CC BY
63
УДК 612.82/.83; 591.1:591.481:616-092.4
НАРИНГИН И АПИГЕНИН УЛУЧШАЮТ ВАЗОДИЛАТИРУЮЩУЮ ФУНКЦИЮ ЭНДОТЕЛИЯ СОСУДОВ ГОЛОВНОГО МОЗГА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ НА ФОНЕ ЕГО ФОКАЛЬНОЙ ИШЕМИИ
А. В. Воронков, Д. И. Поздняков, А. В. Мамлеев
Пятигорский медико-фармацевтический институт — филиал ГБОУ ВПО Волгоградский государственный медицинский университет, Пятигорск, Россия
В исследовании отражено влияние нарингина и апигенина на вазодилатирующую функцию эндотелия мозговых сосудов при его ишемическом повреждении. Эксперимент реализован на крысах самцах линии Wistar. Фокальную ишемию моделировали путем окклюзии средней мозговой артерии. Вазодилатирующую функцию эндотелия оценивали допплерографическим методом при модификации синтеза NO. В качестве препаратов сравнения использовали: сулодексид (Вессел Дуэ Ф, Alfa Wasserman, Италия), и Мексидол (ФАРМАСОФТ, Россия).
Полученные результаты показывают, что и нарингин, и апигенин способны сохранять вазодилатирующую функцию эндотелия в условиях ишемии головного мозга крыс. При этом у животных, получавших нарингин и апигенин, наблюдается улучшение вазодилатации на введении ацетилхолина в 1,6 и 2,2 (p < 0,05) раза соответственно, по сравнению с группой крыс негативного контроля. Кроме того, при применении исследуемых соединений, была отмечена меньшая сосудистая реакция (увеличение кровотока) в ответ на введение L-аргинина. Вазоконстрикция, опосредованная введением L-NAME, также была более выражена у крыс, получавших нарингин и апигенин, нежели чем у животных негативного контроля. При этом по величине фармакологического эффекта апигенин превосходил нарингин и не уступал таковому от применения препаратов сравнения — сулодексида и мексидола.
Ключевые слова: фокальная ишемия, эндотелий, эндотелиопротекция, флаваноиды, сулодексид, мексидол.
NARINGIN AND APIGENIN IMPROVE ENDOTHELIAL VASODILATOR FUNCTION OF BRAIN VESSELS IN EXPERIMENTAL ANIMALS WITH FOCAL ISCHEMIA
A. V. Voronkov, D. I. Pozdnyakov, A. V. Mamleev
Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute, a branch of Medical University, Volgograd State Medical University, Pyatigorsk, Russia
The study describes the effects of naringin and apigenin on endothelial vasodilator function (EVF) of cerebral vessels after ischemia. The experiment was carried out on Wistar male rats. Focal ischemia was induced by occlusion of the middle cerebral artery. We used Doppler sonography to assess EVF through modifying NO synthesis. We used sulodexide (Vessel Due F, Alfa Wasserman, Italy) and mexidol (Pharmasoft, Russia) as reference drugs.
Our findings suggest that both naringin and apigenin can protect EVF in rats after brain ischemia. The animals which received naringin and apigenin showed that administration of acetylcholine improved vasodilation by 1,6 and 2.2 (p < 0.05) times, respectively, as compared with negative controls. Moreover, the use of naringin and apigenin resulted in diminished vascular response (increased blood flow) caused by L-arginine administration. L-NAME-mediated vasoconstriction was more pronounced in rats treated with naringin and apigenin than in negative controls. Nonetheless, apigenin showed pharmacological effects superior to those of naringin and comparable to those of the reference drugs, sulodexide and mexidol.
Key words: focal ischemia, endothelium, endothelial protection, flavonoids, sulodexide, mexidol.
