CC BY
61
УДК 615.224+615.213
ЭНДОТЕЛИОПРОТЕКТИВНЫЕ, КАРДИОПРОТЕКТИВНЫЕ ЭФФЕКТЫ СИМВАСТАТИНА И ЕГО КОМБИНАЦИЙ С L-АРГИНИНОМ И РЕЗВЕРАТРОЛОМ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
© Долженкова Т.В., Якушев В.И., Покровский М.В., Покровская Т.Г., Бесхмельницына Е.А.,
Гудырев О. С., Белоус А. С., Корокин М.В.
Кафедра фармакологии, НИИ экологической медицины Курского государственного медицинского университета, Курск
E-mail: [email protected]
В лаборатории кардиофармакологии НИИ экологической медицины КГМУ проведено изучение эндотелиопротек-тивной, кардиопротективной активности ингибитора 3-гидрокси-3-метилглутарил-КоА редуктазы - симвастатина и его комбинаций с L-аргинином и резвератролом в экспериментах на крысах. Результаты исследований доказывают наличие у симвастатина выраженных эндотелиопротективных эффектов, усиливающихся дополнительным введением L-аргинина и резвератрола. Наиболее выраженная коррекция эндотелиальной дисфункции наблюдается при применении симвастатина в комбинации с L-аргинином. Сердечные нагрузочные пробы выявили более выраженную кардио-протективную активность у симвастатина, по сравнению с его комбинациями с L-аргинином и резвератролом. Ключевые слова: эндотелиальная дисфункция, симвастатин, L-аргинин, резвератрол.
ENDOTHELIOPROTECTIVE, CARDIOPROTECTIVE EFFECTS OF SIMVASTATIN AND ITS COMBINATIONS
WITH L-ARGININ AND RESVERATROL IN EXPERIMENT Dolzhenkova T. V., Yakushev V.I., Pokrovsky M. V., Pokrovskaya T. G., Beskhmelnitsyna E.A.,
Gudyrev O.S., Belous A.S., Korokin M.V.
Pharmacology Department, SRI of Ecological Medicine of the Kursk State Medical University, Kursk At the laboratory of the Cardiofarmacology Scientific Research Institute of Ecological medicine endothelioprotective, cardioprotective activity of inhibitor of 3-gidroksi-3-metilglutaril-CoA reductase - simvastatin and its combinations with L-arginin and resveratrol were investigated in experiments on rats. The received results have shown the presence of expressed endothelioprotective effects, amplifying with additional introduction of L-arginin and resveratrol at simvastatin The most expressed correction of endothelial dysfunction is observed in application of simvastatin in a combination with L-arginin. Warm loading tests have revealed more expressed cardioprotective activity of simvastatin, in comparison with its combinations with L-arginin and resveratrol.
Keywords: endothelial dysfunction, simvastatin, L-arginin, resveratrol.
По современным данным, эндотелиальная дисфункция (ЭД) является ведущим патогенетическим механизм, лежащим в основе развития таких сердечно-сосудистых заболеваний, как атеросклероз, артериальная гипертензия, ишемиче-ская болезнь сердца (ИБС), хроническая сердечная недостаточность (ХСН) и др. [2, 5, 9, 11, 14, 18].
Эндотелиальная дисфункция (ЭД) характеризуется дисбалансом вазоконстрикторной и дила-таторной способности сосудов, обусловленной нарушением баланса между вазодилатирующими факторами: оксид азота (N0) и простациклин 12а (ПЦ 12а) и вазоконстрикторными - эндотелином-1 (ЭТ-1) и ангиотензином-2 (Анг-2) [2, 6, 11, 12, 13, 15].
Одной из причин, ведущих к развитию эндо-телиальной дисфункции, является дислипопро-теинемия - повышение уровня атерогенных плазменных липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) и липопротеинов очень низкой плотности (ЛОНП) и снижение уровня липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) [1, 7, 8].
