Введение к работе
Актуальность исследования
Заболевания системы кровообращения составляют основу смертности людей в различных странах (Oganov R.G. et al. Demographic tendency in Russian Federation: Impact of cardiovascular diseases // Cardiovascular therapy and prevention. 2012. Т.11 № 2. С.5–10). В России ее показатели в среднем составляют 56-60 % от общей смертности. При этом в структуре смертности от сердечно-сосудистых заболеваний 2 % составляет смертность от гипертонической болезни, 53 % - от ИБС, 31 % - от мозгового инсульта, 14 % - от других болезней кровообращения (Федеральная служба государственной статистики: [электронный ресурс] www.gks.ru/free_doc/2013/demo/edn02-13.htm). ИБС и артериальная гипертензия, представляя непосредственную опасность для жизни, являются также и причиной ухудшения качества жизни населения. В связи с этим, является актуальной разработка и внедрение в лечебную практику эффективных средств патогенетической терапии и профилактики ишемической болезни сердца и гипертензии.
Известно, что нормальное функционирование всех органов и систем осуществляется с участием свободных радикалов. Однако усиление генерации активных форм кислорода предшествует и способствует прогрессированию таких заболеваний как атеросклероз, ИБС, артериальная гипертензия, сахарный диабет и многие другие. На сегодняшний день доказана ведущая роль оксидативного стресса в патогенезе большинства заболеваний сердечно-сосудистой системы (Сыровая А.О. и др. Биологическая роль свободных радикалов в развитии патологических состояний // Международный медицинский журнал. 2012. Т. 18, № 3(71). С. 98-104).
В современной терапии существует большое количество лекарственных препаратов для лечения патологий сердечно-сосудистой системы (Чазов Е.И. и др. Рациональная фармакотерапия сердечно-сосудистых заболеваний: руководство для практикующих врачей / Под общ. ред. Е.И. Чазова, Ю.Н. Беленкова. М.: Литтерра. 2004. 972 с.). Комплексная лекарственная терапия сердечно-сосудистых заболеваний приносит положительные результаты, однако длительное применение большинства лекарственных средств сопровождается побочными эффектами, кроме того для получения эффекта препаратов базовой терапии часто необходимо их использование в высших терапевтических дозах (Инжутова А.И. и др. Клиническая эффективность комплексной терапии кардиоваскулярной патологии // CardioСоматика. 2011. №4. С. 45-48). Таким образом, существует необходимость снижения риска развития побочных эффектов, протекции органов-мишеней и уменьшение доз, эффективных для лечения сердечно-сосудистых заболеваний. Эти цели достижимы при включении в терапию эффективного антиоксидантного препарата, обладающего высокой биодоступностью.
Степень разработанности темы исследования
Валеокор-Q10 является принципиально новым лекарственным средством на основе убидекаренона, характеризующимся высокой биодоступностью, достигнутой благодаря новой технологии производства и разработке новых лекарственных форм коэнзима-Q10. Эффективность и механизмы действия нового препарата убидекаренона в отношении ишемии миокарда и артериальной гипертензии до сих пор не была изучена.
Клинически и экспериментально установлено, что уровень убидекаренона в тканях резко снижен при сердечно-сосудистых заболеваниях (Molyneux S.L. et al. Coenzyme Q10: an independent predictor of mortality in chronic heart failure // J. Am. Coll. Cardiol. 2008. № 52. P.1435–1441; Медведев О.С. и др. Коэнзим-Q10 в кардиологической практике – теоретические основы и результаты клинических исследований // РМЖ. 2009. Т. 17. № 18. С.1177-1181). Это привело к развитию гипотезы о том, что именно дефицит Q10 вносит вклад в прогрессивный характер сердечных нарушений. Кроме того коэнзим-Q10 влияет на ключевые процессы в митохондриях, являющихся функционально значимыми органеллами в кардиомиоцитах. Были отмечены противоишемические, кардиопротективные и антигипертензивные свойства убидекаренона (Kumar A. et al. Role of coenzyme Q10 (CoQ10) in cardiac disease, hypertension and Meniere-like syndrome // Pharmacology & Therapeutics. 2009. № 124. P.259–268), однако ключевые механизмы этих фармакологических эффектов до конца не установлены.
