Введение к работе
Актуальность проблемы
Инсульты и сердечно-сосудистые заболевания – в настоящее время основные причины смертности населения во всем мире. Ежегодно регистрируется около 20 миллионов случаев инсульта, каждый четвертый из них – смертельный. К 2020 году прогнозируется рост смертности от инсульта до 7,6 миллиона человек в год. Наибольшая частота инсультов отмечена в Китае, в Восточной Европе и в России. В России регистрируется более 450000 инсультов ежегодно. В Москве количество больных с инсультом в течение уже длительного времени (почти 20 лет) достигает 36000 пациентов в год. Летальность после состоявшегося ишемического инсульта составляет 20% в течение первого месяца и около 25% в течение первого года. Через 6 месяцев после инсульта инвалидизация наступает у 40% выживших больных. Следует подчеркнуть катастрофические последствия ишемического инсульта - в течение первых 5 лет до 85% больных умирают или остаются инвалидами и только 15% пациентов полностью выздоравливают. Преобладают ишемические поражения головного мозга. По данным международных мультицентровых исследований соотношение ишемического и геморрагического инсультов составляет 85% и 15% соответственно. Несмотря на распространенность и частоту этих заболеваний, все еще остается много нерешенных вопросов, особенно касающихся лечения больных. Терапию этой группы пациентов необходимо проводить, учитывая сложные этиологические и патогенетические механизмы, длительность и тяжесть заболевания. Применяемые до сих пор лечебные комплексы нередко оказываются малоэффективными, что обусловливает актуальность проблемы поиска и разработки новых фармакологических средств [Скоромец А.А. и др., 2001].
Церебропротекция рассматривается в качестве защиты функциональных регулирующих возможностей мозга даже в условиях их временного нарушения и одновременной защиты молекулярно-клеточного механизма, лежащих в основе высших психических функций человека. Стратегия защиты от острой недостаточности мозгового кровообращения включает две составляющих. Первая – сохранение и поддержание необходимого уровня поступления в мозг кислорода и глюкозы, достаточного для синтеза АТФ выше критического уровня, и удаления из мозга продуктов метаболизма. Вторая составляющая – защита и сохранение функциональной целостности нейронов [Гусев Е.И., Скворцова В.И., 2001].
Первоначально феруловая кислота изучалась как активный антиоксидант. Благодаря своей структуре, она является ловушкой свободных радикалов. Феруловая кислота проявляет способность увеличивать активность супероксиддисмутазы, каталазы, глутатионпероксидазы, повышать экспрессию гена гемоксигеназы-1, шоковых температурных белков. Она ингибирует цикл арахидоновой кислоты и, тем самым, уменьшает образование провоспалительных и проагрегантных факторов, проявляя противовоспалительные свойства и уменьшая агрегацию тромбоцитов. Выявлена способность феруловой кислоты уменьшать нарушения развития головного мозга, возникающие у потомства при введении глутамата натрия в пренатальном периоде у крыс. Феруловая кислота уменьшает активацию микроглии, астроцитов и реакции воспаления в ткани мозга при бетаамилоидпептидиндуцированном повреждении мозга, моделирующем болезнь Альцгеймера. Доказана способность феруловой кислоты подавлять экспрессию генов апоптоза (Р53 и Р21) и сохранять глиальные клетки от гибели в условиях ишемии. Совпадение механизмов ишемического повреждения и выявленных видов активности феруловой кислоты на других моделях поврежения нервной ткани позволяе
т предположить, что она окажет церебропротекторный эффект при ишемическом повреждении мозга.
Цель и задачи работы
Целью исследования является изучение церебропротекторного действия феруловой кислоты при глобальной и фокальной ишемии мозга.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
изучить влияние феруловой кислоты на выживаемость крыс при ишемии, вызванной билатеральной окклюзией общих сонных артерий в дозах 10, 30 и 60 мг/кг;
изучить антигипоксическое действие феруловой кислоты на моделях гиперкапнической и гемической гипоксий;
изучить влияние феруловой кислоты на мозговой кровоток и сопротивление сосудов мозга крыс в дозе, оказывающей наиболее выраженное церебропротекторное действие;
изучить влияние феруловой кислоты на процесс свертывания крови;
изучить влияние феруловой кислоты на функциональное состояние мозга при постоянной ишемии мозга и в постишемическом периоде;
изучить влияние феруловой кислоты на развитие постишемического отека мозга, перекисное окисление липидов и активность антиоксидантной системы при ишемии мозга;
изучить влияние феруловой кислоты на метаболизм глюкозы в ткани мозга при ишемии и в норме;
изучить влияние феруловой кислоты на размер зоны некроза при фокальной ишемии.
