мексидолом по протективному действию на сократительную активность сердца с локальной ишемией выгодно отличалось от действия указанных лекарственных веществ, вводимых раздельно.

После лигирования коронарной артерии в пробах венозной крови наблюдалось резкое повышение концентрации молочной кислоты, что выражалось в росте «избыточного» лактата. При этом содержание глюкозы в пробах крови из ишемического очага снижалось и повышался в сравнении с исходом процент ее экстракции. Изменения в метаболизме пирувата характеризовались умеренным ростом его концентрации в крови из зоны ишемии и снижением процента экстракции в зоне ишемического повреждения миокарда. Описанные изменения происходили на фоне электроотрицательного сдвига окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) системы «лактат/пируват». Электроотрицательность ЫОВП в зоне ишемии резко возрастала, достигая максимума через 15 мин после лигирования коронарной артерии, и к 60-й мин составила 10,0±0,7 мВ. В пробах крови из яремной вены указанные параметры углеводного обмена изменялись несущественно, что указывает на локальный характер нарушения метаболизма в ишемизированном участке миокарда.

Мексидол (20 мг/кг) улучшал метаболизм ише-мизированного миокарда (табл. 3). Об этом свидетельствуют уменьшение экстракции глюкозы на 1545-й мин и уменьшение лактацидемии на 30-й и 45-й мин ишемии, что говорит об интенсификации аэробного гликолиза ишемизированного миокарда на фоне действия препарата. Под влиянием мексидола электроотрицательный сдвиг ОВП был достоверно ниже в сравнении с контролем начиная с 30-й мин наблюдения.

Применение тринитролонга (буккально 10 пластинок, содержащих по 2 мг нитроглицерина) приводило к снижению концентрации молочной кислоты в крови, оттекающей из зоны ишемии, и «избыточного» лакта-та (табл. 3). В частности, достоверное снижение этого показателя зарегистрировано на 30, 45 и 60-й мин наблюдения. Это сочеталось с менее выраженным ростом сдвига ОВП в сравнении с контрольной серией экспериментов. При применении тринитролонга содержание глюкозы в пробах крови из ветви большой вены сердца в отличие от контроля снижалось незначительно, и процент ее экстракции был ниже в сравнении с контрольной серией экспериментов.

НМ (буккально 10 пластинок, содержащих по 2 мг нитроглицерина и 20 мг мексидола) по выраженности влияния на метаболизм ишемизированного миокарда превосходил мексидол. Об этом свидетельствуют достоверно меньший уровень «избыточного» лактата на 60-й мин и достоверно менее электроотрицательные значения ЫОВП на 15-й и 60-й мин после коронарной окклюзии в сравнении с мексидолом. Кроме того, значения «избыточного» лактата и ЫОВП по влиянием НМ были несколько ниже, чем при использовании тринитролонга.

Содержание лактата в яремной вене в опытах с НМ, тринитролонгом и мексидолом не отличалось от контроля, что говорит об избирательном действии препаратов на углеводный обмен непосредственно в зоне ишемии.

Обсуждение

Эксперименты по изучению протекторного действия НМ при моделировании локальной ишемии миокарда у собак свидетельствуют о наличии у препарата положительного действия на кровоснабжение ишемического очага. При этом комбинация нитроглицерина и мекси-дола по выраженности влияния на ККК значительно превосходила раздельное введение лекарственных средств в сопоставимых дозах.

Увеличение уровня кровоснабжения ишемизиро-ванного участка миокарда при комбинации нитроглицерина с мексидолом, возможно, связано с однонаправленностью их коронаролитического действия, так как в экспериментах на изолированных сегментах венечных артерий нами ранее было показано наличие у мекси-дола прямого коронарорасширяющего действия. Кроме того, за счет антирадикального действия мексидола возможно замедление инактивации N0 (образуемого под влиянием нитратов), приводящего к дилатации сосудов [5]. Снижение перекисного окисления липи-дов под влиянием мексидола может способствовать восстановлению активности цитохрома Р-450 и глюта-мин-Б-трансферазы [3], через которые опосредуется образование N0, Б-нитрозотиолов, и повышению внутриклеточной концентрации цГМФ под влиянием нитратов [6].

Протективное действие нитроглицерина и мексидола на сократимость ишемизированного миокарда, возможно, является следствием выраженного влияния их комбинации на кровоснабжение миокарда. Стимуляция ККК, наблюдаемая при сочетанном применении нитроглицерина и мекси-дола, способствует оптимизации биоэнергетики кардиомиоцитов и уменьшению ишемического повреждения, что влечет за собой повышение сократительной функции сердца.

Hе исключено, что снижение депрессии сократительной активности миокарда связано с потенцированием специфической антирадикальной активности мексидола. Это основано на данных, что донаторы NO могут выступать в качестве ловушек супероксид-анионов, гидроксильных радикалов, а также тормозить образование свободных радикалов полиморфно-ядерными нейтрофилами [7].

Вместе с тем сочетанное применение нитроглицерина и мексидола оптимизирует углеводный обмен в зоне ишемии: уменьшает лактацидемию, процент экстракции глюкозы, электроотрицательность сдвига ОВП системы «лактат/пируват». Указанные изменения метаболизма свидетельствуют о повышении уровня аэробного гликолиза в зоне ишемии, что, скорее всего, связано с увеличением числа кардиомиоцитов, эффективно (аэробно) ме-таболизирующих субстрат.

Таким образом, данные о стимуляции ККК, уменьшении депрессии сократимости сердца с локальной ишемией и оптимизации обмена углеводов в зоне ишемии при сочетанном применении нитроглицерина и мексидола, превосходящем их раздельное введение, являются экспериментальным обоснованием сочетанного применения нитратов и антиоксидантов в комплексной терапии острой коронарной недостаточности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гацура В. В. Коллатеральное коронарное кровообращение и проблемы его фармакологической регуляции // Успехи физиол. наук. - 1990. - № 3. - С. 19-37.

2. Гацура В. В. Фармакологическая коррекция энергетического обмена ишемизированного миокарда. - M.: Антекс, 1993. - 252 с.

3. Литвицкий П. Ф. Адаптивные и патогенные эффекты ре-перфузии и реоксигенации миокарда / П. Ф. Литвицкий, В. А. Сандриков, Е. А. Демуров. - M.: Mедицина, 1994. - 320 с.

4. Пичугин В. В., Должиков А. П. Канюлирование большой вены сердца и передней межжелудочковой ветви левой коронарной артерии как метод изучения кровоснабжения и метаболизма в ишемизированном участке миокарда // Фармакол. и токсикол. -1973. - Т. 36, № 6. - С. 728-730.

5. Сернов Л. Н. Анализ механизма антиангинального и кар-диопротективного действия производных 3-оксипиридина // Тез. докл. II Российского национального конгресса «Человек и лекарство» 10-15 апр. 1995, г. Mосква. - M.: РЦ «Фармединфо», 1995. - С. 80-81.

6. Interactions of nitroglycerin and sulfhydyl-donating compounds in coronary microvessels / R. M. Wheatley, S. P. Dockery, M. A. Kurz et al. // Amer. J. Physiol. - 1994. -V. 266. № 1, Pt. 2. - P. 291-297.

7. Robak J. Nitric oxide donors as generators and scavenders of superoxide anions / J. Robak, R. J. Gryglewski // Pol. J. Pharmacol. -1993. - V. 45. № 1. - P. 51-58.

Поступила 25.05.2009