До сих пор антигипертензивные свойства убидекаренона использовались редко, несмотря на то, что снижение системного артериального давления является одним из важнейших фармакологических эффектов, способствующих патогенетической терапии большинства заболеваний сердечно-сосудистой системы. Отчасти ограничение использования убидекаренона при артериальной гипертензии было обусловлено отсутствием четкой схемы доз, кратности и длительности применения препаратов убидекаренона.
Недостаточно данных о зависимости «доза-эффект» убидекаренона, что оставляет открытым вопрос эффективного дозирования и схемы применения препаратов убидекаренона при сердечно-сосудистых заболеваниях - как известно, точность дозирования и подбор оптимальной дозы является важнейшим критерием эффективности лекарственной терапии.
На сегодняшний день существует большое количество лекарственных средств на основе убидекаренона за рубежом и 2 лекарственных препарата, зарегистрированных в России. Однако вещество убидекаренон практически нерастворимо в воде, что ограничивает его биологическую доступность при пероральном приеме (Wajda R. Et al. Increase of bioavailability of coenzyme Q10 and vitamin E // J.Med.Food. 2007. V.10(4). P.731-734). Кроме того, он имеет относительно большую молекулярную массу (863,34), что затрудняет проникновение подобных веществ через клеточные мембраны (Матюшин А.А. и др. Оценка липофильности некоторых антиоксидантов нового поколения // Фармация. 2008. №5. С. 23-29). В связи с этим, разработка, исследование и внедрение в лечебную практику новых препаратов и новых лекарственных форм убидекаренона с повышенной биодоступностью является важным и необходимым условием для получения высокоэффективного антиоксидантного средства патогенетической терапии и профилактики сердечно-сосудистых заболеваний. Все вышеописанное определило цель и задачи настоящего исследования.
Цель и задачи исследования
Целью настоящего исследования явилось экспериментальное изучение противоишемического, кардиопротективного и антигипертензивного эффектов нового антиоксидантного препарата Валеокор-Q10.
Задачи исследования:
-
Изучить фармакологические эффекты и механизмы действия убидекаренона (Валеокор-Q10) при ишемии.
-
Исследовать кардиопротективные свойства убидекаренона (Валеокор-Q10). Установить механизмы реализации этих свойств.
-
Оценить влияние нового антиоксидантного препарата Валеокор-Q10 на артериальное давление у спонтанно-гипертензивных животных. Разработать схему подбора доз, длительности и кратности применения нового препарата Валеокор-Q10 при артериальной гипертензии.
-
Определить дозозависимость фармакологической активности убидекаренона (Валеокор-Q10) при ишемии и гипертензии.
-
Провести сравнительный анализ фармакодинамики и фармакокинетики зарегистрированных препаратов убидекаренона и Валеокор-Q10, обладающего повышенной биодоступностью (в новых лекарственных формах – жевательные таблетки и раствор для инъекций).
-
Подготовить и направить документы в Фармакологический комитет с целью получения разрешения на клинические испытания препарата Валеокор-Q 10 в качестве противоишемического средства.
Научная новизна исследования
В работе получены оригинальные данные об эффективности и механизмах действия нового препарата убидекаренона при ишемии и гипертензии в эксперименте. Выявлено кардиопротективное и кардиотоническое действие препарата Валеокор-Q10. Механизмы реализации этих эффектов связаны с ингибированием свободно-радикальных процессов, что подтверждено исследованиями in vitro. Установлено, что одним из ключевых механизмов противоишемического эффекта убидекаренона является ускорение неоваскуляризации и дифференцировки сосудов поврежденного миокарда.
