CC BY
19
л. м. ДАНИЛЕНКО, м. В. ПОКРОВСКИЙ, м. в. КОРОКИН, о. с. ГУДЫРЕВ
ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ КАРДИОПРОТЕКТИВНОГО ЭФФЕКТА 3-(2,2,2-ТРИМЕТИЛГИДРАЗИНИЯ) ПРОПИОНАТА
Кафедра фармакологии ФГАОУ ВПО «БелГУ», Медицинский институт, факультет лечебного дела и педиатрии, Россия, 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85; тел. (4722) 30-13-73. Е-таП: [email protected]
В работе оценены влияние 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионата на площадь некротизированного миокарда левого желудочка и уровень тропонина I сыворотки крови при острой коронароокклюзии (60 мин) с последующей реперфузией (90 мин) у наркотизированных кроликов. Показано, что дистантное и фармакологическое преконди-ционирование 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионатом уменьшает зону некроза в 3 и 1,5 раза соответственно. Обнаружено участие АТФ-зависимых калиевых каналов (КАТФ-каналы) эндотелиальной и индуцибельной NO-синтазы в реализации цитопротекторного эффекта дистантного прекондиционирования и 3-(2,2,2-триметилгид-разиний) пропионата, что свидетельствует об участии механизма фармакологического прекондиционирования в реализации его кардиопротективного действия.
Ключевые слова: прекондиционирование, ишемия/реперфузия, 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионат.
L. M. DANILENKO, M. V. POKROVSKY, M. V. KOROKIN, O. S. GUDYREV
STUDY OF THE MECHANISMS CARDIOPROTEKTIVE EFFECT OF 3-(2,2,2- TRIMETHYLHYDRAZINIUM) PROPIONATE
Department of pharmacology FGAOU VPO «BSU», Institute of medicine, department of pediatrics and medical business, Russia, 308015, Belgorod, str., Victory, 85; tel. (4722) 30-13-73. Е-mail: [email protected]
The work evaluated the influence of 3-(2,2,2-trimethylhydrazinium) propionate per square necrotic myocardium of the left ventricle and the level tr^nina I serum during acute coronary occlusion (60 minutes) followed by reperfusion (90 min) in anesthetized rabbits. It is shown that distant and pharmacological preconditioning 3 (2,2,2-trimethylhydrazinium) propionate reduce nekrooza zone 3 and 1.5 times, respectively. Found participation ATP dependent potassium channels (KATF channels) of endothelial and inducible NO-synthase in the implementation of the cytoprotective effect of distant preconditioning and 3-(2,2,2-trimethylhydrazinium) propionate, indicating that the implementation of the mechanism of pharmacological preconditioning in his kardioprotektvnom action.
Key words: preconditioning, ischemia/reperfusion, 3-(2,2,2-trimethylhydrazinium) propionate.
Введение модели коронароокклюзионного инфаркта мио-
Исследований, посвященных применению карда. Инфаркт миокарда воспроизводился на
3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата (Милд- наркотизированных животных (хлоралгидрат 300
ронат®) при сердечно-сосудистых заболеваниях, мг/кг), находящихся на управляемом дыхании,
достаточно. Общеизвестно, что 3-(2,2,2-триметил- путем перевязки нисходящей ветви левой ко-
гидразиния) пропионат приводит к ограничению ронарной артерии на уровне нижнего края ушка
потока жирных кислот через мембраны митохон- левого предсердия (60 мин) с последующей ре-
дрий и защищает клетку от гибели в условиях кис- перфузией (90 мин). Поперечные срезы миокар-
лородного голодания [5, 7]. Однако до сих пор не да производили через каждые 0,8 см, начиная с
изучался вопрос о его возможности прекондицио- уровня 0,8 см ниже места наложенной лигатуры.
нировать миокард. Срезы миокарда помещали в емкость, содержащую фосфатный буфер (рН 7,4) и 1 мг/мл трифе-
Материалы и методы нилтетразолия хлорид, для образования красного
Изучение выживаемости ишемизированного формазана [1, 3, 4, 6]. Подсчет площадей интакт-
миокарда было проведено на 66 кроликах массой ного и некротизированного миокарда левого желу-
2-2,5 кг. Влияние 3-(2,2,2-триметилгидразиний) дочка производили на каждом из четырех срезов
пропионата на размер зоны некроза изучали на с помощью попиксельного анализа в программе
«Adobe Photoshop 9.0». Уровень Troponin I (TnI) определяли на иммунофлуоресцентном приборе «Triage MeterPro» («Biosite», США).
Ишемическое прекондиционирование (ИП) осуществляли путем 5-минутного прекращения кровотока в лигированной коронарной артерии за 30 мин до тотальной ишемии миокарда. Дистантное ишемическое прекондиционирование (ДИП) осуществляли путем наложения жгута на верхнюю треть бедра на 10 мин с последующей 20-минутной реперфузией и воспроизведением модели инфаркта на 60 минут.