По современным представлениям, эндотелий является основной мишенью атерогенеза. Липиды в норме не проникают через интиму, но барьерная функция эндотелия изменяется под воздействием таких факторов риска, как курение, гиперхоле-стеринемия, гиперинсулинемии, артериальная гипертензия, старение, менопауза, а также под влиянием системных и локальных медиаторов воспаления и реактивных форм кислорода [1, 4, 8].
Общепринятыми препаратами для лечения и профилактики болезней сердца атеросклеротиче-ского генеза, а также таких осложнений поражения сосудов, как инфаркт миокарда и инсульт, являются статины (ингибиторы 3-гидрокси-3-метилглутарил-КоА-редуктазы). Однако эти препараты решают не все проблемы, так как дисфункция эндотелия ассоциируется со сниженной продукцией оксида азота (N0) [1, 2, 11].
Оксид азота образуется в эндотелиальных клетках из аминокислоты Ь-аргинина под действием фермента эндотелиальной N0-синтазы. Ь-аргинин относится к группе полунезаменимых
аминокислот и обладает широким спектром био-регуляторных влияний [2, 9].
Антиоксидант и фитоэстроген резвератрол содержится в более чем в 70 растениях, но особенно велико его содержание в красном вине. Ре-звератрол обладает выраженными эндотелиопро-тективными и кардиопротективными эффектами [16].
В этой связи целью настоящего исследования явилось изучение эдотелио- и кардиопротектив-ного действия симвастатина и его комбинаций с L-аргинином и с резвератролом в эксперименте.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Опыты проводились на белых крысах самцах линии Wistar массой 200 - 250 г. Для моделирования эндотелиальной дисфункции К-нитро-L-аргинин метиловый эфир (L-NAME) вводился внутрибрюшинно в дозе 25 мг/кг/сут. В эксперименте были использованы следующие группы животных: 1) интактные - внутрижелудочное введение 1% крахмального раствора в дозе 10 мл/кг в течение 7 суток (n=10); 2) контрольные - внутрибрюшинное введение L-NAME в дозе 25 мг/кг 1 раз в сутки в течение 7 суток (n=10); 3) симвастатин в дозе 4,3 мг/кг (n=10); 4) сим-вастатин в дозе 4,3 мг/кг в комбинации с L-аргинином в дозе 200 мг/кг (n=10); 5) симваста-тин в дозе 4,3 мг/кг в комбинации с резвератро-лом в дозе 2 мг/кг (n=10). Симвастатин в данных группах животных вводили в виде раствора внут-рижелудочно в течение 7 суток, за 30 минут до введения L-NAME, один раз в день. L-аргинин и резвератрол вводили внутрибрюшинно в течение 7 суток, за 30 минут до введения L-NAME, один раз в день.
На 8 день от начала эксперимента под наркозом (хлоралгидрат 300 мг/кг) вводили катетер в левую сонную артерию для регистрации показателей гемодинамики: систолического артериального давления (САД), диастолического артериального давления (ДАД) и частоты сердечных сокращений (ЧСС). Показатели гемодинамики измеряли непрерывно посредством датчика TSD104A и аппаратно-програмного комплекса МР100, производства Biopac System, Inc., США. Для изучения реактивности сосудистого русла осуществляли функциональные тесты на эндоте-лийнезависиму и эндотелийзависимую вазодила-тацию. Эндотелийнезависимая вазодилатация (ЭНВД) осуществлялась посредством болюсного введения нитропруссида натрия (30 мкг/кг) в правую бедренную артерию, эндотелийзависимая (ЭЗВД) - введением ацетилхолина (40 мкг/кг) [12]. Далее высчитывали коэффициент эндотели-
альной дисфункции (КЭД) по формуле: КЭД = 8АД НП/ 8АД АХ, где 8АД НП - площадь треугольника над кривой восстановления АД, причём точками меньшего катета являются точка максимального падения АД и точка выхода уровня АД на плато при проведении функциональной пробы с введением нитропруссида, 8АД АХ -площадь треугольника над кривой восстановления АД при проведении пробы с ацетилхолином, причём за меньший из катетов принимают разность между точкой окончания брадикардитиче-ского кардиального компонента и точкой восстановления АД. Этот показатель отражает изменение реактивности сосудистого русла при моделировании дефицита оксида азота и позволяет оценить степень коррекции эндотелиальной дисфункции [9, 10, 12].
