Введение к работе
Актуальность исследования. Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) в конце XX - начале XXI веков приняли характер эпидемии, охватившей все высокоразвитые страны. В России ежегодно более 1 млн. человек умирают от ССЗ, из них половина – от ишемической болезни сердца (ИБС) и еще 40% от поражения мозговых сосудов (Кухарчук, 2007; Демидова и др., 2011). Несомненно, в основе профилактики ССЗ лежат меры, направленные на коррекцию основных факторов риска: низкой физической активности, курения, повышенного артериального давления, ожирения и липидных нарушений (Оганов, 2004; Нечаева и др., 2010).
Одним из важнейших факторов риска развития атеросклероза и ССЗ является липемия. Высокое содержание липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), низкий уровень липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) и повышение активности матриксных металлопротеиназ (МПП) сыворотки крови у человека являются общепринятыми факторами риска атеросклероза (Рагино и др., 2008).
Изучение характера нарушений липидного обмена проводится на различных моделях, воспроизводящих липемию (диетические, генетические, химические) (Paigen et al., 1985; Ishibashi et al., 1993; Harada et al., 1996; Jawie et al., 2004; Pan et al., 2006).
Для воспроизведения модели липемии у мышей используется тритон WR 1339 (Ruger Chemical Co., USA). Важным фармакологическим свойством тритона WR 1339 является способность вызывать гипертриглицеридемию и гиперхолестеринемию в течение нескольких часов после однократного введения детергента (Millar et al., 2005).
При очевидных преимуществах модели воспроизведения липемии с помощью тритона WR 1339 отмечают свойство детергента - повреждать клеточные мембраны, как недостаток, особенно при повторном использовании высоких доз (Millar et al., 2005). В связи с этим, с 1995 года предложен препарат – полоксамер 407 (Pluronic F-127) - для воспроизведения липемии. Как и тритон WR 1339, он является детергентом, но не обладает свойствами повреждать клеточные мембраны (Millar et al., 2005).
Модель липемии, воспроизводимая на экспериментальных животных при введении полоксамера 407, перспективна для изучения механизма развития атеросклероза (Johnston et al., 2003; Johnston, 2009). Преимуществом данной модели является простота воспроизведения, низкая токсичность полоксамера 407 (отсутствие повреждающего свойства на клеточные мембраны). Полоксамер 407 может использоваться как для воспроизведения острой липемии, так и атеросклероза, при повторном введении детергента у мышей (Johnston et al., 2001; Korolenko et al., 2012). Выявлен дозозависимый эффект полоксамера 407 при воспроизведении различной степени выраженности липемии у экспериментальных животных с помощью данной модели (Millar et al., 2005).
Модель может быть использована для тестирования гиполипидемических препаратов (статинов и фибратов) (Johnston et al., 2001). Возрастающий интерес к статинам объясняется недостаточной изученностью их свойств. Механизм защитного влияния аторвастатина на модели липемии изучается и представляет значительный интерес. Аторвастатин, как и другие статины, угнетает синтез холестерина в печени на стадии мевалоновой кислоты, вследствие обратимого ингибирования ключевого фермента 3–гидрокси–3–метилглутарил–коэнзим А–редуктазы (ГМК–КоА–редуктазы) и увеличения числа и активности печеночных ЛПНП-рецепторов клеток, что способствует усилению захвата и катаболизма ЛПНП (Corsini et al., 1999; Assmann and Nofer, 2003). Полагают, что применение статинов, благодаря их плеойотропному эффекту, помимо гиполипидемического влияния, вызывает снижение активности ММП в атеросклеротических бляшках (Озова и др., 2007)..
-гликаны, также представляют особый интерес, благодаря своим гиполипидимическим свойствам (Vetvicka and Vetvickova, 2009). В процессе развития атеросклероза макрофаги преобразуются в пенистые клетки, накапливающие окисленные ЛПНП. Предполагается, что карбоксиметилированный--1,3-D-гликан (КМГ) способен конкурировать с окисленными ЛПНП за образование связи с рецепторами “мусорщиками” in vivo и in vitro (Dushkin et al., 1996; van Oosten et al., 1998; Душкин, 2012).