Фармакологическое прекондиционирование осуществляли с помощью внутривенного введение в маргинальную вену уха кролика 3-(2,2,2-три-метилгидразиния) пропионата (Милдронат® производства «GRINDEX», Латвия) в дозе 90 мг/кг.
С целью подтверждения гипотезы о реализации эффектов прекондиционирования через активацию системы синтеза оксида азота и КАТФ-каналы животным вводили N-нитро^-ар-гинин метилового эфира (L-NAME, Sigma) в дозе 25 мг/кг (блокатор индуцибельной (iNOS) и эндо-телиальной (eNOS) NO-синтазы), глибенкламид (манинил производства «Берлин-Хеми/АГ», Германия, блокатор КАТФ-каналов) в дозе 0,4 мг/кг,
аминогуанидин (Sigma) (блокатор индуцибельной (iNOS) синтазы в дозе 100 мг/кг [8, 9].
Результаты исследования и их обсуждение
Моделирование ишемии/реперфузии коронарной артерии приводило к развитию некроза миокарда, размер которого составил 27,3±1,2% от массы левого желудочка (таблица).
Ишемическое прекондиционирование (5 мин) за 30 мин до коронароокклюзии уменьшало площадь некротизированного миокарда в 3 раза - до 11,8±0,8% (таблица).
Дистантное прекондиционирование, внутривенное введение 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата в дозе 90 мг/кг и их сочетания за 30 мин до моделирования коронароокклюзионно-го инфаркта миокарда привело к достоверному уменьшению площади некротизированного миокарда и составило 9,05±0,6%, 20,2±1,0% и 11,69±0,58% соответственно. Аналогичная тенденция прослеживалась и в динамике уровня TnI в сыворотке крови (таблица).
Неселективная блокада NO-синтазы с помощью внутривенного введения L-NAME и селективная блокада индуцибельной NO-синта-зы (iNOS) с помощью внутривенного введения
Влияние 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата (90 мг/кг) в/в и дистантного ишемического прекондиционирования на размер зоны некроза и уровнь тропонина I при острой коронарооклюзии (60 мин) с последующей реперфузией (90 мин) у наркотизированных кроликов (M±m; в % от массы левого желудочка; п=6)
N п/п Экспериментальная группа % некроза Уровень TnI в сыворотке (нг/мл)
1 КО/реперфузия (контроль) 27,3±1,2 16,3 ±1,2
2 КО/реперфузия + ИП 11,8±0,8* 5,4±1,4*
3 КО/реперфузия + ДИП 9,05±0,6* 4,6±0,8*
4 КО/реперфузия + 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионат 20,2±1,0* 12,2±1,1*
5 КО/реперфузия + 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионат + ДИП 11,69±0,5* 6,4 ±2,9*
6 КО/реперфузия + L-NAME (25 мг/кг/сут.) +ДИП 25,3±0,8# 15,9±0,9#
7 КО/реперфузия + L-NAME (25 мг/кг/сут.) + 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионат 23,6±1,3# 16,3 ±1,7#
8 КО/реперфузия +аминогуанидин (100 мг/кг) + ДИП 22,8±2,0# 14,6 ±1,8#
9 КО/реперфузия +аминогуанидин (100 мг/кг)+ 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионат 26,3±1,3# 17,3 ±1,2#
10 КО/реперфузия +глибенкламид (0,4 мг/кг) +ДИП 24,2±1,5# 15,3±1,3#
11 КО/реперфузия + глибенкламид (0,4 мг/кг) +3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионат 32,6±1,8# 17,7 ±0,9#
Примечание: КО/реперфузия - коронароокклюзия нисходящей ветви левой коронарной артерии на уровне ушка (60 мин) с последующей реперфузией 90 мин); ИП - ишемическое прекондиционирование (5 мин); ДИП - дистантное ишемическое прекондиционирование (10 мин) верхней трети бедра; *р < 0,05 - в сравнении с контролем; # р < 0,05 - в сравнении с серией без фармакологического анализатора.
аминогуанидина на фоне моделирования ише-мии/реперфузии частично устраняли протек-тивное действие 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата и дистантного ишемического прекон-диционирования (таблица).
Блокада КАТФ-каналов с помощью глибен-кламида на фоне моделирования ишемии/ реперфузии миокарда полностью снимала кардиопротективные эффекты и применение 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата и дистантного ишемического прекондициониро-вания в отношении зоны некроза и уровня Тп1 (таблица).
Таким образом, в ходе проведенного исследования было выявлено, что ИП, ДИП и 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионат обладают сопоставимым кардиопротективным эффектом на модели ишемии/реперфузии у наркотизированных кроликов.
