CC BY
19МАРТ - АПРЕЛЬ 2010
УДК 615.28:615.06:616.12
Кардиотоксический эффект изониазида
В эксперименте исследовано дозозависимое карди-отоксическое действие изониазида. Установлено, что длительное введение препарата снижает сократимость миокарда, нарушает его диастоличес-
Введение. Из всех смертей, которых можно было бы избежать, 25% приходится на туберкулез [6]. Поскольку микобак-терии туберкулеза отличаются высокой лекарственной устойчивостью, то возникает необходимость в повышении дозировки и увеличении времени применения противотуберкулезных препаратов, что обусловливает развитие побочных реакций, являющихся одной из главных причин недостаточной эффективности химиотерапии [6,7,13].
Опубликовано значительное количество работ, посвященных нежелательным и токсическим реакциям на противотуберкулезные препараты, включая изониазид, но, к сожалению, недостаточно освещены о влиянии их на сердечную мышцу [9,12,14]. Только изони-азид используется в качестве монотерапии при проведении первичной и вторичной химио-профилактики контактных по туберкулезу и инфицированных лиц, а также является главным препаратом в любой схеме лечения больных туберкулезом как наиболее эффективный противотуберкулезный препарат [4]. Курс лечения длителен (6 мес и более) и сопряжен из-за его малой молекулярной массы и быстрой элиминации из организма с необходимостью применять большие дозы, что обусловливает высокий риск развития токсических осложнений, обусловленных как самим изониазидом, так и продуктами его метаболизма [9]. В этой свя-
кое расслабление, вызывает повреждение мембран карди-омиоцитов за счет активации процессов свободно-радикального окисления, снижает эффективность использования глюкозы на 1 мм рт. ст. развива-
зи целью настоящего исследования явилось выяснение функционально-метаболических нарушений сердца при длительном приеме изониазида с последующей оценкой возможного вклада поврежденного сердца в формирование недостаточности кровообращения.
Материалы и методы исследования. Эксперименты выполнены на 80 крысах-самцах популяции массой 254±10,0 г, разбитых на 4 группы: I группа
- контрольные животные, не получавшие изониазид (п=20); II группа - животные, которым ежедневно энтерально вводили изониазид в дозе 15 мг/кг в течение 2 месяцев (п=20); III группа
- животные, которые получали изониазид в дозе 30 мг/кг (п=20) и IV группа - животные, получавшие изониазид в дозе 75 мг/ кг (п=20). После 2-месячного введения изониазида животных наркотизировали тиопенталом натрия, катетеризировали сонную артерию для измерения среднего артериальное давление (АДср., мм рт. ст.). Одновременно регистрировали ЭКГ во II стандартном отведении, а для оценки параметров системной гемодинамики - интегральную реограмму и первую производную реограммы [3] с использованием реоплетизмог-рафа РПГ2-02 и регистратора Н-338-6П. Рассчитывали при этом следующие показатели [10]: ударный объем (УО), ударный (УИ, мл/м2) и сердечный индексы (СИ, мл/мин-м2) и общее периферическое сопротивление
Гриценко Н.С., Долгих В.Т.
ГОУ ВПО Омская государственная медицинская академия Росздрава
емого давления, вызывает эндо-токсемию.
Ключевые слова: изониазид, сердечно-сосудистая система, функционально-метаболические повреждения миокарда.
сосудов (ОПСС, дин-с-ем-2). Сократительная функция миокарда изучалась с использованием препарата изолированного сокращающегося сердца [15]. С этой целью осуществляли торакотомию, извлекали сердце, помещая в охлажденный до 2-40С раствор Кребса-Хензе-лайта. После частичного удаления левого предсердия сердце фиксировали за аорту на канюле перфузионной установки. В полость левого желудочка помещали латексный баллончик постоянного объема, соединенный с портативным монитором РМ-8000. Перфузию сердец осуществляли ретроградно через аорту тем же раствором, насыщенным карбогеном под давлением 70 мм рт.ст. при температуре 370С, поддерживаемую ультратермостатом VT-8, и рН=7,33-7,36. Электростимуляцию сердца осуществляли прямоугольными импульсами длительностью 3 мс, напряжением на 10% выше порогового с частотой 120 мин-1 с помощью электростимулятора ЭС-50-1. Через 30 мин нормоксической перфузии, необходимой для стабилизации работы сердца, записывали кривую давления в левом желудочке. На основании графического материала рассчитывали систолическое (СД), диастолическое (ДД) и развиваемое давление (РД), а также скорость сокращения (ёр/dt max) и расслабления (-ёр/ dt max) левого желудочка. Одновременно с регистрацией давления брали пробы перфузата,
прошедшего через коронарное русло, и определяли в нем содержание глюкозы, пирувата и активность аспартатаминотран-сферазы (АсАТ), а затем рассчитывали потребление глюкозы и пирувата на 1 г сухой массы миокарда за 1 мин на 1 мм рт. ст. развиваемого давления. Потерю кардиомиоцитами АсАТ вычисляли на 1 г сухого миокарда за 1 мин [1].
