Введение к работе
Актуальность исследования.
В настоящее время артериальная гипертензия (АГ) является не только одним из наиболее распространенных заболеваний, но и одним из основных факторов, повышающих инвалидизацию и смертность населения. Это происходит чаще всего за счет таких грозных осложнений, как инфаркт миокарда и инсульт головного мозга. В России распространенность АГ и частота развития осложнений очень велики. Наша страна занимает одно из первых мест по смертности от ИБС (ишемической болезни сердца). Одной из основных причин АГ является нарушение функциональных свойств эндотелия сосудистой стенки (Агеев Ф.Т., 2003).
Среди функций эндотелия выделяют синтез медиаторов, таких как вазоконстрикторы (эндотелии I, ангиотензин II) и вазодилататоры (эндотелиальный гиперполяризующий фактор, простациклин и оксид азота). Дисбаланс между вазодилататорами и вазоконстрикторами с преобладанием последних и принято называть эндотелиальной дисфункцией. Основным вазодилатирующим агентом является молекула оксида азота (N0). В нормально функционирующем эндотелии низкие уровни N0 постоянно высвобождаются для поддержания кровеносных сосудов в состоянии дилатации. Таким образом, под эндотелиальной дисфункцией понимают нарушение синтеза N0 (Бувальцев В.И., 2002).
Результаты экспериментальных и клинических исследований последних лет подтвердили концепцию о важной причинно-следственной взаимосвязи между эндотелиальной дисфункцией и прогрессированием и/или развитием артериальной гипертонии, атеросклероза, хронической сердечной недостаточности, хронической почечной недостаточности и их осложнений (БабакО.Я.,2004).
Коррекция эндотелиальной дисфункции при сердечно-сосудистой патологии сегодня является одним из наиболее перспективных направлений, определяющих вероятность развития сосудистых осложнений и способствующих улучшению прогноза в целом (Небиеридзе Д.В., 2005).
Поиск эффективных средств коррекции нарушенной эндотелиальной функции у больных с ИБС остается одним из важных направлений современной кардиологии. В связи с этим интерес к изучению физиологического феномена, названного «прекондиционированием», со стороны как экспериментальной, так и практической медицины огромен. Свидетельством этому являются многочисленные публикации (Simon R.P., 2003; Ostadalova Г, 2002; Perez-Pinzon М.А., 2007), в том числе в ведущих мировых научных изданиях (Becker К., 2009). Обнаружено, что устойчивость тканей к ишемии может повышаться в результате прекондиционирования, вызванного короткими эпизодами ишемии - реперфузии. Показано, что ишемическое прекондиционирование является общебиологическим механизмом и реализуется за счет активации АТФ-зависимых калиевых каналов в ответ на выделение аденозина, брадикинина, опиоидов и др. Данный
феномен был открыт и описан в 1986 г. Мшту и соавт., которые впервые продемонстрировали, что четыре коротких эпизода коронароокклюзии, перемежающиеся 5-минутными периодами реперфузии перед длительной, 40-минутной коронароокклюзией, уменьшали размер инфаркта миокарда почти в 2 раза.
Исследования последних лет показали, что одного эпизода преходящей ишемии достаточно, чтобы вызвать прекондиционирование. Защитные свойства проявляются уже через 5 минут реперфузии. Тогда наступает первая защитная фаза. Продолжительность её - 1-2 часа. Затем эффект исчезает и возобновляется в промежуток времени от 24 до 96 часов. Это вторая защитная фаза (Бокерия Л.А., 2007).
В последнее время все чаще стали появляться публикации о применении различных видов феномена прекондиционирования: гипоксического, дистантного, стрессового и др. К гипоксическому прекондиционированию относится прекондиционирование инертными газами. Накопленные к настоящему времени сведения о прекондиционирующем действии гелия и его вкладе в NO-эргическую систему подтверждаются последними зарубежными исследованиями (Heinen А., 2008).
Исследования привели к необходимости поиска гуморального агента, способного при экзогенном введении инициировать процесс без ишемии или гипоксии. С клинической точки зрения прекондиционирование фармакологическими средствами выглядит предпочтительнее, так как технологически проще и лишено потенциальной опасности ишемических эпизодов для патологически измененных тканей (Perrault L.P., 2001).
В фармакологическом аспекте одним из наиболее перспективных гуморальных агентов, принимающих участие в реализации феномена прекондиционирования, является никорандил (Ahmed L.A., 2011). Никорандил выгодно отличается от прочих препаратов отсутствием побочных эффектов, а также сам по себе является донатором оксида азота.
Таким образом, изложенное выше свидетельствует об актуальности исследования эндотелиопротективного действия фармакологического прекондиционирования никорандилом, поскольку именно эндотелию сосудов отводится ведущая роль в развитии сердечно-сосудистых заболеваний.
Цель исследования: провести комплексное изучение эндотелио- и
кардиопротективного действия фармакологического прекондиционирования
никорандилом в сравнении с дистантным ишемическим
прекондиционированием и прекондиционированием инертным газом гелием при L-NAME-индуцированном дефиците оксида азота в эксперименте.
Задачи исследования:
Изучить эндотелио- и кардиопротективную активность фармакологического прекондиционирования никорандилом в дозе 4 мг/кг при моделировании дефицита оксида азота в эксперименте.
Изучить эндотелио- и кардиопротективную активность прекондиционирования инертным газом гелием при моделировании дефицита оксида азота в эксперименте.
3. Изучить эндотелио- и кардиопротективную активность дистантного
ишемического прекондиционирования при моделировании дефицита оксида
азота в эксперименте.
