Эндотелиальная дисфункция и пути её фармакологической коррекции Воронков, Андрей Владиславович

Введение к работе

Актуальность темы

В настоящее время считается общепризнанным, что в основе развития сердечно–сосудистой патологии различного генеза важную роль играет дисфункция эндотелия (ЭД) (Петрищев Н.Н., 2003; Ярек-Мартынова И.Р., Шестакова М.В., 2011; Ding H., 2010; Potenza M.A., 2010; Maltais S., et all., 2011). Эндотелий рассматривается как самостоятельная мишень терапевтического воздействия для коррекции различных сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Исходя из этого, актуальной проблемой экспериментальной и клинической фармакологии является поиск веществ с эндотелиопротекторным действием (ЭПД) как среди известных препаратов, так и новых соединений (Карпов Ю.А. 2010).

К настоящему времени установлено ЭПД препаратов, уменьшающих влияние РААС и СНС на сердечно-сосудистую систему (иАПФ, b-блокаторы и т.д.); снижающих уровень ХС_общ, ХС_ЛПНП, ХС_ЛПОНП (особенно статины); регулирующих работу Ca²⁺ каналов (блокаторы Ca каналов), что очевидно связано, как с прямыми эндотелий зависимыми механизмами действия так и их опосредованным комплексным фармакологическим влиянием (Luscher T.F., Noll G., 1995; Aikawa M., 2010; Egashira K., 2010; Jorge P.A., 2010). Многие из проведенных экспериментальных и клинических исследований по изучению ЭПД сердечно-сосудистых средств достаточно противоречивы и не дают однозначного ответа по направленности и выраженности действия препаратов из этих фармакологических групп. Это обусловлено тем, что многие как экспериментальные, так и клинические исследования выполнены с использованием различных методов оценки функционального состояния эндотелия (биохимических, функциональных, инвазивных, неинвазивных и т.д.), клинические же работы, кроме этого, отличаются выбором больных, различных по возрасту, тяжести заболевания, сопутствующим патологиям, протоколам исследований.

Можно предполагать, что вещества с ГАМК–ергической активностью ограничивающие симпатические влияния на сердце и сосуды, уменьшающие активность РААС, обладающие при этом антиоксидантной и антигипоксантной активностью (Перфилова В.Н., 2009; Тюренков И.Н., 2008; Narahashi T., 1999; Harrison 2000), могут улучшать функцию эндотелия (Недвицкий П.И., 2000; Ishide T., 2005). Однако изучение влияния ГАМК–ергических средств на эндотелий практически не выполнялось.

Учитывая важную роль в развитии ЭД оксидативного стресса, можно предположить, что и антиоксиданты также могут воздействовать на различные звенья развития ЭД: на систему синтеза и биодоступности NO, гемореологические параметры крови, липидный и углеводный обмен, воспаление, пролиферацию (Насибуллин Р.С.,2010; Yamamoto, M.2008; Schiffrin E. L., 2010; Wallace T. C., 2011). Поэтому поиск высоко активных эндотелиопротекторов среди антиоксидантов, в том числе и флавоноидов, вполне оправдан.

На основании изложенного представилось целесообразным провести комплексное сравнительное изучение ЭПД ряда сердечно-сосудистых средств, производных ГАМК, лекарственных средств, обладающих антиоксидантной активностью в том числе и флавоноидов в условиях ЭД различного генеза.

Целью исследования является разработка методологии поиска веществ с эндотелиопротекторным действием и проведение сравнительного изучения эндотелиотропных свойств, сердечно-сосудистых средств и веществ с различными механизмами действия.

Задачи исследования

1. 1. Провести тестирование эндотелия различных сосудистых регионов в условиях нормы и экспериментальной патологии (при недостаточности половых гормонов, экспериментальном сахарном диабете, хирургической травме).

   2. Изучить влияние сердечно-сосудистых средств, производных ГАМК, флавоноидов и препаратов, обладающих антиоксидантной активностью на вазодилатирующую функцию эндотелия в условиях ЭСД и НПГ.

   3. Изучить влияние сердечно-сосудистых средств, производных ГАМК, препаратов, обладающих антиоксидантной активностью, в том числе и флавоноидов на антитромботическую функцию эндотелия, гемореологию и основные параметры гемостаза в условиях ЭСД и НПГ.

   4. Изучить влияние сердечно-сосудистых средств, производных ГАМК, и препаратов, обладающих антиоксидантной активностью, в том числе и флавоноидов на углеводный, липидный и гормональный статус животных с ЭСД и НПГ.