Интенсивность процессов свободно-радикального окисления оценивали методом хеми-люминисценции плазмы крови при добавлении сернокислого железа. Измерения проводились на хемилюминометре «ХЛ-003». Свечение индуцировали добавлением 1 мл 50 мМ раствора Ре804-7Н20, ускоряющего процессы перекисного окисления липидов. Запись свечения осуществляли также в течение 10 мин. При этом регистрировали значение таких параметров как спонтанная светимость (у.е.), вспышка (у.е.) и светосумма (у.е.хмин) [2, 11].
Содержание веществ средней и низкой молекулярной массы (ВСНММ) определяли отдельно в плазме и на эритроцитах [8], регистрируя спектральную характеристику водного раствора супернатанта в зоне длин волн от 238 до 298 нм. Расчет конечного результата ВНСММ производили путем интегрального измерения площади фигу-
ры, образованной осью абсцисс, и полученными значениями экс-тинкций для каждого типа определения: плазмы и эритроцитов. Отдельно рассчитывали показатели при длинах волн 238, 242 и 246 нм. Известно, что в этом спектре длин волн регистрируются вещества катаболическо-го происхождения, ксенобиотики, продукты распада клеток тканей, микробной природы и т.
д. [8].
Результаты и обсуждение. В
группах животных, получавших изониазид, выявлена тенденция к увеличению частоты сердечных сокращений и повышению АДср. Наблюдалось снижение УИ и СИ, увеличение ОПСС (табл.1), что свидетельствовало о нарушении системного кровообращения. Исследования, выполненные на изолированных изоволюмически сокращающих сердцах, когда контролируются основные детерминанты сердечной деятельности (внутри-желудочковый объем, частота сердечных сокращений, перфу-зионное давление, газовый и ионный состав перфузата) [1], позволили выявить кардиоток-сический эффект длительного введения в организм изониази-да. Он проявлялся снижением силовых (систолического и развиваемого давления) и скоростных (скорости сокращения и расслабления) параметров сократительной функции миокар-
да левого желудочка. Выявлялся дозозависимый кардиотокси-ческий эффект изониазида, а максимальное кардидепресси-рующее воздействие оказывал изониазид в дозе 75 мг/кг; в большей степени нарушались процессы расслабления миокарда (табл. 2).
Мембранодеструктивный эффект изониазида сопровождался повышенной утечкой ци-тозольного фермента АсАТ в коронарный проток, и степень его потери напрямую зависела от дозы вводимого препарата. Кроме того, длительное введение препарата нарушал биоэнергетику сердца, о чем свидетельствовало увеличение в 1,5 раза потребления глюкозы на единицу выполняемой функции и повышенное содержание в коронарном перфузате пирувата, что свидетельствовало о разобщении окисления с фосфори-лированием, а в конечном итоге - о митохондриальной дисфункции (табл. 2). Таким образом, экспериментально установлен кардиотоксический дозозави-симый эффект изониазида, что следует учитывать в клинике при лечении больных туберкулезом.
В табл. 3 представлены параметры хемилюминисценции плазмы. Видно, что на фоне длительного приема препарата отмечалось снижение активности прооксидантной системы
Таблица 1
Показатели гемодинамики экспериментальных животных (М±т)
Показатели Контроль Доза изониазида, мг/кг
(п=20) 15(п=20) 30 (п=20) 75(п=20)
ЧСС, мин-1 340±16 352±13,2 364±14,1 385±12,8
АДср. мм рт. ст. 128±4,1 137±3,2 140±5,0 143±2,9
УИ, мл/м2 0,272±0,014 0,244±0,007* 0,235±0,009* 0,228±0,011*
СИ, мл/мин-м2 298±23,4 278±13,7* 273±14,7* 256±12,4*
ОПСС,динссм2 206±10,4 234±9,1* 241±6,9* 254±10,5*
Примечание *- достоверность различий по отношению к контролю ^<0,05).