4. Изучить роль АТФ-зависимых калиевых каналов в реализации
эффектов различных форм прекондиционирования при
L-NAME-индуцированной модели дефицита оксида азота путем введения
блокатора калиевых каналов глибенкламида в дозе 4 мг/кг.
5. Дать оценку эндотелио- и кардиопротективной активности
фармакологического прекондиционирования никорандилом в дозе 4 мг/кг в
сравнении с дистантным ишемическим прекондиционированием и
прекондиционированием инертным газом гелием при
L-NAME-индуцированном дефиците оксида азота в эксперименте.
Научная новизна исследования. В работе решена актуальная задача фармакологии по доклинической оценке эндотелиотропной активности феномена прекондиционирования с использованием коэффициента эндотелиальной дисфункции (КЭД), результатов проведения функциональных проб, определения биохимических маркеров и морфологических исследований.
В качестве потенциального эндотелиопротектора экспериментально обосновано использование никорандила, вызывающего индукцию биосинтеза оксида азота. Никорандил 4 мг/кг способствовал преобладанию эндотелийзависимого расслабления сосудов, снижению КЭД до значений 1,76±0,18 усл. ед. и предупреждению снижения концентрации конечных стабильных метаболитов оксида азота (NOx), а также предупреждению повышения С-реактивного белка.
Морфологические исследования обнаружили предотвращение развития мембранозной гломерулопатии, гипертрофии кардиомиоцитов и их некроза, а также деструктивных изменений эндотелия сосудов и признаков гипертрофии их стенок в почках и миокарде.
По результатам проведенных экспериментальных исследований подана 1 заявка на получение патента РФ, получено свидетельство ноу-хау РФ.
Практическая значимость. В работе обоснована эффективность
коррекции эндотелиальной дисфункции путем применения
фармакологического прекондиционирования никорандилом при
L-NAME-индуцированном дефиците оксида азота в эксперименте. Показано, что его использование позволяет нормализовать изменение соотношения сосудистых реакций на ацетилхолин (эндотелийзависимая вазодилатация) и нитропруссид (эндотелийнезависимая вазодилатация), что выразилось в преобладании эндотелийзависимого расслабления сосудов и снижении коэффициента эндотелиальной дисфункции.
Одновременно результаты нагрузочных проб, биохимических и морфологических исследований свидетельствовали о положительной динамике морфофункциональных показателей сердечно-сосудистой системы (снижение адренореактивности, предотвращение исчерпания миокардиального резерва, нормализация структуры гломерулярных капилляров, отсутствие деструктивных изменений эндотелия сосудов и признаков гипертрофии их
стенок, отсутствие гипертрофических изменений кардиомиоцитов), и о восстановлении активности NO-продуцирующей функции эндотелия (повышение концентрации конечных стабильных метаболитов оксида азота) и противовоспалительной активности (понижение концентрации С-реактивного белка).
Полученные данные позволяют рекомендовать целенаправленные доклинические и клинические испытания никорандила в качестве эндотелиотропного аддитива при лечении патологических состояний, связанных с развитием эндотелиальной дисфункции.
Внедрение результатов научных исследований. Полученные данные вошли в учебные программы и используются в лекционных курсах кафедры фармакологии ГБОУ ВПО «Курский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России, кафедры фармакологии и фармацевтических дисциплин ИПМО ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», кафедры фармакологии и биохимии ФГБОУ ВПО «Орловский государственный университет».
Личный вклад автора. Автору принадлежит ведущая роль в выборе дизайна исследования, определении целей и задач работы. Автором проанализированы отечественные и зарубежные источники по теме диссертационного исследования, проведены серии экспериментов, получены и обобщены результаты исследования, проведены статистическая обработка и анализ полученных данных (доля участия 100%). В публикациях в соавторстве доля участия автора 80%.
Связь с планом НИР. Диссертация выполнена в соответствии с планом НИР ГБОУ ВПО КГМУ Минздравсоцразвития России. Номер государственной регистрации темы - 01201155760.
Апробация работы. Материалы работы доложены на 76-й Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Молодежная наука и современность», Курск, 2011 г.; Межвузовской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные вопросы фармакологии и фармации - 2011», Белгород, 2011 г.; Всероссийской интернет-конференции «Достижения клинической фармакологии и фармации в начале XXI века», Белгород, 2011 г.; Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 45-летию фармацевтического факультета КГМУ «Традиции и инновации фармацевтической науки и практики», Курск, 2011 г.; Четвертой международной дистанционной научной конференции «Инновации в медицине», Курск, 2011 г.
По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, 3 из них -в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ для публикации основных научных результатов диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук.
Положения, выносимые на защиту.
1. Фармакологическое прекондиционирование никорандилом,
проводимое в течение 7 дней, оказывает наиболее выраженное
эндотелиопротективное действие в сравнении с прекондиционированием инертным газом гелием и дистантным ишемическим прекондиционированием на модели L-NAME-индуцированного дефицита оксида азота.
2.АТФ-зависимые калиевые каналы принимают участие в реализации эндотелиопротективных эффектов различных форм прекондиционирования на модели L-NAME-индуцированного дефицита оксида азота. Глибенкламид в дозе 4 мг/кг блокирует АТФ-зависимые калиевые каналы и нивелирует эндотелио- и кардиопротективные эффекты различных форм прекондиционирования на модели L-NAME-индуцированного дефицита оксида азота.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов экспериментальных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов и списка используемой литературы, включающего 176 источников, из них 58 отечественных и 118 зарубежных авторов. Диссертация изложена на 157 страницах машинописного текста, содержит таблиц - 15, рисунков - 42, формул - 2.
