Введение к работе
Актуальность проблемы. Токсические поражения печени являются актуальной проблемой в мире и связаны с ключевой ролью печени в процессах детоксикации, депонирования эндогенных и экзогенных субстанций (Yang et al., 2008). Особое место в гепатологии занимают лекарственно-индуцированные поражения печени, которые являются следствием неконтролируемого приема лекарственных препаратов, биологически активных добавок, полипрагмазии, интенсивных схем полихимиотерапии в онкологии. Центральным звеном патогенеза токсического поражения печени является окислительный стресс, митохондриальная дисфункция, нарушение обмена кальция – следствие непосредственного воздействия токсина или его метаболита, образованного в результате биотрансформации. Повреждение и деструкция гепатоцитов является пусковым моментом в активации других клеточных популяций, которые, в свою очередь, инициируют воспалительную реакцию, адаптивный иммунный ответ с развитием реактивного фиброза (цирроза) печени и гепатоцеллюлярного рака (Блюм Х.Е., 2007; Корой П.В., Ягода А.В., 2007; Ивашкин В.Т. и др., 2009).
В связи с этим чрезвычайно важной является проблема медикаментозной коррекции поражений печени. В настоящее время группа гепатотропных средств интенсивно расширяется за счет появления новых препаратов как синтетического, так и природного происхождения различных классов: флавоноидов, сапонинов, кумаринов, терпеноидов. В этом ряду особое место занимают пентациклические тритерпеноиды лупанового типа – легкодоступные растительные метаболиты: лупеол, бетулин, бетулиновая кислота, обладающие широким спектром фармакологической активности: противовоспалительной, антитоксической, иммуномодулирующей, противоопухолевой (Семенченко В.Ф., 1993; Yasukawa K. et al., 1991; Толстикова Т.Г., Сорокина И.В., Толстиков Г.А. и др., 2006). В многочисленных экспериментах сотрудниками нашей лаборатории установлено, что в основе гепатозащитного и антиоксидантного действия бетулина, бисгемифталата бетулина, бетулиновой кислоты при токсическом воздействии лежит их способность регулировать состояние никотинамидных коферментов, процессы белкового синтеза, сохранять энергетический баланс клетки (Кузнецов Б.Н. и др., 1998; Карачурина Л.Т. и др., 2003).
В результате химических модификаций из бетулина путем одностадийного окисления получена бетулоновая кислота и ее синтетические производные. В экспериментальных исследованиях установлено, что бетулоновая кислота и ее производные обладают антиоксидантными, гепато-, нефро-, кардиопротекторными и умеренно выраженными противоопухолевыми свойствами (Позднякова С.В. и др., 2005; Толстикова Т.Г. и др., 2006; Жоголь Р.А., 2006). В результате скрининга выявлены наиболее перспективные агенты с широким спектром биологической активности – бетулоновая кислота, как основа, и ее -аланинамид (бетамид) (Сорокина И.В., 2010). До настоящего времени хорошо изучены противоопухолевые, антиоксидантные, органопротекторные свойства бетулоновой кислоты и бетамида, но за рамками внимания до сих пор оставалось влияние этих соединений на процессы репаративной регенерации печени, популяционную динамику гепатоцитов и фиброгенез. Настоящая работа посвящена изучению влияния бетулоновой кислоты и бетамида на данные процессы.
Цель исследования. Изучить влияние бетулоновой кислоты и бетамида на процессы фиброгенеза и регенерации печени крыс при сочетанном токсическом воздействии тетрахлорметаном и этанолом.
Для достижения данной цели были сформулированы следующие задачи исследования:
-
Изучить влияние длительного введения бетулоновой кислоты и бетамида на функцию печени интактных крыс по динамике биохимических показателей крови и морфологических характеристик ткани органа.
-
Исследовать корректирующее влияние бетулоновой кислоты и бетамида на течение хронического токсического гепатита, индуцированного тетрахлорметаном и этанолом, в сравнении с гептралом путем оценки динамики биохимических показателей крови крыс.
-
Изучить влияние бетулоновой кислоты и бетамида на течение хронического токсического гепатита, индуцированного тетрахлорметаном и этанолом, в сравнении с гептралом путем оценки степени морфологических изменений и регенераторного потенциала печени крыс в динамике.