Научная новизна полученных результатов
Впервые изучено церебропротекторное действие феруловой кислоты на моделях тотальной и фокальной ишемий мозга.
Проанализирована зависимость доза – церебропротекторный эффект на модели выживаемости крыс при ишемии мозга, вызванной билатеральной окклюзией общих сонных артерий. Определена оптимальная доза для проявления церебропротекторной активности феруловой кислоты. Показано выраженное защитное действие феруловой кислоты, превосходящее кавинтон и циннаризин при постоянной ишемии мозга.
На моделях гиперкапнической и гемической гипоксий впервые показано антигипоксическое действие феруловой кислоты, определены оптимальные дозы, увеличивающие продолжительность жизни мышей.
Изучено влияние феруловой кислоты на объемный мозговой кровоток и сопротивление сосудов мозга. Феруловая кислота не изменяет объемный мозговой кровоток и сопротивление сосудов мозга.
Показана способность феруловой кислоты ускорять восстановление функционального состояния мозга на двух моделях ишемий мозга, вызванных билатеральной окклюзией общих сонных артерий и гравитационными перегрузками в кранио-каудальном направлении.
Впервые показано, что феруловая кислота уменьшает отёк, перекисное окисление липидов и активирует каталазу в ткани мозга при реперфузионном повреждении.
Феруловая кислота увеличивает потребление глюкозы мозгом, активируя при этом окисление молочной кислоты на модели фокальной ишемии мозга.
Доказана способность феруловой кислоты уменьшать зону некроза при фокальной ишемии, вызванной окклюзией средней мозговой артерии.
Практическая значимость
Полученные результаты указывают на высокую эффективность феруловой кислоты как церебропротектора и свидетельствуют о перспективности её дальнейшего доклинического углубленного изучения. Запланировано дальнейшее изучение церебропротекторных свойств феруловой кислоты на кафедре фармакологии ГОУ ВПО «Волгоградского государственного медицинского университета» и на кафедре фармакологии ГОУ ВПО «Пятигорская ГФА Росздрава».
Уровень внедрения
По результатам фармакологических исследований, полученным при выполнении данной работы, составлено и утверждено в ГОУ ВПО «Пятигорская ГФА Росздрава» информационное письмо «Об изучении церебропротекторных свойств феруловой кислоты». Материалы этого письма будут использоваться на кафедре фармакологии ГОУ ВПО «Пятигорская ГФА Росздрава» и на кафедре фармакологии ГОУ ВПО «Волгоградского государственного медицинского университета» при прочтении лекций и при проведении практических занятий по темам «Антиоксиданты и антигипоксанты» и «Ишемия головного мозга», а также в научных исследованиях, проводимых в лабораториях кафедр фармакологии.
Связь с планом НИР ГОУ ВПО «Пятигорская ГФА Росздрава»
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ГОУ ВПО «Пятигорская ГФА Росздрава» (№ государственной регистрации 01.2001.02926).
Апробация полученных результатов
Основные результаты диссертационной работы доложены на I-м съезде физиологов СНГ (Сочи, Дагомыс, 2005 г.); на 61-й и 62-й региональных конференциях по фармации, фармакологии и подготовке кадров Пятигорской государственной фармацевтической академии (Пятигорск, 2006, 2007 гг.).
Положения, выдвигаемые на защиту:
феруловая кислота увеличивает выживаемость крыс при ишемии мозга, вызванной постоянной окклюзией общих сонных артерий и превышает по активности препараты сравнения кавинтон и циннаризин;
феруловая кислота обладает антигипоксической активностью, увеличивая продолжительность жизни мышей при гиперкапнической и гемической гипоксиях;
феруловая кислота уменьшает интенсивность неврологических нарушений, возникающих при постоянной ишемии мозга и в постишемическом периоде.
феруловая кислота в дозе 30 мг/кг не изменяет мозговой кровоток и не влияет на сопротивление сосудов мозга;
феруловая кислота снижает скорость свертывания крови in vitro;
феруловая кислота в дозе 30 мг/кг уменьшает отёк, перекисное окисление липидов и увеличивает активность каталазы в ткани мозга в условиях реперфузионного повреждения;
феруловая кислота увеличивает потребление глюкозы тканью мозга, интенсифицируя второй этап её окисления – окисление молочной кислоты;
феруловая кислота в 3 раза уменьшает зону некроза при фокальной ишемии мозга.
Публикации По теме диссертации опубликовано 9 работ.
Объём и структура диссертации
Диссертационная работа содержит введение, обзор литературы, шесть взаимосвязанных глав, содержащих результаты собственных исследований, заключение, общие выводы, список литературы. Библиографический список включает 218 литературных источников, в том числе – 167 на иностранном языке. Работа изложена на 125 страницах текста компьютерного набора, содержит 11 таблиц и 34 рисунка.