Механизм развития экспериментальной липемии при введении полоксамера 407 исследован недостаточно. Остаются неясными соотношения различных фракций и субфракций липопротеинов (ЛП): липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) и липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП), ответственных за атерогенный эффект, а также липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) с защитным антиатерогенным эффектом. Поэтому представляется актуальным изучение изменений липидных показателей (фракций и субфракций ЛП) сыворотки крови при экспериментальной липемии у мышей и влияния на эти показатели аторвастатина и КМГ.
Цель работы: исследовать фракционный и субфракционный состав липопротеинов сыворотки крови мышей на моделях острой липемии, вызванных тритоном WR 1339 и полоксамером 407 и их изменение под влиянием аторвастатина и карбоксиметилированного--1,3-D-гликана (КМГ).
Задачи исследования:
1. Изучить фракционный и субфракционный состав ЛП сыворотки крови у мышей при развитии острой липемии, вызванной с помощью однократного введения животным полоксамера 407 в высокой дозе (1000 мг/кг).
2. Оценить фракционный и субфракционный состав ЛП сыворотки крови у мышей при развитии острой липемии, вызванной с помощью однократного введения животным тритона WR 1339 и полоксамера 407 в одинаковой дозе (500 мг/кг).
3. Исследовать морфометрические показатели макрофагов печени животных при однократном введении тритона WR 1339 и полоксамера 407.
4. Выявить влияние аторвастатина на фракционный и субфракционный состав ЛП и активность ММП сыворотки крови мышей при острой липемии, вызванной введением полоксамера 407 (500 мг/кг) и тритона WR 1339 (500 мг/кг).
5. Изучить влияние карбоксиметилированного--1,3-D-гликана (КМГ) на липемию у мышей, вызванную введением полоксамера 407 (500 мг/кг) в сравнении с аторвастатином.
Научная новизна. При острой липемии у мышей, вызванной полоксамером 407 и тритоном WR 1339, впервые выявлены нарушения субфракционного состава атерогенных и антиатерогенных фракций ЛП сыворотки крови. Впервые проведен сравнительный анализ моделей острой липемии, вызванных тритоном WR 1339 и полоксамером 407, на уровне изменения содержания фракций и отдельных субфракций ЛП сыворотки крови. На модели липемии, вызванной полоксамером 407, продемонстрированы более выраженные нарушения атерогенных фракций ХС-ЛПОНП (субфракции ХС-ЛПОНП1-2) и ХС-ЛПНП, фракции ТГ-ЛПОНП (субфракции ТГ-ЛПОНП1-2) и ТГ-ЛПНП (субфракции ТГ-ЛПНП1-3) по сравнению с тритоном WR 1339.
Показано гиполипидемическое влияние аторвастатина при развитии острой липемии у мышей, вызванной тритоном WR 1339 за счет снижения общего ХС-ЛП и проатерогенной фракции ХС-ЛПОНП (за счет субфракции ХС-ЛПОНП3-5), ХС-ЛПНП (за счет субфракции ХС-ЛППП), снижения содержания общих ТГ-ЛП, фракции ТГ-ЛПОНП (за счет субфракции ХС-ЛПОНП3-5), атерогенной фракции ТГ-ЛПНП (субфракции ЛППП).
Аторвастатин обладал менее выраженным гиполипидемическим действием при острой липемии, вызванной полоксамером 407, по сравнению с тритоном WR 1339, вызывая снижение общего ХС-ЛП и атерогенной фракции ХС-ЛПНП (субфракции ЛПНП1-3), фракции ТГ-ЛПНП (субфракции ЛПНП1-3) в сыворотке крови животных.
Установлен характер взаимосвязи гиполипидемического эффекта аторвастатина с изменением активности ММП в сыворотке крови на модели экспериментальной липемии, вызванной полоксамером 407 (500 мг/кг). Гиполипидемическое действие аторвастатина сопровождалось увеличением активности MMП в результате плейотропного эффекта аторвастатина в высокой дозе.