-
Определить возможный механизм действия бетамида и бетулоновой кислоты на процессы репаративной регенерации печени.
Научная новизна работы. Впервые изучено комплексное влияние тритерпеновых соединений (бетулоновой кислоты и бетамида) в сравнении с гептралом на течение хронического токсического гепатита, вызванного длительным введением тетрахлорметана и этанола, по изменению биохимических и морфометрических характеристик и динамике количественных изменений клеточных популяций печени крыс. Показано, что бетамид купирует явления холестаза, предотвращает развитие фиброза и жировой инфильтрации гепатоцитов.
Впервые установлены различия в патогенезе гепатопротекторного действия бетулоновой кислоты и бетамида. Бетулоновая кислота в ранние сроки после введения способствует компенсации пластической недостаточности гепатоцитов, купирует явления некробиоза и цитолиза, не оказывая достоверного влияния на регенераторный потенциал гепатоцитов. Бетамид, в отличие от бетулоновой кислоты, одинаково эффективно на всех этапах эксперимента стимулирует регенераторно-пластический потенциал гепатоцитов, купирует явления холестаза и полностью предотвращает процессы фиброгенеза.
Теоретическая и практическая значимость. Изучено влияние бетулоновой кислоты и бетамида на динамику регенераторно-пластических и десмопластических процессов в печени в условиях воздействия гепатотоксинами. Полученные в работе новые знания могут быть использованы при разработке новых схем лечения хронических токсических гепатитов. Результаты исследования включены в материалы по доклиническим испытаниям новых корректоров токсического поражения печени различного генеза в ряду производных бетулоновой кислоты. Материалы данной работы могут быть использованы при подготовке лекционных спецкурсов по патологической анатомии, фармакологии и медицинской химии.
Положения, выносимые на защиту.
-
Бетамид на ранних сроках введения (7 суток) интактным крысам снижает пластические и регенераторные процессы в гепатоцитах, но полностью нормализует их при продолжении введения к концу исследования (40 суток). Бетулоновая кислота на протяжении всего исследования угнетает регенераторно-пластические процессы в печени интактных крыс, стимулируя при этом на поздних сроках некротические изменения гепатоцитов.
-
Бетамид на фоне экспериментального токсического поражения печени полностью предотвращает развитие фиброза на всех этапах исследования, стимулирует регенераторно-пластические процессы, купирует явления холестаза, цитолиза, уменьшает гипоксическое повреждение гепатоцитов и предотвращает развитие токсемии. Бетулоновая кислота купирует признаки цитолиза, снижает активность процессов фиброгенеза и степень деструкции гепатоцитов, способствует увеличению количества одноядерных гепатоцитов.
-
Бетамид повышает устойчивость ткани печени к токсическому воздействию, нормализует функциональную активность органа и предлагается в качестве доступного источника для создания высокоэффективных гепатопротекторов.
Апробация результатов. Основные результаты работы представлены на международной конференции «Current topics in organic chemistry» (Новосибирск, 2011); Всеукраинской научно-практической конференции с международным участием «Современные аспекты медицины и фармацевтики» (Запорожье, 2011); II-ой международной научно-практической конференции «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине» (Санкт-Петербург, 2011); XX-ой юбилейной международной конференции и дискуссионном научном клубе «Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии» (Ялта-Гурзуф, 2012); конференции «Медицина та фармацiя XXI столiття-крок у майбутнс» (Запорожье, 2012); IV-м съезде фармакологов России «Инновации в современной фармакологии» (Казань, 2012); а также VI-ой региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых и учителей «Химическая наука и образование Красноярья» (Красноярск, 2012).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 5 статей – в журналах, входящих в перечень печатных изданий, рекомендуемых ВАК для публикаций.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 153 страницах компьютерного текста и включает введение, обзор литературы, описание материалов и методов исследования, результаты собственных исследований и обсуждение, заключение, выводы; иллюстрирована 7 таблицами, 68 микрофотографиями. Список использованной литературы включает 104 работы отечественных и 108 работ иностранных авторов.
Работа выполнена в лаборатории фармакологических исследований Отдела медицинской химии (Отдела химии природных и биологически активных соединений) Новосибирского института органической химии им Н.Н. Ворожцова СО РАН (зав. лаб. – д.б.н., проф. Т.Г. Толстикова).
