Введение к работе
Актуальность проблемы.
Известно, что такое низкомолекулярное нестабильное соединение, как оксид азота (NO) выполняет роль важного регулятора многих метаболических и физиологических процессов в организме животных и человека. В сердечно-сосудистой системе NO является фактором регуляции тонуса сосудов, а также оказывает антиоксидантное действие путём перехвата короткоживущих кислородных радикалов, образующихся во время реперфузии после продолжительного нарушения кровоснабжения, нейтрализации их токсичных вторичных продуктов. Исследование биофизических и биохимических аспектов действия этого соединения является до сих пор актуальной и недостаточно исследованной проблемой.
В клинической практике в качестве лекарственных средств, оказывающих гипотензивное действие, часто используют препараты-доноры NO на основе органических нитратов (нитроглицерин и его аналоги), которые быстро метаболизируются в организме с выделением NO. Однако, при длительном использовании их развивается привыкание и, как следствие, толерантность к определенной дозе, а вынужденное повышение дозы вводимого препарата может вызывать гиперпродуцирование NO и приводить к неблагоприятным последствиям. В связи с этим, в настоящее время активно изучаются свойства и возможности применения в клинической практике также других препаратов – доноров NO. К таким препаратам можно отнести динитрозильные комплексы железа (ДНКЖ) с различными тиол-содержащими лигандами (цистеин, глутатион, тиосульфат). Такие соединения являются природными соединениями, они формируютсяся в организме эндогенно и способны осуществлять депонирование, внутри- и межклеточный транспорт NO, подавление тромбообразования, эффективное антиоксидантное действие.
Однако остается неясной реакция организма на экзогенное введение ДНКЖ с тиол-содержащими лигандами (цистеин, глутатион, тиосульфат) при нормальном кровоснабжении и его региональных нарушениях. Комплексное исследование действия таких препаратов в условиях целого организма, в том числе изучение механизмов транспорта, депонирования и распределения комплексов, а также их распада проводятся в данной диссертационной работе.
Целью исследования явилось выяснение механизмов вазодилататорного и антиоксидантного эффектов разных форм ДНКЖ в организме млекопитающих в условиях естественного кровоснабжения, а также при региональной ишемии и репефузии миокарда.
Задачи исследования
1. Изучение содержания NO в ткани органов (сердце, лёгкое, печень, почка) крыс в условиях естественного кровоснабжения и его изменения в результате введения ДНКЖ и других доноров NO. Оценка интегрального гипотензивного эффекта ДНКЖ и его сравнение с действием других доноров NO.
2. Исследование фармакокинетики ДНКЖ в кровотоке крыс в условиях естественного кровоснабжения, перехода этих комплексов с низко- на высокомолекулярные лиганды (альбумин, гемоглобин), а также процессов их спонтанного или индуцированного распада.
3. Изучение антиоксидантного и кардиопротекторного действия ДНКЖ на модели региональной ишемии миокарда крысы в условиях in situ. Исследование влияния этих комплексов на уровни NO и активных форм кислорода (АФК) в разных зонах миокарда в условиях окислительного стресса. Оценка накопления связанных с белками ДНКЖ в интактной и ишемизированной зонах миокарда.
Научная новизна исследования
1. В диссертационной работе впервые проведено комплексное исследование уровня NO в интерстиции ткани органов (сердце, печень, почка) с помощью метода микродиализа, а также в лёгких крыс в условиях in situ.
2. Установлено, что базальные уровни свободного NO в интерстиции ткани сердца, печени и почки между собой достоверно не различаются. Впервые показано, что введение ДНКЖ вызывает длительное увеличение уровня NO в ткани органов (сердце, легкое, печень и почка), при этом специфичность действия этого препарата, как донора NO, на эти органы не обнаружена. Похожий эффект увеличения содержания NO в интерстиции ткани органов был показан также в результате инфузии препарата Изокет (Изосорбитдинитрат), но наиболее заметный рост был установлен для сердца животного.
3. На модели региональной ишемии миокарда впервые показано, что ДНКЖ эффективно накапливаются в зоне риска ткани миокарда, что, вероятнее всего, отражает дополнительное образование этих комплексов в зоне окклюзии. Установлено, что в условиях постишемической реперфузии происходит существенное увеличение скорости распада связанных с белками ДНКЖ в миокарде в результате эффективного перехвата этими комплексами короткоживущих кислородных радикалов.
4. Впервые показано, что введение ДНКЖ в условиях региональной ишемии и реперфузии миокарда оказывает кардиопротекторное действие, подавляя гиперпродуцирование NO и высокотоксичных кислородных радикалов в окклюдируемой зоне.
Научно-практическая значимость работы
-
В диссертационной работе получены новые данные о влиянии ДНКЖ на уровни NO в ткани миокарда в условиях нормального кровоснабжения и при его нарушениях, что может быть использовано при создании на основе этого соединения лекарственных препаратов, обладающих гипотензивным и кардиопротекторным действием.
-
Проведено сравнительное исследование влияния ДНКЖ на уровни NO в различных органах животного, что позволяет делать оценки влияния этого комплекса на содержание NO в интерстиции сердца, печени и почки на основании неинвазивной регистрации NO в выдыхаемом воздухе.
Апробация работы.
Основные результаты диссертации доложены на следующих российских и международных научных конференциях: VII Международной конференции «Биоантиоксидант» (Москва, 2006 г); XV Международной конференции и дискуссионном научном клубе "Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии", (Ялта-Гурзуф, 2007 г); 5-ой Национальной научно-практической конференции с международным участием "Активные формы кислорода, оксид азота, антиоксиданты и здоровье человека", (Смоленск, 2007 г); VIIth International Workshop on EPR (ESR) in biology and Medicine, (Krakow, 2007); XVI Международной конференции и дискуссионном научном клубе "Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии", (Ялта-Гурзуф, 2008 г); 4-й Крымской конференции "Окислительный стресс и свободнорадикальные патологии", (Судак, 2008 г); Международной научной конференции и восьмого съезда белорусского общественного объединения фотобиологов и биофизиков (Минск, 2008 г); 19th European Meeting on Hypertension (Milan, 2009); 6th National Scientific Practical Conference with International Participation "Reactive Oxygen Species, Nitric Oxide, Antioxidants and human health" (Smolensk, 2009); 5-ой Международной крымской конференции "Окислительный стресс и свободно-радикальные патологии" (Судак, 2009 г.); 20th European Meeting on Hypertension (Oslo, 2010); III Евразийском Конгрессе по Медицинской Физике и Инженерии "Медицинская физика-2010" (Москва, 2010 г.); 2nd International Conference RAHMS "Recent advances in health and medical sciences" (Paphos, 2010).
Диссертация апробирована на межлабораторном семинаре НИИ экспериментальной кадиологии ФГУ “Российский кардиологический научно-производственный комплекс” Министерства здоравоохранения и социального развития Российской Федерации от 16 сентября 2010 г.
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 20 работ. Из них – 5 статей (в том числе 4 - в рецензируемых журналах, входящих в перечень ВАК России) и 15 тезисов докладов на российских и международных конференциях.
Структура и объем диссертации.
Диссертация изложена на 112 страницах машинописного текста; состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 25 рисунками. Библиография включает 95 источников, из которых – 20 отечественных и 75 зарубежных.
Во введении рассмотрены актуальность темы диссертационной работы, обоснованы и сформулированы цель и основные задачи исследования.
