Введение к работе
Актуальность проблемы. Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) и остеопороз (т.е. снижение костной массы и нарушения микроархитектоники кости) являются основными проблемами здравоохранения в мире, распространенность которых растет с возрастом. Социально-экономическое бремя для общества от остеопороза и ССЗ огромно. Остеопоротические переломы и проявления ССЗ являются основными в структуре заболеваемости и преждевременной смертности у пожилых. Более того, женщины в постменопаузе имеют больший риск развития одновременно и остеопороза, и ССЗ. Фактически, как только женщина достигает возраста менопаузы, риск развития обоих заболеваний значимо увеличивается (Marcovitz Р. А., Nran Н.Н., Franclin В.А. et al, 2005).
В течение многих лет считалось, что остеопороз и ССЗ являются независимыми хроническими заболеваниями, распространенность которых увеличивается с возрастом. Но все больше находится свидетельств того, что между ними существует прямая связь. Например, минеральная плотность кости (МПК) обратно пропорциональна кальцификации коронарных артерий и/или аорты (Makovey J., Chen J.S., Hayward С. et al., 2009) и прямо пропорциональна уровню холестерина липопротеинов высокой плотности.
Клинические популяционные исследования также выявили связь между ССЗ и остеопорозом. Например, высокая скорость потери костной массы характерна для больных сахарным диабетом, у которых тоже выражены сосудистые нарушения (Белых О.А. и др., 2005).
Потенциальная связь между этими хроническими заболеваниями имеет значимые последствия для здоровья многих людей с ССЗ и остеопорозом.
В последние годы публикуется много экспериментальных и клинических работ, посвященных роли эндотелиальной дисфункции (ЭД) в возникновении и прогрессировании ряда заболеваний сердечно-сосудистой системы (атеросклероз, гипертоническая болезнь, ишемическая болезнь сердца (ИБС), инфаркт миокарда и др.).
На сегодняшний день в коррекции эндотелиальной дисфункции перспективным считают использование препаратов, оптимизирующих клеточный энергообмен, уменьшающих содержание липопероксидов в сосудистой стенке и крови и увеличивающих биодоступность NO за счет «улавливания» свободных радикалов кислорода (Голиков А.П. и соавт., 2003).
В связи с этим на сегодняшний день немаловажной задачей является поиск, разработка и изучение новых препаратов антиоксидантной терапии, способных предупреждать и лечить болезни человека.
В настоящее время проводится широкий поиск и тестирование свойств и активности различных новых ингибиторов свободных радикалов и их смесей. Примером таких антиоксидантов являются производные 3-оксипиридина (мексидол, эмоксипин, проксипин и ряд других), которые широко используются как в клинической, так и в экспериментальной медицине. Производные 3-оксипиридина, с одной стороны, относятся к классу шестичленных азотистых гетероциклов, с другой - к простейшим гетероциклическим аналогам ароматических фенолов. В связи с этим они проявляют антиоксидантные и антирадикальные свойства, обладают широким спектром воздействия на различные механизмы регуляции метаболической активности клеток.
Также многочисленные экспериментальные исследования показали, что резвератрол наряду с гиполипидемической, антиоксидантной, эстрогенной, антиагрегационной активностью обладает также кардиопротективной и эндотелиотропной активностью в опытах in vitro. Эндотелиотропная активность резвератрола обусловлена активацией фермента eNOS (Leikert J.F., 2002; Naderali Е.К., 2000).
Данное исследование посвящено изучению эндотелио- и кардиопротективных, а также остеопротективных свойств нового производного 3-оксипиридина - этоксидола и фитоалексина резвератрола.
Номер государственной регистрации темы - 01.2.009 52877.
Цель исследования: оценить эндотелио- и остеопротективное действие антиоксидантов этоксидола и резвератрола: эндотелиопротективное действие в сравнении с аскорбиновой кислотой на модели L-NAME-индуцированного дефицита оксида азота и остеопротективное действие в сравнении с препаратом кальций-ДЗ Никомед при гипоэстрогениндуцированном остеопорозе.
Задачи исследования:
Изучить эндотелио- и кардиопротективные эффекты этоксидола при L-NAME-индуцированном дефиците NO в эксперименте по физиологическим, биохимическим и морфологическим показателям.
Изучить эндотелио- и кардиопротективные эффекты резвератрола при L-NAME-индуцированном дефиците NO в эксперименте по физиологическим, биохимическим и морфологическим показателям.
Изучить эндотелио- и кардиопротективные эффекты аскорбиновой кислоты при L-NAME-индуцированном дефиците N0 в эксперименте по физиологическим, биохимическим и морфологическим показателям.
Изучить остеопротективное действие этоксидола на модели билатеральной овариэктомии.
Изучить остеопротективное действие резвератрола на модели билатеральной овариэктомии.
Изучить остеопротективное действие препарата кальций-ДЗ Никомед на модели билатеральной овариэктомии.
Научная новизна. В работе впервые показано, что новое производное 3-оксипиридина этоксидол в дозе 25 мг/кг оказывает эндотелиопротективное действие на модели L-NAME-индуцированной NO-дефицитной ЭД, выражающееся в нормализации экдотелийзависимого расслабления и снижении коэффициента эндотелиальной дисфункции (КЭД).