45
МАРТ - АПРЕАЬ 2010
Примечание *- р< 0.05 по сравнению с контролем, Л р< 0.05 - по отношению к группе II,
» р< 0.05- по отношению к группе III
Таблица 3
Показатели хемилюминесценции плазмы крови на фоне приема изониазида (M±m)
Таблица 2
Влияние изониазида на сократительную функцию и метаболизм левого желудочка сердца (M±m)
Показатели Контроль Доза изониазида, мг/кг
(n=20) 15 (n=20) 30(n=20) 75 (n=20)
СД, мм рт. ст. 92,5±1,97 77,7±1,19* 62,3±1,42*л 54,2±1,86*л»
ДД, мм рт. ст. 4,1±0,25 6,7±0,32* 8,00±0,61*л 9,7±0,50*л»
РД, мм рт. ст. 88,4±1,87 71,0±1,11* 54,3±1,36*л 44,5±1,95*л»
ёр/dt max, мм рт. ст./с 1701±29,5 1542±18,2* 1304±29,1*л 959±30,5*л»
-dP/dt max, мм рт. ст./с 1252±22,0 1105±34,2* 908±19,2*л 737±16,8*л»
АсАТ, МЕ/мин-кг 318±14,1 323±12,3 357±15,7* 427±23,5*л»
Глюкоза, нмоль/(мин-г) 242±8,9 293±8,4* 362±7,3*л 383±9,0*л
Пируват, мкмоль/(мин-г) 3,0±0,9 11,8±0,8* 17,1±1,6*л 20,9±2,2*л»
Показатели Контроль Доза изониазида, мг/кг
(n=20) 15(n=20) 30 (n=20) 75 (n=20)
Спонтанная светимость, у. е. 0,31±0,02 0,29±0,01 0,07±0,01*** 0,05±0,01 ***
Вспышка, у. е. 1,21±0,05 1,03±0,02 1,36±0,05 1,59±0,05
Светосумма плазмы, у. е.хмин 0,73±0,05 1,21±0,20 0,43±0,04** 0,35±0,02**
Примечание: **, *** - достоверность различий по отношению к контролю (p<0,01; p<0,001)
(снижение вспышки) и некоторая активация антиоксидантной системы (увеличение светосум-мы), что характерно только для группы животных, получавших изониазид в дозе 15 мг/кг. При увеличении дозы вводимого препарата выявлялась интенсификация процессов свободно-радикального окисления, что могло способствовать повреждению мембран кардиомиоцитов и наиболее выраженному дисбалансу мощности прооксидантной и
антиоксидантной систем в группе животных, получавших препарат в дозе 75 мг/кг.
При исследовании эндогенной интоксикации было выявлено, что крысы II, III и IV групп, по сравнению с группой контроля имели более выраженную степень эндотоксе-мии, оцениваемую по уровню ВНСММ, уровень которых постепенно возрастал с увеличением дозы вводимого препарата. Так, суммарное содер-
жание ВНСММ в плазме крыс группы I увеличилось на 34%, а на эритроцитах - на 20%, в плазме III группы - на 60%, а на эритроцитах - на 52% относительно контроля. В группе IV данные показатели выросли соответственно на 164% и 104%. Содержание токсинов на эритроцитах в группах II, III и IV в 1,1; 1,5 и в 2 раза превышало контрольные значения, а веществ катаболического пула - в 1,8; 3,5 и 8,7 раза.
Необходимо отметить,
что увеличение содержания ВНСММ в плазме крови было вызвано в основном увеличением концентрации веществ катаболического спектра. Так, во II группе катаболический пул ВНСММ плазмы возрос на 202%, в III группе - на 322%, а в IV группе - на 978%. Столь значительное увеличение параметров эндотоксемии в IV группе, по всей вероятности, связано с тем фактом, что изо-ниазид, являясь ксенобиотиком, попадет в катаболический пул веществ, оказывающих токсическое действие, и увеличивает показатель интоксикации крови. Будучи гепатотоксичным соединением [7] и уменьшая детоксикационную функцию печени, изониазид способствует еще большему нарастинию
эндогенной интоксикации. Это имеет большое значение при туберкулезном процессе, так как на фоне сниженной функции печени усиливается интоксикация продуктами жизнедеятельности микобактерий туберкулеза и распада собственных тканей организма.
