Введение к работе
Актуальность исследования. В патогенезе и клинике сердечнососудистых заболеваний и их осложнений, в частности сахарного диабета у женщин пожилого возраста, одним из важных аспектов считается нарушение структуры и функции эндотелия и, как следствие, появление на фоне инсулинорезистентности и гипоэстрогении тяжелых васкулярных изменений. Развитие эндотелиальной дисфункции отличается отсутствием клинической симптоматики и обратимостью ранних этапов изменений сосудистой выстилки, что имеет важное значение для предотвращения сосудистых осложнений (Karen Е. MacKenzie et al., 2006). Нарушение эндотелийзависимой вазодилатации может быть напрямую связано со снижением синтеза и биодоступности эндотелиального оксида азота (N0) и/или повышением образования реактивных образований кислорода в частности супероксида. При сахарном диабете окислительный стресс играет ключевую роль в патогенезе сосудистых осложнений, причем эндотелиальная дисфункция считается ранней стадией этих нарушений (Е. Schulz et al., 2004, М. Britten, 1998). Гипергликемия напрямую способствует развитию эндотелиальной дисфункции, в том числе процессу избыточного образования супероксида и, следовательно, пероксинитрита, который повреждает ДНК и активирует ядерный фермент поли/АДФ-рибозил/полимеразу (U. Hink, Н. Li, Н. Mollnau et al, 2001), что обусловливает развитие острой эндотелиальной дисфункции в пораженных сосудах при сахарном диабете и играет важную роль в патогенезе диабетических осложнений. Коррекцию эндотелиальной дисфункции наряду с контролем традиционных факторов риска сахарного диабета следует рассматривать как стратегическую линию эффективного предупреждения кардиометаболических нарушений.
Очевидна необходимость в сахароснижающих препаратах, которые будут способствовать снижению инсулинорезистентности, гиперинсулинемии и обладать возможностью восстановления нарушенной функции эндотелия (Г. Шернтанер, 2008). В своём аппликативном приложении разрабатываемая концепция нуждается в экспериментальной оценке возможности использования средства, подавляющего глюконеогенез и образование свободных жирных кислот и окисление жиров - метформина и средства, снижающего инсулинорезистентность, выброс глюкозы из печени и увеличивающего расход инсулинозависимой глюкозы - пиоглитазона на гипоэстроген-фруктоз-индуцированной и гипоэстроген-стрептозотоцин-индуцированной моделях сахарного диабета, в механизме действия которых опосредованно участвует NO-зависимый компонент.
В связи с вышеизложенным являлось актуальным изучение эндотелиопротективных свойств метформина, пиоглитазона и их комбинации при экспериментальном дефиците оксида азота в условиях гипоэстроген-фруктоз- и гипоэстроген-стрептозотоцин-индуцированного метаболических нарушений.
Цель исследования: провести экспериментальное изучение
эндотелиопротективных свойств метформина, пиоглитазона и их комбинаций на гипоэстроген-фруктоз-индуцированной и гипоэстроген-стрептозотоцин-индуцированной моделях сахарного диабета. Задачи исследования:
Изучить в эксперименте развитие эндотелиальной дисфункции на гипоэстроген-фруктоз-индуцированной модели сахарного диабета с использованием функциональных проб, биохимических маркеров и результатов морфологических исследований.
Изучить в эксперименте развитие эндотелиальной дисфункции на гипоэстроген-стрептозотоцин-индуцированной модели сахарного диабета с использованием функциональных проб, биохимических маркеров и результатов морфологических исследований.
Исследовать эндотелиопротективную активность пиоглитазона в дозе 5,5 мг/кг/сут. (ОАО «Фармстандарт-Лексредства», Россия) на гипоэстроген-фруктоз-индуцированной и гипоэстроген-стрептозотоцин-индуцированной моделях сахарного диабета.
Исследовать эндотелиопротективную активность метформина в дозе 90 мг/кг/сут. (ОАО «Фармстандарт-Лексредства», Россия) на гипоэстроген-фруктоз-индуцированной и гипоэстроген-стрептозотоцин-индуцированной моделях сахарного диабета.
Исследовать эффективность сочетанной эндотелиотропной терапии метформина (90 мг/кг/сут.) (ОАО «Фармстандарт-Лексредства», Россия) с пиоглитазоном (5,5 мг/кг/сут.) (ОАО «Фармстандарт-Лексредства», Россия) на гипоэстроген-фруктоз-индуцированной и гипоэстроген-стрептозотоцин-индуцированной моделях сахарного диабета.
Научная новизна исследования. В работе впервые предложены экспериментальные способы моделирования гипоэстроген-фруктоз- и гипоэстроген-стрептозотоцин-индуцированной эндотелиальной дисфункции.
Продемонстрировано, что метформин 90,0 мг/кг (ежедневно однократно внутрижелудочно в течение 42 суток) оказывает эндотелиопротективное действие на моделях гипоэстроген-фруктоз- и гипоэстроген-стрептозотоцин-индуцированных метаболических нарушений. Пиоглитазон 5,5 мг/кг (ежедневно однократно внутрибрюшинно в течение 42 суток) как монотерапия также обладает эндотелиопротективными эффектами на выбранных моделях патологии. Сочетанное использование гипогликемических средств метформина 90,0 мг/кг/сут. и пиоглитазона 5,5 мг/кг/сут. показало положительное фармакодинамическое взаимодействие.
Научная новизна подтверждается получением одного патента РФ на изобретение.