Продемонстрировано, что этоксидол в дозе 25 мг/кг оказывает выраженное кардиопротективное действие на модели L-NAME-индуцированной NO-дефицитной ЭД, выражающееся в предотвращении повышения адренореактивности и снижения миокардиального резерва.
Установлено что, этоксидол в дозе 25 мг/кг предотвращал увеличение поперечного диаметра кардиомиоцитов, вызванное L-NAME-индуцированной NO-дефицитной ЭД.
Выявлено, что по выраженности эндотелио- и кардиопротективного действия исследованные антиоксиданты расположились в следующей последовательности: резвератрол > этоксидол > аскорбиновая кислота.
Обнаружено, что через восемь недель после билатеральной овариэктомии развивающийся генерализованный остеопороз характеризуется значительным снижением уровня микроциркуляции в проксимальном метафизе бедренной кости, отрицательной динамикой морфологических показателей, наличием тесной прямой зависимости между величиной кровоснабжения кости и шириной костных трабекул в ней.
При этом впервые продемонстрировано, что остеопротективным действием обладали резвератрол 2 мг/кг и кальций-ДЗ Никомед в дозе 85,7 мг/кг; наиболее выраженным действием обладал резвератрол; препараты эффективно предотвращали снижение уровня регионарной микроциркуляции в костной ткани. Этоксидол в дозе 12,5 мг/кг на модели билатеральной
овариэктомии через восемь недель после билатеральной овариэктомии у крыс не обладал остеопротективным действием.
Научная новизна подтверждается 3 положительными решениями по заявкам на получение патентов РФ.
Практическая значимость. В работе обоснована эффективность
применения препарата этоксидол для коррекции L-NAME-индуцированной
NO-дефицитной ЭД в эксперименте. Показано, что препарат позволяет
нормализовать изменение соотношения сосудистых реакций на ацетилхолин
(эндотелийзависимая вазодилатация) и нитропруссид натрия
(эндотелийнезависимая вазодилатация), предотвратить снижение показателей биохимических маркеров (Total NO, экспрессию NO-синтетазы), а также добиться положительной динамики морфофункциональных показателей сердечно-сосудистой системы (диаметр кардиомиоцитов, прирост давления при пробе на нагрузку сопротивлением и адренореактивность).
Экспериментально доказано, что введение нового производного 3-оксипиридина этоксидола вызывает коррекцию NO-дефицитной эндотелиальной дисфункции.
Полученные данные позволяют рекомендовать целенаправленные клинические испытания препарата этоксидол при состояниях, сопровождающихся эндотелиальной дисфункцией.
Внедрение результатов научных исследований. Результаты работы используются в лекционных курсах кафедры фармакологии ГОУ ВПО КГМУ, кафедры фармакологии и фармацевтических дисциплин ИПМО ГОУ ВПО БелГУ и кафедры фармакологии, клинической фармакологии и фармации медицинского института ГОУ ВПО «Орловский государственный университет».
Апробация работы. Материалы работы доложены на итоговых научных сессиях и международных конференциях молодых ученых КГМУ (Курск, 2009-2010), III Всероссийской научно-практической конференции «Биотехнология и биомедицинская инженерия» (Курск, 2010), XVII Национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2010). Апробация диссертации проведена на научно-практической конференции кафедр фармакологии; травматологии, ортопедии и военно-полевой хирургии; клинической фармакологии; внутренних болезней № 2; анатомии человека; биоорганической химии;
инфекционных болезней и эпидемиологии; мобилизационной подготовки здравоохранения и медицины катастроф; нормальной физиологии им. профессора А.В. Завьялова; общей химии; фармакогнозии и ботаники; НИИ экологической медицины КГМУ.
По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе четыре из них - в журналах, рекомендуемых ВАК для публикации основных научных результатов диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук.
Положения, выносимые на защиту:
Этоксидол, резвератрол и аскорбиновая кислота оказывают эндотелио-и кардиопротективное действие на модели L-NAME-индуцированной эндотелиальной дисфункции, выражающееся в уменьшении коэффициента эндотелиальной дисфункции, снижении адренореактивности, предотвращении исчерпания миокардиального резерва, нормализации биохимических маркеров и морфометрических показателей кардиомиоцитов и сосудистой стенки.
Через восемь недель после билатеральной овариэктомии у самок крыс линии Вистар развивается снижение микроциркуляции костной ткани, сопровождающееся увеличением коэффициента эндотелиальной дисфункции, рассчитанного по результатам лазерной допплеровской флоуметрии в кости. Как следствие, значительно ухудшается кровоснабжение костной ткани, что приводит к развитию генерализованного остеопороза, проявляющегося истончением и микропереломами костных трабекул.
Резвератрол в дозе 2 мг/кг и кальций-ДЗ Никомед в дозе 85,7 мг/кг на модели билатеральной овариэктомии через восемь недель ежедневного назначения проявляли остеопротективное действие; наиболее выраженным эффектом обладал резвератрол, препарат эффективно предотвращал снижение уровня регионарной микроциркуляции в костной ткани. Этоксидол в дозе 12,5 мг/кг через восемь недель после билатеральной овариэктомии у крыс не обладал остеопротективным действием.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы, включающего 234 источника, из которых 83 отечественных и 151 зарубежных авторов. Диссертация изложена на 134 страницах машинописного текста, содержит 8 таблиц и 26 рисунков.