   5. Изучить влияние наиболее активных веществ из вновь синтезированныхпроизводных ГАМК, флавоноидов и препаратов сравнения на противовоспалительную функцию эндотелия при ЭСД и НПГ.

   6. Дать морфологическую оценку состояния эндотелия при ЭСД и НПГ и изучить влияние наиболее активных веществ из вновь синтезированных и препаратов сравнения на морфологическую структуру эндотелия.

   7. Изучить механизм эндотелиопротективного действия наиболее активных веществ из вновь синтезированных и препаратов сравнения у животных с ЭСД и НПГ с помощью иммуногистохимического исследования, с оценкой уровня экспрессии e-NOS, эндотелина-1, каспазы -3, nF-kB, рецепторов TREIL.

   8. На основании сравнительного изучения влияния на эндотелиальную функцию средств из различных фармакологических групп в условиях нормы и экспериментальной патологии, дать оценку методологии к подходам оценки эндотелиальной функции/дисфункции и эндотелиопротективного действия фармакологически активных соединений.

   Новизна исследования

   Впервые разработан комплексный подход изучения эндотелиотропных эффектов биологически активных веществ, обоснована возможность моделирования эндотелиальной дисфункции с помощью стрептозотоцин индуцированного сахарного диабета и экспериментально вызванной недостаточности половых гормонов.

   Впервые выполнено сравнительное комплексное изучение влияния представителей различных фармакологических групп, среди сердечно-сосудистых средств, в сопоставимых условиях,: -адреноблокаторов (небиволол, бисопролол), ингибиторов АПФ (лизиноприл), антагонистов кальциевых каналов (нифедипин), статинов (симвастатин), гипариноида сулодексида, ряда производных ГАМК (фенибут, пикамилон, РГПУ-189, РГПУ-147), веществ, обладающих антиоксидантной активностью (мексидол, предуктал, дибикор), а также флавоноидов (гесперидин, диосмин, кверцетин и флавицин), на вазодилатирующую, антитромботическую функции, на углеводный, липидный обмен и гормональный статус при ЭСД и НПГ. Показано их неоднозначное эндотелиопротекторное действие.

   Впервые выявлена высокая эндотелиопротективная активность и комплексно изучено влияние нового производного ГАМК – соединения РГПУ-189 и флавоноида - флавицина на вазодилатирующую, антитромботическую, противовоспалительную и пролиферативную функции эндотелия при ЭСД и НПГ.

   По выраженности эндотелиопротекторного действия РГПУ-189 и флавицин превосходят небилет, конкор, мексидол, предуктал, дибикор, нифедипин, фенибут, пикамилон, производное ГАМК - РГПУ-147 и флавоноиды, приближаясь по выраженности действия к Сулодексиду.

   Впервые установлено усиление активности е-NOS, снижение эндотелина-1, а так же снижение экспрессии основных генетических маркеров запускающих апоптоз (каспаза-3, «доменов смерти», NF-kB) у животных с ЭСД и НПГ, под влиянием соединения РГПУ-189и флавоноида флавицина, что очевидно лежит в основе их эндотелиопротекторного действия.

   Научно-практическая ценность работы

   Используемый комплексный морфо-функциональный подход может применяться для оценки степени ЭД (вазодилатирующей, антитромботической, противовоспалительной, антипролиферативной функций эндотелия), мощности функционирования NO системы, дает возможность оценить эндотелиотропные свойства исследуемых веществ.

   Сравнительный анализ полученных данных о влиянии известных сердечно-сосудистых средств, позволит более дифференцированно их использовать при лечении больных с различной кардиологической патологией, а на основе флавоноидов и производных ГАМК – разработать лекарственные средства для лечения ЭД различного генеза.

   Полученные данные об эндотелиопротективном действии производных ГАМК и флавоноидов свидетельствуют о перспективности дальнейшей разработки на основе соединения РГПУ-189 и флавицина эндотелиопротекторов для применения в качестве средств профилактики и лечения сосудистых осложнений различного генеза, обусловленных ЭД.

   Реализация результатов.

   На основании данных диссертационного исследования разработана дальнейшая программа целенаправленного поиска веществ с сердечно-сосудистыми и эндотелиотропными свойствами среди структурных аналогов ГАМК (кафедра органической химии Российского Государственного Педагогического Университета им. А.И.Герцена (г. Санкт-Петербург)), предложен план поиска веществ флавоновой природы для профилактики и лечения сосудистых осложнений, обусловленных СД и НПГ (Пятигорская фармацевтическая академия).