Степень эндотелиальной дисфункции у экспериментальных животных, а также степень ее коррекции исследуемыми препаратами оценивали по расчетному коэффициенту эндотелиальной дисфункции (КЭД), представляющему собой отношение площади треугольника над кривой восстановления АД в ответ на введение НП (ЭНВД) к площади треугольника над кривой восстановления АД в ответ на введение АХ (ЭЗВ Д) [9].
Для оценки функциональных возможностей миокарда у животных, находящихся на управляемом дыхании, катетеризировали полость левого желудочка и проводили нагрузочные пробы в представленной последовательности:
1. Проба на адренореактивность (внутривенное одномоментное введение раствора адреналина гидрохлорида 1,10-5моль/л, из расчёта 0,1 мл на 100 г) [3]. При проведении данной пробы проводилась оценка максимального подъема левоже-лудочкового давления (ЛЖД) в ответ на введение адреналина.
2. Нагрузка сопротивлением (пережатие восходящей аорты на 30 сек) [3]. После проведения данной пробы рассчитывался показатель исчерпания миокардиального резерва (выраженный в процентах), равный отношению прироста ЛЖД на 5 секунде пережатия аорты к приросту ЛЖД на 25 секунде пережатия аорты.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Моделирование патологии с помощью блокады эндотелиальной КО-синтазы К-нитро-Ь-аргинин метиловым эфиром (Ь-КАМЕ) приводило к развитию артериальной гипертензии ( САД -190,3±6,7; ДАД -145,0± 3,9 мм рт.ст.). Тогда как у интактных животных значения САД и ДАД находились в пределах физиологической нормы.
Влияние аторвастатина и его комбинаций на исходные показатели артериального давления и коэффициента эндотелиальной дисфункции у наркотизированных крыс при моделированием L-NAME-индуцированной патологии представлены в табл. 1.
Обнаружено, что как симвастатин, так и его комбинации с резвератролом и L-аргинином не предотвращали развития выраженной гипертен-зии, и значения САД и ДАД были достоверно выше соответствующих значений интактных животных во всех сериях экспериментов (табл. 1). Установлено, что симвастатин в комбинации с L-аргинином наиболее выраженно снижает КЭД, по сравнению с монотерапией данным препаратом и его комбинацией с резвератролом (табл. 1).
Результаты влияния симвастатина и его комбинаций с L-аргинином и резвератролом на
функциональные возможности миокарда при проведении проб на адренореактивность и нагрузку сопротивлением представлены в табл. 2.
Проба на адренореактивность характеризовалась выраженным повышением абсолютных значений ЛЖД в группе животных, получавших L-NAME в сравнении с группой интактных животных. При этом применение симвастатина в монотерапии более достоверно выраженно предотвращало повышение адренореактивности, чем его использование в комбинации с резвератролом. Обращает на себя внимание также то, что симва-статин в комбинации с L-аргинином не предотвращал повышение адренореактивности.
При проведении пробы на нагрузку сопротивлением симвастатин более выраженно предотвра-
Таблица 1
Показатели артериального давления и коэффициента эндотелиальной дисфункции при моделировании и коррекции L-NAME-индуцированного дефицита оксида азота симвастатином и его комбинациями
с L-аргинином и резвератролом (n=10, M±m)
Группы животных САД, мм рт.ст. ДАД, мм рт.ст. КЭД, у.е.
Интактные 137,7 ± 3,7 101,9 ± 4,3 1,1 ±0,1
Получавшие L-NAME (25 мг/кг) 190,3 ± 6,7* 145,0 ± 3,9* 5,4 ± 0,6*
Получавшие L-NAME + симвастатин (4,3 мг/кг) 186,4 ±13,1 156,8 ± 10,0 3,5 ± 0,5**
Получавшие L-NAME +комбинация симвастатина (4,3 мг/кг) с L-аргинином (200 мг/кг) 187,5 ± 8,6 143,0 ± 6,5 2,1 ± 0,1**
Получавшие L-NAME +комбинация симвастатина (4,3 мг/кг) с резвератролом (2 мг/кг) 188,2 ± 7,6 155,4 ± 6,0 2,9 ± 0,4**
Примечание: САД - систолическое артериальное давление, ДАД - диастолическое артериальное давление, * - достоверное различие с группой интактных животных (р<0,05); ** - достоверное различие с контрольной группой (р<0,05).