Практическая значимость. В работе экспериментально обоснована эффективность сочетанного применения метформина в дозе 90 мг/кг/сут. с пиоглитазоном в дозе 5,5 мг/кг/сут. для профилактики и коррекции эндотелиальной дисфункции на фоне метаболических нарушений (инсулинорезистентность, гипоэстрогения) в эксперименте. Показано, что их сочетанное использование позволяет нормализовать изменение соотношения
сосудистых реакций на ацетилхолин (эндотелийзависимая вазодилатация) и нитропруссид натрия (эндотелийнезависимая вазодилатация) с последующим снижением значения коэффициента эндотелиальной дисфункции, предотвратить снижение показателей биохимических маркеров (концентрация стабильных метаболитов оксида азота, экспрессию NO-синтетазы, уровня гликемии), а также добиться положительной динамики морфофункциональных показателей сердечно-сосудистой системы (диаметр кардиомиоцитов, прирост давления при пробе на нагрузку сопротивлением и адренореактивности, и т.д.) и нормализовать уровень гликемии.
Полученные данные позволяют рекомендовать целенаправленные клинические испытания комбинации метформина и пиоглитазона в терапевтических дозах для профилактики и коррекции состояний, сопровождающихся эндотелиальной дисфункцией на фоне метаболических нарушений.
Внедрение результатов научных исследований. Материалы диссертационного исследования, касающиеся изучения эндотелиопротективной активности метформина, пиоглитазона и их комбинаций используются в лекционных курсах кафедры фармакологии ГБОУ ВПО КГМУ Минздравсоцразвития России, кафедры фармакологии и фармацевтических дисциплин ИПМО ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет» и кафедры фармакологии, клинической фармакологии и фармации медицинского института ФГБОУ ВПО «Орловский государственный университет» с целью формирования представления о фармакологической активности данных препаратов.
Личный вклад автора. Автором проанализированы отечественные и зарубежные источники по теме диссертационного исследования, проведены серии экспериментов, получены и обобщены результаты исследования, проведена статистическая обработка и анализ полученных данных.
В публикациях № 8, 9 , 10 автором лично проведено моделирование дизайна исследования, в публикации № 5, 7 - научное обоснование и обобщение полученных результатов, № 3 - статистическая обработка полученных результатов.
Апробация работы. Материалы работы доложены на итоговых научных сессиях и конференциях молодых ученых КГМУ в 2009 и 2010 гг., IV Международной научной конференции молодых ученых-медиков, XVII национальном конгрессе «Человек и лекарство», V Конгрессе «Рациональная фармакотерапия и клиническая фармакология», в рамках программы «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» («У.М.Н.И.К.»), БелГУ, 2010 г. Апробация диссертации проведена на научно-практической конференции кафедр фармакологии и фармацевтических дисциплин ИПМО, фармацевтической химии и фармакогнозии, терапии ИПМО, анатомии и гистологии человека, медико-биологических дисциплин, биохимии и фармакологии НИУ БелГУ, клинической фармакологии КГМУ. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, из них 6 в изданиях рекомендуемых ВАК РФ.
Положения, выносимые на защиту
1. Гипоэстроген-фруктоз- и гипоэстроген-стрептозотоцин-
индуцированная эндотелиальная дисфункция характеризуется изменениями
соотношений сосудистых реакций на ацетилхолин (эндотелийзависимая
вазодилатация) и нитропруссид (эндотелийнезависимая вазодилатация) с
увеличением коэффициента эндотелиальной дисфункции соответственно в 3,3
и 2,8 раза, резким снижением показателей биохимических маркеров
(стабильных метаболитов оксида азота, экспрессия NO-синтазы, уровня
эндотелина), а также характерной динамикой морфофункциональных
показателей сердечно-сосудистой системы (диаметр кардиомиоцитов и прирост
давления при пробе на нагрузку сопротивлением, адренореактивности и т.д.) и
нарастанием инсулинорезистентности.
2. Применение метформина в дозе 90,0 мг/кг/сут. однократно в сутки
внутрижелудочно в течение 42 суток оказывает эндотелиопротективное
действие на моделях гипоэстроген-фруктоз- и гипоэстроген-стрептозотоцин-
индуцированных метаболических нарушений. Пиоглитазон в дозе 5,5 мг/кг/сут.
также обладает эндотелио- и кардиопротективными эффектами на выбранных
моделях патологии. Выявлено положительное влияние на функциональные,
биохимические и морфологические показатели.
3. Сочетанное использование пиоглитазона в дозе 5,5 мг/кг/сут. с
метформином в дозе 90,0 мг/кг/сут. оказывает выраженное эндотелио- и
кардиопротективное действие на моделях гипоэстроген-фруктоз- и
гипоэстроген-стрептозотоцин-индуцированных метаболических нарушений,
что выражается в снижении коэффициента эндотелиальной дисфункции,
положительной динамики результатов нагрузочных проб и морфологических
исследований, а также в предотвращении снижения концентрации стабильных
метаболитов оксида азота и восстановлении уровня гликемии. При этом
достигаются целевые цифры артериального давления, в отличие от
монотерапии отдельно пиоглитазоном и метформином. Морфологические
исследования позволили обнаружить предотвращение увеличения поперечного
диаметра кардиомиоцитов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов и списка используемой литературы, включающего 174 источника, из них 73 - отечественных и 101 - зарубежных авторов. Диссертация изложена на 140 страницах машинописного текста, содержит таблиц - 39, рисунков - 34.