   Разработанная комплексная морфофункциональная система поиска и доклинического фармакологического изучения веществ с эндотелиопртективной активностью используется в научно-исследовательской работе кафедры фармакологии и биофармации ФУВ Волгоградского государственного медицинского университета (ВолгГМУ), НИИ фармакологии ВолгГМУ, кафедрах фармакологии ВолгГМУ и Пятигорской государственной фармацевтической академии. Полученные в ходе исследования результаты оформлены в виде методического пособия «Новая медицинская технология: Использование высокочастотной ультразвуковой допплерографии для изучения влияния фармакологических веществ на региональное кровообращение и эндотелиальную функцию (подписано в печать 04.2010)

   Полученные результаты о эндотелиопротекторных свойствах новых производных гамма-аминомасляной кислоты и флавоноидов, а так же сравнительная эндотелиопротекторная активность сердечно-сосудистых средств и веществ, обладающих антиоксидантной активностью, включены в раздел учебных программ курса фармакологии на кафедрах фармакологии и биофармации ФУВ, фармакологии, клинической фармакологии и интенсивной терапии Волгоградского государственного медицинского университета, кафедре биохимии и микробиологии, кафедре органической химии Пятигорской государственной фармацевтической академии, кафедрах фармакологии Воронежской медицинской академии, Ростовского государственного медицинского университета, Белгородского государственного университета. Материалы работы оформлены в виде информационных писем “Изучение эндотелиопротекторных свойств флавоноидов при экспериментальном сахарном диабете”, «Эндотелиопротективные свойства производных ГАМК при недостаточности половых гормонов» которые используются в учебном процессе и научной работе кафедры фармакологии ВолгГМУ (акты о внедрении от 09.2010; 12.2010), фармакологии и биофармации ФУВ ВолгГМУ (акты о внедрении от 09.2010; 12.2010), лаборатории фармакологии сердечно-сосудистых средств НИИ фармакологии ВолгГМУ (акты о внедрении от 09.2010; 12.2010). По материалам настоящей работы получен 1 патент Российской Федерации на изобретение.

   Положения, выносимые на защиту:

   1. Стрептозотоцин-индуцированный сахарный диабет в большей степени, а экспериментально вызванная недостаточность половых гормонов, в меньшей степени, приводят к выраженным нарушениям всех функций эндотелия. Операционная травма так же приводит к эндотелиальным нарушениям, однако они носят кратковременный и обратимый характер. Полученные результаты позволяют рекомендовать данные патологические модели для моделирования эндотелиальной дисфункции в эксперименте.

   2. Используемый в работе комплексный морфо-функциональный подход к изучению вазодилатирующей, антитромботической, противовоспалительной, антипролиферативной функций эндотелия, позволяет оценить стабильность и мощность функционирования NO системы и выраженность ЭД, а также может использоваться для изучения эндотелиотропных эффектов исследуемых веществ и различных патологических воздействий на эндотелий.

   3. Сердечно-сосудистые средства, гепариноид – сулодексид, производные ГАМК, флавоноиды и вещества, обладающие антиоксидантными свойствами, в разной степени выраженности проявляют эндотелиопротективную активность, что проявляется в улучшении вазодилатирующей, антитромботической функций эндотелия. По степени улучшения вазодилатирующей функции эндотелия все исследуемые соединения можно расположить следующим образом: Вессел Дуэ Ф (сулодексид) > Диротон Симвагексал Небилет > РГПУ-189 > Флавицин РГПУ-147 > Кверцетин Мексидол > Конкор > Гесперидин > Диосмин > Предуктал > Пикамилон > Нифедипин Фенибут Дибикор, а по степени влияния на антитромботическую функцию эндотелия изучаемые соединения можно расставить в следующем порядке: Вессел Дуэ Ф (сулодексид) Симвагексал РГПУ-189 > Диротон > Небилет > РГПУ-147 Флавицин > Кверцетин Конкор > Нифедипин > Мексидол > Фенибут Гесперидин Дибикор > Диосмин Предуктал > Пикамилон.

   4. РГПУ-189 и флавицин выражено улучшают противовоспалительную, антипролиферативную функции эндотелия, уменьшают метаболические нарушения у животных с ЭСД и НПГ (снижают гипергликемию, гиперхолестеринемию, индекс атерогенности), в большей степени эти эффекты выражены у флавицина. Эндотелиопротективное действие отмеченных веществ очевидно обусловлено угнетением экспрессии маркеров апоптоза (TRАIL, каспаза-3, nF-kB), снижением эндотелина-1 и усилением активности е-NOS.

   5. Вессел Дуэ Ф по совокупности всех проведенных исследований оказал наиболее выраженное эндотелиопротекторное действие по сравнению со всеми исследуемыми веществами. Полученные результаты позволяют рекомендовать Вессел Дуэ Ф в качестве эталонного препарата сравнения при сопоставлении эндотелиотропных эффектов изучаемых лекарственных препаратов.