В настоящее время острые нарушения мозгового и сокращают продолжительность жизни в среднем кровообращения (ОНМК) представляют огромную ме- на 2,5 года у мужчин и 2 года у женщин [4]. дико-социальную проблему. По данным Всемирной орга- Патогенез ишемического повреждения головно-
низации неврологических обществ, ОНМК являются од- го мозга очень сложен и многогранен. В последнее вре-ной из самых распространенных патологий в неврологи- мя разработана концепция, согласно которой одной ческой практике. Ежегодно регистрируется не менее 700 из причин нарушений мозгового кровообращения явля-на 100тыс. человек новых случаев ОНМК [7]. Ишемия ется дизрегуляция системы сосудистого эндотелия [8]. мозга в конечном итоге приводит к обширнейшему спек- В результате сбоя в системе эндотелиального меха-тру психоневрологических расстройств, нарушению ког- низма регуляции мозгового кровотока наблюдается ак-нитивных и сенсорномоторных функций организма [4]. тивация процессов вазоконстрикции, тромбообразова-Важное социальное значение цереброваскулярной па- ния, повышается продукция провоспалительных фактологии состоит в том, что ишемия головного мозга спо- торов, происходят морфофункциональные изменения собствует значительному ухудшению памяти и позна- сосудистой стенки. Подобные изменения могут усугу-вательных функций, что ведет к социальной дезадапта- бить течение ишемического инсульта и снизить шансы ции пациента [7]. Кроме того, ОНМК ухудшают качество пациента на успешное выздоровление [3, 8].
©äSmpfä ©©CöFflM]^
Все вышеперечисленное делает эндотелий сосудов перспективной мишенью для терапевтического воздействия, а изыскание средств с потенциальной эндотелиопротекторной активностью становится одной из важнейших задач современной фармакологии [2, 4, 6, 7, 8].
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Оценка влияния нарингина и апигенина на вазо-дилатирующую функцию эндотелия мозговых сосудов на фоне его ишемического повреждения.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Эксперимент выполнен на 60 крысах-самцах линии Wistar, рандомзированных по возрасту и массе (200—220 г). Первую группу составили ложноопериро-ванные крысы (Л/О) (n = 10). Вторая группа животных (n = 10) — негативный контроль (НК). Данной группе крыс воспроизводили ишемическое повреждение головного мозга, путем окклюзии правой средней мозговой артерии, под местом ее пересечения с обонятельным трактом (фокальная ишемия) [1]. Третьей, четвертой, пятой и шестой группам (n = 10, каждая группа) крыс также моделировали ишемию головного мозга. При этом животные 3-й и 4-й группы получали препараты сравнения: сулодексид (Вессел Дуэ Ф, Alfa Wasser-man, Италия), в дозе 30 ЕВЛ (единицы высвобождения липопротеинлипазы) и мексидол (аналог по предполагаемому механизму действия) (ФАРМАСОФТ, Россия) — 30 мг/кг. 5-й и 6-й группам крыс вводили апигенин и нарингин в дозировке 100 мг/кг. Все исследуемые соединения и препараты сравнения вводились интра-гастрально, через желудочный зонд, непосредственно сразу после воспроизведения ишемии головного мозга и на протяжении 3 суток. Группа НК получала 0,9%-й раствор натрия хлорида в эквиобъемном количестве. По истечении указанного времени проводили оценку состояния вазодилатирующей функции эндотелия сосудов головного мозга
Оценку вазодилатирующей функции эндотелия сосудов головного мозга крыс проводили с использованием допплерографического метода — регистрация средней систолической скорости (СК) в проекции правой средней мозговой артерии при модификации синтеза эндогенного оксида азота. Среднюю систолическую скорость регистрировали с помощью ультразвукового допплерографа, датчика УЗОП-010-01 с рабочей частотой 25 МГц и рабочей компьютерной программы ММ-Д-К-Minimax Doppler v.1.7. (Санкт-Петербург, Россия). Модификацию выброса эндогенного NO осуществляли посредством внутривенного введения тест-систем: ацетилхолин (АЦХ) 0,1 мг/кг (Sigma-Aldrich), L-аргинин 150 мг/кг (Panreac), нитрон-аргинин метиловый эфир (L-NAME) 15 мг/кг (Sigma-Aldrich). После выполнения всех необходимых исследований животные выводились из эксперимента путем мгновенной дека-питации, до выхода из наркоза [1]
Результаты опытов обрабатывали методом вариационной статистики с использованием пакета прикладных программ STATISTICA 6.0 (StatSoft, Inc., США для операционной системы Windows). Вычисляли среднее значение и стандартную ошибку среднего значения. Данные выражали в виде M ± 5. Полученные данные проверяли на нормальность распределения с использованием критерия Шапиро-Уилка. В случае нормального распределения данных для сравнения средних использовали f-критерий Стьюдента. При ненормальном распределении результатов эксперимента дальнейшую статистическую обработку данных проводили с использованием U-критерия Манна-Уитни.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Исходная скорость локального мозгового кровотока у группы ложнооперированных животных составляла (3,509 ± 0,153) см/с. В результате, стимулированного ацетилхолином, выброса эндогенного оксида азота СК у данной группы крыс увеличилась, до (5,145 ± 0,221) см/с, то есть на 46,6 % (p < 0,01). Внутривенное введение L-аргинина не вызвало значимого изменения скорости мозгового кровотока у Л/О животных (рис.). Введение же L-NAME привело к снижению СК на 23,5 °% (p < 0,05). Полученные данные согласуются с ранее проведенными исследованиями [1].