Научно-практическая значимость. Выявленные изменения содержания фракций и отдельных субфракций ЛП сыворотки крови у мышей позволяют использовать модель липемии, вызываемую полоксамером 407, для изучения факторов риска развития атеросклероза. Изменения состава ЛП сыворотки крови на модели липемии у мышей, вызванной введением полоксамера 407, как и тритона WR 1339, сходны с изменениями при дислипопротеинемиях IIа/IIб, III типа у человека и могут рассматриваться как модели этих типов дислипопротеинемий. Модель липемии, вызываемая полоксамером 407, перспективна для изучения роли изменений фракционного и субфракционного состава липопротеинов крови в патогенезе экспериментального атеросклероза (при длительном использовании полоксамера 407), а также для тестирования гиполипидемических препаратов, в том числе, снижающих гипертриглицеридемию.
Полученные результаты работы могут быть использованы в разработке лекций и учебно-методических пособий для биологических и медицинских специальностей в ВУЗах.
Положения, выносимые на защиту:
1. Особенностью модели липемии с полоксамером 407 является многократное увеличение содержания атерогенных фракций ЛПНП, ЛПОНП и их субфракций в сыворотке крови.
2. Модель с полоксамером 407 демонстрирует более выраженный эффект острой липемии, по сравнению с тритоном WR 1339.
3. Гиполипидемическое действие аторвастатина при липемии, вызванной тритоном WR 1339, выражается в снижении показателей общего холестерина (ХС) и триглицеридов (ТГ), а также снижении содержания общего ХС-ЛП и проатерогенной фракции ХС-ЛПОНП (за счет субфракции ХС-ЛПОНП3-5), ХС-ЛПНП (за счет субфракции ХС-ЛППП), снижения содержания общих ТГ-ЛП, фракции ТГ-ЛПОНП (за счет субфракции ХС-ЛПОНП3-5), атерогенной фракции ТГ-ЛПНП (субфракции ЛППП).
4. Введение аторвастатина при липемии, вызванной полоксамером 407, вызывает снижение показателей общего ХС и ТГ, а также уменьшения содержания общего ХС-ЛП и атерогенной фракции ХС-ЛПНП (субфракции ЛПНП1-3), атерогенной фракции ТГ-ЛПНП (субфракции ЛПНП1-3) в сыворотке крови животных.
5. КМГ по сравнению с аторвастатином, оказал менее значительный гиполипидемический эффект при липемии, вызванной полоксамером 407.
Апробация работы. Основные материалы диссертации представлены: на V Всероссийской научно-практической конференции с международным участием “Здоровье – основа человеческого потенциала: проблемы и пути их решения” (Санкт-Петербург, 24-27 ноября 2010 г.); на II Съезде терапевтов Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 2-3 ноября 2010 г); на III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием “Вопросы патогенеза типовых патологических процессов” (Новосибирск, 23-24 марта 2011 г.); на VI Всероссийской научно-практической конференции с международным участием ”Здоровье – основа человеческого потенциала: проблемы и пути их решения” (Санкт-Петербург, 24-26 ноября 2011 г.); на VII Сибирском съезде физиологов (Красноярск, 27-29 июня, 2012 г.); на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием “Сахарный диабет, метаболический синдром и сердечно-сосудистые заболевания: современные подходы к диагностике и лечению” (Томск, 25-26 октября2012 г.); 18thWorld Congress On Heart Disease Annual Scientific Sessions (2013 Vancouver, Bc, Canada, July 26-29), 19th ESGLD Workshop, 26-29 September 2013, Seggau Castl, Austria.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе 3 статьи в рекомендуемых ВАК журналах и 3 - в иностранных журналах.
Объем и структура диссертации. Материал диссертации изложен на121страницах машинописного текста, содержит разделы: введение, обзор литературы, материалы и методы, результаты исследования, обсуждение результатов, выводы, список литературы. Диссертация содержит 11 таблиц и 22 рисунка. Список цитируемой литературы включает 199 источников, в том числе 59 отечественных и 140 зарубежных авторов.