Заключение. Длительное внутрижелудочное введение изониазида животным приводит к недостаточности кровообращения, в формировании которого немаловажную роль играет повреждение сердца. Кардиотоксический эффект изониазида проявляется снижением сократительной и нарушением диастолической функции миокарда, увеличением утечки из кардиомиоцитов в коронарный проток АсАТ, повышенным потреблением глюкозы
на 1 мм рт. ст. развиваемого давления, что свидетельствует о деструкции мембран и мито-хондриальной дисфункции кар-диомиоцитов [5]. Длительное введение препарата в высоких дозах приводит к выраженной активации процессов свободно-радикального окисления и нарастанию эндогенной интоксикации, что, несомненно, отрицательно сказывается на состоянии сердечно-сосудистой системы. Выявленные функционально-метаболические нарушения сердца при длительном введении изониазида необходимо учитывать в клинике и, возможно, назначать сопроводительную терапию карди-оцитопротекторами, которые позволят уменьшить кардио-депрессивный эффект противотуберкулезных препаратов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Долгих В.Т. Повреждение и защита сердца при острой смертельной кровопотере. - Омск, 2002. - 203 с.
2. Зенков Н.П., Меньщикова Е.Б. Практические замечания по регистрации хемилюминесценции фагоцитарных клеток // Бюл. СО АМН. - 1990. - № 2. - С. 72-77.
3. Карпицкий В.В., Словеснов С.В., Рерих Р.А. Карпицкий В.В. Определение сердечного выброса у мелких лабораторных животных методом тетраполярной реографии // Пат. физиол. -1986. - № 1. - С. 74-77.
4. Колпакова Т.А. Осложнения антибактериальной терапии у больных туберкулезом легких с сопутствующими заболеваниями: Автореф. дис. д-ра мед.наук. - Новосибирск, 2002. - 42 с.
5. Литвицкий П.Ф. Патогенные и адаптивные изменения в сердце при его регионарной ишемии и последующем возобновлении коронарного кровотока // Пат. физиол. - 2002. - № 2 - С. 2-12.
6. Мишин В.Ю., Стрелис А.К., Чуканов В.И. и др. Лекции по фтизиопульмонологии. - М., 2006.- 560 с.
7. Лысов А.В., Мордык А.В, Затворницкий В.А., Кондря А.В. О побочных нейротоксических реакциях при химиотерапии туберкулеза и их лечение // Проблемы туберкулеза и болезней легких . - 2006 - № 6. - С. 45-48.
8. Малахова М.Я. Метод регистрации эндогенной интоксикации: пособие для врачей.- СПб., 1995. - 33 с.
9. Мишин В.Ю., Чуканов В.И., Григорьев Ю.Г. Побочное действие противотуберкулезных препаратов при стандартных и индивидуальных режимах химиотерапии.- М., 2004. - с.
10. Пушкарь Ю.Т. Определение сердечного выброса методом тетраполярной грудной реографии и его метрологические возможности // Кардиология. - 1977. - № 7. - С. 85-90.
11. Фархутдинов Р.Р., Лиховских В.А. Хемилюминесцентные методы исследования свободно-радикального окисления в биологии и медицине. - Уфа, 1998. - 90 с.
12. Шмелев Н.А., Степанян Э.С. Побочное действие противотуберкулезных препаратов. - М., 1977. - 280 с.
13. Alvirez-freiter E.J. In vitro activities of several fluoroquinolones against Mycobacterium tuberculosis / E.J. Alvirez-freiter, M.N. Cynamon // 9th intern. Congr. Inf. Dis., Buenos Aires, 2000. -Abstract. - № 75.015
14. Gupta R. Tuberculosis as a major global health problem in the XXI century, a WHO perspective / R. Gupta, M. Espinal, M. Raviglione // Seminars in respiratory and critical med. - 2004. -Vol. 24, №3. - 245-253.
15. Fallen E.T., Elliott W.G., Gorlin R. Apparatus for study of ventricular function and metabolism in the isolated rat // J. Appl. Physiol. - 1967. - Vol. 22, № 4. - P. 836-839.
Gritsenko N.S., Dolgikh V.T. Cardiotoxic effect of isoniazid
Omsk State Medical Academy
A dose-dependent cardiotoxic effect of isoniazid was studied in an experiment. It was established that a long-term administration of the preparation lowers the myocardium contractility, affects its diastolic relaxation, damages cardiomyocytes membranes due to activated processes of free-radical oxidation, reduces the effectiveness of the use of glucose per 1 mm of the mercury column of the developing pressure, causes endotoximya.
Переработанный вариант статьи поступил в редакцию 10.12.2009 г.