КАТФ-каналы являются эффекторным механизмом в реализации противоишемического эффекта действия как ДИП, так и 3-(2,2,2-триме-тилгидразиний) пропионата. 3-(2,2,2-триметил-гидразиний) пропионат, конкурируя за рецепторы гамма-бутеробетоина (ГББ), снижает концентрацию карнитина. В результате из-за сродства геометрии ГББ ацетилхолину происходит активация эндотелиальных ацетилхолиновых рецепторов, что приводит к индукции синтеза N0. N0 выступает как триггер ИП, в том и другом случае синтез его осуществляется за счет активации iN0S и eN0S. N0 приводит к активации универсального внутриклеточного мессенджера - протеинкиназы С. Под ее действием АТФ-зависимые калиевые каналы гладкомышечных клеток сосудов и кар-диомиоцитов, закрытые в норме, открываются. За счет этого происходит защитное укорочение сердечных потенциалов действия. Такой эффект имеет энергосберегающее значение, и при возникновении в ближайшее время повторной ишемии миокарда отмечаются снижение его метаболической активности, уменьшение скорости распада АТФ, замедление гликогенолиза и снижение скорости нарастания внутриклеточного ацидоза. Благодаря всему этому миокард лучше переносит ишемию, в том числе более длительную и выраженную.
Таким образом, можно сделать следующие выводы:
3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионат оказывает выраженное протективное действие на модели ишемии/реперфузии у наркотизированных кроликов, уменьшая зону некроза и уровень Тп1 в сыворотке крови в 1,5 раза.
В реализации кардиопротективных эффектов 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионата принимают участие КАТФ-каналы и iN0S, о чем свиде-
тельствует устранение протективного действия при введении глибенкламида и аминогуанидина.
ЛИТЕРАТУРА
1. Артюшкова Е. Б., Покровский М. В., Корокин М. В. Исследование эндотелиопротективных эффектов препарата кардионата на ADMA-подобной модели дефицита азота при специфической блокаде NO-синтазы // International Journal on Immunorehabilitation (Международный журнал по иммунореа-билитации). - 2009. - Т. 11. № 1. - С. 66-67.
2. Колесник И. М., Покровский М. В., Даниленко Л. М. Дистантное и фармакологическое прекондиционирование -новые возможности стимуляции неоваскулогенеза // Кубанский научный медицинский вестник. - 2010. - № 6. - С. 56-58.
3. Михин В. П., Покровский М. В., Гуреев В. В. Эффективность отечественного миокардиального цитопротектора и его фармакодинамика при острой ишемии миокарда: клинические результаты и экспериментальные модели // Российский кардиологический журнал. - 2011. - № 2. - С. 37-42.
4. Рагулина В. А., Корокин М. В., Покровский М. В. Изучение кардиопротекторной активности производного 3-оксипи-ридина // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2011. - № 3. - С. 118.
5. Тепляков А. Т., Санкевич Т. В., Степачева Т. А. Мио-кардиальная цитопротекция ингибитором р-окисления жирных кислот милдронатом в виде монотерапии и в сочетании с p-адреноблокатором атенололом у больных с постинфарктной дисфункцией левого желудочка // Кардиология. -2003. - № 2. - С. 15-18.
6. Черноморцева Е. С., Покровский М. В., Покровская Т. Г. Экспериментальное изучение кардиопротекторного и эндотелиопротекторного действия макралидов и азалидов // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2009. -№ 2. - С. 29-31.
7. Dambrova M., Liepinsh Е., Kalvinsh I. Mildronate: cardioprotective action through carnitine-lowering effect // Trends cardiovasc. med. - 2003. - Vol. 12. - P. 275-279.
8. Downey J. M., Davis A. M., Cohen M. V. Signaling pathways in ischemic preconditioning // Heart. fail. rev. - 2007. -Vol. 12. - P. 181-188.
9. Skyschally А., Schulz R., Heusch. G. Pathophysiology of myocardial infarction: protection by ischemic pre-and postconditioning // Heart. fail. rev. - 2008. - Vol. 33. -P. 88-100.
10. Schaper W., Gorge G., Winkler В. et al. The collateral circulation of the heart // Prog. cardiovasc. - 2005. - Vol. 33. № 1. - Р. 57-77.
11. Liepinsh E., Vilskersts R., Kalvinsh I. et al. Liepinsh E. mildronate, an inhibitor of carnitine biosynthesis, induces an increase in gamma-butyrobetaine contents and cardioprotection in isolated rat heart infarction // J. cardiovasc. pharmacol. -2008. - Vol. 48. - Р. 314-319.
12. Matsumura K., Jeremy R. W., Schaperet J. et. al. Progression of myocardial necrosis during reperfusion of ischemic myocardium // Circulation. - 2008. - Vol. 97. № 8. - Р. 795-804.
Поступила 23.12.2015