Таблица 2
Влияние симвастатина и его комбинаций с L-аргинином и резвератролом на функциональные возможности миокарда при проведении проб на адренореактивность и нагрузку сопротивлением (n=10, M±m)
Группа животных Адренореактивность (мм рт.ст.) Исчерпание миокардиального резерва (%)
Интактные самцы 199,2 ± 8,3 83,6 ± 4,3
L-NAME 25 мг/кг 247,3 ± 4,8* 66,0 ± 4,6 *
L-NAME + симвастатин (4,3 мг/кг) 209,1 ± 15,8** 88,1 ± 5,8 **
L-NAME +комбинация симвастатина (4,3 мг/кг) с L-аргинином (200 мг/кг) 246,3 ± 15,3 79,3 ± 3,6 **
L-NAME +комбинация симвастатина (4,3 мг/кг) с резвератролом (2 мг/кг) 216,7 ± 16,6** 84,1 ± 7,9**
Примечание: * - достоверное различие с группой интактных животных (р<0,05); ** - достоверное различие с контрольной группой (р<0,05).
щал исчерпание миокардиального резерва по сравнению с его комбинациями с L-аргинином и резвератролом.
В настоящее время для коррекции эндотелиальной дисфункцией перспективными считаются ингибиторы 3-гидрокси-3-метилглутарил-КоА-редуктазы, обладающие, кроме гиполипидемиче-ского, плейотропными противовоспалительным и эндотелиопротективным эффектами, и модуляторы синтеза оксида азота; так как одними из главных механизмов, лежащих в основе эндотелиаль-ной дисфункции, является снижение продукции и биодоступности NO при одновременном повышении уровня ЛОНП и ЛНП, снижении ЛВП и выбросе медиаторов воспаления [1, 8, 14].
Образование оксида азота в эндотелии зависит от сродства субстрата - L-аргинина и фермента эндотелиальной NO-синтазы. ЛОНП и ЛНП способны вызывать разобщение этого биохимического процесса, тем самым приводя к его дефициту, а повышение локально действующих медиаторов воспаления вызывает повышение образования таких свободных радикалов, как супероксид-анион, который взаимодействуя с оксидом азота с образоваем пероксинитрита, который ответственен за нитрование тирозина, за общее и перманентное повреждение тканей за счет окисления гидроксильным радикалом, а также за развитие атеросклероза. Оксид азота и пероксинит-рит способны препятствать развитию атеросклероза, но при наличии атеросклероза развивается токсический эффект из-за накопления перокси-нитрита в атеросклеротической бляшке. Поэтому для предотвращения прогрессирования атеросклероза, вызванного указанными явлениями, целесообразно комбинированное использование статинов с резвератролом и L-аргинином с целью сохранения NO-индуцированных сигнальных путей в сосудах [1, 12].
Указанные факты подтвердились в лаборатории кардиофармакологии НИИ экологической медицины Курского государственного медицинского университета при изучении эндотелиопро-тективной, кардиопротективной активности препарата симвастатин и его комбинаций с L-аргинином и резвератролом.
Полученные результаты позволяют констатировать выраженную коррекцию эндотелиальной дисфункции при применении симвастатина. При этом использование симвастатина в комбинациях с резвератролом и L-аргинином считается более целесообразным и эффективным, так как это приводит к наиболее выраженной коррекции эндоте-лиальной дисфункции. Это связано с аддитивным воздействием данных комбинаций на основные звенья патогенеза дисфункции сосудистого эндотелия.