   6. Сравнительный анализ полученных данных о влиянии известных сердечно-сосудистых средств, флавоноидов, веществ, обладающих антиоксидантной активностью, и производных ГАМК на эндотелиальную дисфункцию в условиях гормональных нарушений различного генеза, свидетельствуют о целесообразности применения Весел Дуэ Ф, диротона, симваГЕКСАЛА, небилета, мексидола, для комплексной терапии сердечно-сосудистых заболеваний, профилактики и лечения сосудистых осложнений, связанных с СД и НПГ. Результаты исследований позволяют рекомендовать проведение дальнейшего изучения соединения РГПУ-189 и флавицина, для создания на их основе новых препаратов с эндотелиопротекторной активностью.

   7. Проведенное тестирование вазодилатирующей функции эндотелия различных сосудистых регионов (мозг, печень, почка и кожно мышечная область) позволяет говорить о том, что направленность эндотелиального ответа одинакова во всех областях, но выраженность разная. Результаты исследования дают возможность экстраполировать полученные в ходе эксперимента данные по изменению функции эндотелия в одной сосудистой области и на другие регионы с разным типом эндотелия.

   Апробация работы

   Материалы работы докладывались и обсуждались на 5-ой научно-практической конференции «Методы исследования регионального кровообращения и микроциркуляции в клинике» (Санкт-Петербург, 2005); на II международной научной конференции «Химия, технология и медицинские аспекты природных соединений» (Алматы, Казахстан, 2007); на 13 Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов (Москва, 2007); Научно-практической конференции «Диагностика и коррекция нарушений регионального кровообращения и микроциркуляции в клинической практики» (Саратов, 2008); на 14 Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов (Москва, 2008); на VIII съезде кардиологов южного федерального округа «Совершенствование оказания медицинской помощи больным с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Новые подходы и перспективы» (Ростов-на-Дону, 2009); 56-ой региональной научно-практической конференции Волгоградского государственного медицинского университета «Инновационные достижения фундаментальных и прикладных медицинских исследований в развитии здравоохранении волгоградской области» (Волгоград 2009); Научно практической конференции «Актуальные вопросы экспериментальной и клинической морфологии» (Волгоград, 2010); II Всероссийском научно-практическом семинаре “Методологические аспекты экспериментальной и клинической фармакологии” (Волгоград, 2010). По материалам диссертации опубликовано 60 печатных работ, в том числе 21 работ в журналах, рекомендуемых ВАК, получен 1 патент на изобретение №2374699 от 27 ноября 2009 года.

   Объем и структура диссертации

   Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, 6 глав собственных исследований, обсуждения результатов, выводов и списка используемой литературы, включающего 493 источника, из них 189 отечественных и 304 зарубежных авторов. Диссертация изложена на 296 страницах машинописного текста, содержит таблиц –27, рисунков –55, схем – 1.

   Похожие диссертации на Эндотелиальная дисфункция и пути её фармакологической коррекции

   Фармакологическая коррекция дисфункции эндотелия и ишемии миокарда в условиях экспериментального дефицита магнияЖелтова, Анастасия Александровна

   Использование фармакологического прекондиционирования никорандилом для коррекции эндотелиальной дисфункции на модели l-name-индуцированного дефицита оксида азота (экспериментальное исследование)Старосельцева Ольга Алексеевна

   

   Применение рекомбинантного эритропоэтина для фармакологической коррекции ишемических повреждений миокарда и эндотелиальной дисфункцииКоролев, Антон Евгеньевич

   

   Пути фармакологической коррекции патогенетических нарушений метаболизма оксида азота при моделировании эндотелиальной дисфункцииКорокин, Михаил Викторович

   

   Перестройка артериальной стенки у больных хронической сердечной недостаточностью на фоне перманентной формы фибрилляции предсердий и возможности её коррекцииШилова Яна Эдуардовна

   Хроническая дуоденальная непроходимость и способы её коррекцииБлагитко, Евгений Михайлович

   Изменение костной системы у больных с хронической почечной недостаточностью и её коррекцияНасирова, Фарида Джахангир кызы

   Прогнозирование экссудативно-воспалительной реакции после факоэмульсификации катаракты на основе клинико-иммунологического мониторинга больных и способы её коррекцииКирчанова, Ольга Валериевна

   Сывороточная тимическая активность и её коррекция в комплексном лечении сахарного диабета у детейДорошенко, Екатерина Олеговна

   Циркадианна организация гемокоагуляции и её коррекции у больных диабетической нефропатиейСмирнова, Людмила Владимировна