60,00
-30,00
"Достоверно относительно исходного значения (р < 0,01); "достоверно относительно исходного значения (Р < 0,05).
Рис. Изменение скорости локального мозгового кровотока, при модификации синтеза N0, на фоне ишемии и при введении исследуемых соединений
У группы крыс негативного контроля на фоне введения АЦХ скорость мозгового кровотока увеличилась лишь на 10,4 %, в то же время при введении нитроН-аргинин метилового эфира СК снизилась всего на 9,5 %. Введение субстрата синтеза оксида азота-L-аргинина привело к значительному увеличению СК у крыс группы негативного контроля. Изменения СК от ее исходного уровня составили +41 % (р < 0,01), что может являться свидетельством развития у данных животных феномена <Н-аргининового парадокса». Сопоставляя полученные данные, можно
I^mpfö ©©СаГГГМЩ
предположить ухудшение вазодилатирующей функции эндотелия у НК группы крыс, что согласуется с литературными источниками [1].
Применение сулодексида оказало благоприятное влияние на эндотелий-зависимую продукцию вазо-активных соединений (NO). При введении АЦХ у данной группы крыс наблюдалось повышение СК на 18,7 %, от ее исходного значения. На фоне L-аргинина скорость мозгового кровотока увеличилась на 24,1 % (p < 0,05), что меньше аналогичного значения группы НК на 70,8 %. При блокаде синтеза оксида азота L-NAME СК у крыс, получавших сулодексид, снизилась на 9,9 %. Полученные данные дают основание предполагать наличие у сулодексида эндотелий-защитных свойств, что подтверждается ранее проведенными исследованиями [5].
Аналогичная тенденция в изменении эндотелий-зависимой вазодилатации наблюдалась и при применении мексидола. На фоне АЦХ скорость локального мозгового кровотока у данных животных увеличилась на 18,8 %, а падение СК при введении нитрон-аргинин метилового эфира составило 9,4 %. Внутривенное введение L-аргинина данным крысам привело к увеличению скорости мозгового кровотока на 33,2 % (p < 0,05). Таким образом, применение мексидола несколько улучшило вазодилатирующую функцию эндотелия, что вероятно связано с подавлением оксидативного стресса, как одной из возможных причин развития эндотелиаль-ной дисфункции [6].
Нарингин в дозировке 100 мг/кг способствовал улучшению вазодилатирующей функции эндотелия. Это подтверждается более выраженной вазодилатаци-ей при введении АЦХ у данных крыс, чем у животных группы негативного контроля (увеличение СК составило 16,5 % и 10,3 % соответственно) и меньшем изменении скорости локального мозгового кровотока на фоне введения L-аргинина: был отмечен прирост СК на 31,4 %. Также у данных животных сохранилась вазореактив-ность к действию L-NAME, что отражается в падении скорости мозгового кровотока на 13%. Подобные изменения, вероятно, связаны с тем, что нарингин снижая активность iNOS, гиперэкспрессия которой, на фоне ишемии головного мозга, чревата осложнениями и неблагоприятным прогнозом в исходе ишемического инсульта, нормализует продукцию эндотелием NO, снижает токсичность пероксонитрита, тем самым оказывает благоприятное действие на функциональное состояние эндотелия мозговых сосудов [9—11].
Применение апигенина оказало эндотелийпозитив-ное действие. Так, при введении данного флавоноида АЦХ индуцированный синтез оксида азота вызвал увеличение СК на 22,2 % (p < 0,05), при этом на фоне L-NAME скорость локального мозгового кровотока снизилась на 12,1 %. Ведение L-аргинина привело к увеличению СК на 27 %, что ниже идентичного показателя группы крыс негативного контроля на 51,9 %. Полученные данные, вероятно, связаны с тем, что апигенин про-
являя антиоксидантные и противовоспалительные свойства, способен редуцировать окислительную биодеградацию NO и снижать лейкоцитарную инфильтрацию сосудистой стенки (в условиях эндотелиальной дисфункции запускается каскад реакций, приводящих к активации цитокинов: ИЛ-1, ФНО-а и т.д., способствующих трансэндотелиальной лейкоцитарной миграции, сопровождаемой повреждением эндотелиоцитов), нормализуя тем самым активность эндотелия сосудов головного мозга [12].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Экспериментально смоделированная ишемия головного мозга приводит к развитию эндотелиальной дисфункции, сопровождаемой угнетением ферментативных систем синтеза NO (сниженный сосудистый ответ на введение АЦХ и L-NAME в 4,53 (p < 0,05) и 2,47 (p < 0,05) раза соответственно)
2. Применение препаратов сулодексид и мекси-дол практически в равной степени способствовало улучшению вазодилартирующей функции эндотелия.