При проведении исследований на открытом сердце обнаружено выраженное и сопоставимое кардиопротективное действие как самого симва-статина, так и его комбинаций с резвератролом и L-аргинином, которое выражалось в достоверном предотвращении исчерпания миокардиального резерва при проведении пробы на нагрузку сопротивлением.
Таким образом, проведенные нами исследования позволили установить наличие у симваста-тина и его комбинаций с L-аргинином и резверат-ролом выраженных эндотелиопротективных и кардиопротективных эффектов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Атрощенко Е.С. Плейотропные эффекты статинов: новый аспект действия ингибиторов ГМГ-КоА-редуктазы // Медицинские новости. - 2004. -№ 3. - С. 59-66.
2. Граник В.Г., Григорьев Н.Б. Оксид азота (NO). Новый путь к поиску лекарств: Монография. - М.: Вузовская книга, 2004. - 360 с.
3. Гурбанов К. К. Сравнительная оценка антиишеми-ческого действия верапамила на разных моделях ишемии миокарда // Фармакология и токсикология. -1991. - Т. 54, № 4. - С. 21-23.
4. Климов А.Н., Никульчева Н.Г. Липопротеины, ли-попротеидемии и атеросклероз. - Л., 1984. -С. 166.
5. Маколкин В. И. Артериальная гипертония - фактор риска сердечно-сосудистых заболеваний // Рус. мед. журн. - 2002. - Т. 10, № 19. - С. 862-864.
6. Марков Х.М. Оксид азота и сердечно-сосудистая система // Успехи физиол. наук. - 2001. - Т. 32. -№ 3. - С. 49-65.
7. Марков Х.М. Простаноиды и атеросклероз // Патологическая физиология.- 2004. - № 1. - С. 2-8.
8. Марков Х.М. Сосудистые эффекты липопротеинов и оксид азота: клеточные и молекулярные механизм // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. - 2006. - № 3. - С. 2-7.
9. Покровский М.В., Кочкаров В.И., Покровская Т.Г. и др. Новый взгляд на коррекцию эндотелиальной дисфункции // Российский журнал иммунологии. -2006. - Т. 9. - С. 60-61.
10. Репин А.Н. Оценка кардиопротективного действия эмоксипина при тромболитической реперфузии миокарда // Кардиология. - 1994. - Т. 3, № 34. -С. 4-7.
11. Соболева Г.Н., Иванова О.В., Карпов Ю.А. Состояние эндотелия при артериальной гипертонии и других факторах риска атеросклероза // Тер. арх. -1999. - № 7. - С. 80-83.
12. Böger R.H., Bode-Böger S.M., Brandes R.P. et al. Dietary L-arginine reduces the progression of atherosclerosis in cholesterol-fed rabbits—comparison with lovastatin // Circulation. - 1997. - Vol. 96. - Р. 12821290.
13. Frisbee J.C., Stepp D.W. Impaired NO-dependent dilation of skeletal muscle arterioles in hypertensive
diabetic obese Zucker rats // Am J Physiol Heart Circ Physiol. - 2001. - Vol. 281. - P. H1304-H1311.
14. Herbst U., ToborekM., Kaiser S. et al. Hydroxynone-nal induces dysfunction and apoptosis in cultured endothelial cells // J. Cell. Physiol. - 1999. -Vol. 181. -P. 295-303.
15. Landmesser U., Hornig B., Drexler H. Pharmacological approaches to improve endothelial repair mechanisms // Circulation. - 2004. - Vol. 109, N 21, suppl. 1. - P. 1129-1133.
16. Naderali E.K., Doyle P.J., Wiliams G. Resveratrol induces vasorelaxation of mesenteric and uterine arter-
ies from female guinea-pigs // Clin. Sci. - 200. -Vol. 98 - P. 537-543.
17. Taniyama Y., Griendling K.K. Complex multiplication of abelian varieties and applications to number theory // Hypertension. - 2003. - Vol. 42, N 6. - P. 10751081.
18. Vladimirova-Kitova L.D. Asymmetric dimethylargin-ine--mechanisms and targets for therapeutic management // Folia Med . - Plovdiv. - 2008. - Vol. 50, N 1. - P. 163-198.