3. Введение исследуемых флавоноидных соединений (нарингина и апигенина) улучшило функциоанль-ное состояние эндотелия мозговых сосудов, в частности его вазодилатирующую функцию. При применении данных соединений сохранялся сосудистый ответ на стимулированный ацетилхолином синтез оксида азота, а также на внутривенное введение блокатора NOS-L-NAME. При этом фармакологический эффект от применения апигенина был сопоставим с таковым при введении сулодексида и мексидола.
ЛИТЕРАТУРА
1. Воронков А. В., Поздняков Д. И., Мамлеев А. В. Изучение вазодилатирующей и антитромботичекой функций эндотелия мозговых сосудов на различных моделях его ишемического повреждения // Современные проблемы науки и образования. — 2015. — № 5; URL: http:/ /www.science-education.ru/128-22406
2. Кочкаров В. И., Брусник М. С., Покровская Т. Г. Эн-дотелиопротективные и кардиопротективные эффекты изоскутеллярина и их комбинации с эналаприлом // Кубанский научный медицинский вестник. — 2010. — № 1 (115).
3. Черток В. М., Коцюба А. Е. Эндотелиальный (инти-мальный) механизм регуляции мозговой гемодинамики: трансформация взглядов // Тихоокеанский медицинский журнал. — 2012. — № 2. — С.17—26
4. Суслова Е. Ю., Вахнина Н. В. Ведение больных в раннем восстановительном периоде инсульта // Медицинский совет. — 2014. — № 18. — С. 6—10.
5. Тюренков И. Н. и др. Изучение влияния сулодексида на эндотелий-зависимую вазодилатацию мозговых сосудов у животных со стрептозотоцин-индуцирован-ным сахарным диабетом // Сахарный диабет. — 2011. — № 3. — С. 12—15.
6. Корокин М. В., Пашин Е. Н., Бобраков К. Е. и др. Изучение эндотелиопротективного и коронарного действия производных 3-оксопиридина // Кубанский
научный медицинский вестник. — 2009. — № 4 (109). — С.104—109.
7. Пизова Н. В., Дружинин Д. С. Патогенез и лечение хронических ишемических цереброваскулярных заболеваний // Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. — 2010. — № 4. — С. 36—41.
8. Суслина З. А., Танашян М. М., Домашенко М.А. Дисфункция эндотелия при ишемических нарушениях мозгового кровообращения // Неврология. — 2008. — Т. 1, № 2. — С. 4—11.
9. Aggarwal A., Gaur V., Kumar A. Nitric oxide mechanism in the protective effect of naringin against post-stroke depression (PSD) in mice // Life Sci. — 2010, Jun 19. — Vol. 86 (25—26). — Р 928—935.
10. Cui Q. J.,Wang L. Y.,Wei Z. X.,et al. Continual naringin treatment benefits the recovery of traumatic brain injury in rats through reducing oxidative and inflammatory alterations // Neurochem Res. — 2014, Jul. — Vol. 39 (7). — Р. 1254—126.
11. Gaur V., Aggarwal A., Kumar A. Protective effect of naringin against ischemic reperfusion cerebral injury: possible neurobehavioral, biochemical and cellular alterations in rat brain // Eur J Pharmacol. — 2009, Aug 15. — Vol. 616 (1—3). — Р. 147—154.
12. Zhang T., Su J., Guo B., et al. Apigenin protects blood-brain barrier and ameliorates early brain injury by inhibiting TLR4-mediated inflammatory pathway in subarachnoid hemorrhage rats // Int Immunopharmacol. — 2015, Sep. — Vol. 28 (1). — Р. 79—87.
Контактная информация
Поздняков Дмитрий Игоревич — аспирант фармакологии с курсом клинической фармакологии, Пятигорский медико-фармацевтический институт — филиал ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России, e-mail: [email protected]