Впервые выявлены дозозависимые эффекты нового препарата убидекаренона (Валеокор-Q10): в экспериментах in vivo наибольшая противоишемическая, кардиопротективная и антигипертензивная активность установлена при применении препарата Валеокор-Q10 в диапазоне доз 1,6 – 7,4 мг/кг, дальнейшее увеличение дозы не приводило к увеличению эффекта. Разработана схема подбора доз, длительности и кратности применения нового препарата Валеокор-Q10 при артериальной гипертензии. Установлено преимущество нового препарата убидекаренона Валеокор-Q10 в лечении ишемии и гипертензии, которое заключается в высокой биодоступности, более выраженном антигипертензивном и кардиотоническом эффекте по сравнению с некоторыми другими препаратами убидекаренона.
Полученные результаты важны для организации экспериментальных исследований с методологической точки зрения, с точки зрения определения спектра возможных механизмов действия противоишемических средств, а также для планирования и проведения клинических испытаний сердечно-сосудистых препаратов и применения их в медицинской практике.
Научно-практическая значимость
Теоретическое значение работы состоит в установлении новых механизмов действия коэнзима-Q10 (убидекаренона). Влияние убидекаренона на ишемизированный миокард реализуется за счет усиления процессов неоваскуляризации и дифференцировки сосудов, а также за счет его антиоксидантного действия. Практическое значение работы заключается в обосновании необходимости применения нового препарата убидекаренона при ишемии и гипертензии, установлении эффективных доз и длительности приема препарата. Получено экспериментальное подтверждение фармакологической эффективности нового препарата убидекаренона, обладающего повышенной биодоступностью за счет новой технологии производства и новых лекарственных форм. Доказанные эффекты нового препарата убидекаренона позволили рекомендовать Валеокор-Q10 для клинических испытаний с целью последующей регистрации в качестве противоишемического средства. Установлена зависимость «доза-эффект» нового препарата Валеокор-Q10. Выявлена закономерность эффективности препарата в наименьших исследуемых дозах, дальнейшее увеличение дозы не приводит к возрастанию эффекта, что позволит провести правильное дозирование при использовании препаратов убидекаренона в лечебной практике.
Методология и методы исследования
Методология исследования включала оценку эффективности нового препарата убидекаренона «in vivo», «ex vivo», «in vitro». Модели «in vivo» включали исследования фармакологического действия Валеокор-Q10 при экспериментальном инфаркте миокарда с помощью перевязки левой коронарной артерии, а также влияние препарата на артериальное давление у спонтанно-гипертензивных животных. Проводили оценку кардиопротективных и кардиотонических свойств «еx vivo» на модели ишемии-реперфузии изолированного сердца по методу Лангендорфа. «In vitro» исследовали механизмы действия и роль антиоксидантной активности убидекаренона при генерации перекисного, гидроксильного радикала, а также проводили оценку его восстанавливающих свойств. В работе использовались физиологические, биохимические и патоморфологические методы исследования.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Выявлен противоишемический эффект нового препарата убидекаренона, который связан с ускорением неоваскуляризации и дифференцировки сосудов поврежденного миокарда.
-
Установлено кардиопротективное и кардиотоническое действие препарата убидекаренона (Валеокор-Q10). Механизм кардиопротективного действия нового препарата убидекаренона реализуется за счет угнетения процессов цитолиза кардиомиоцитов и связан с ингибированием перекисного окисления липидов.
-
Выявлен антигипертензивный эффект убидекаренона в дозах от 1,6 до 7,4 мг/кг и противоишемический эффект в тех же дозах, что позволяет установить диапазон эффективных доз для лечения гипертонической болезни и ишемической болезни сердца.
-
Разработана схема подбора доз, длительности и кратности применения нового препарата Валеокор-Q10 при артериальной гипертензии. Установлено, что максимальный антигипертензивный эффект наблюдается через 1 ч после введения препарата, длительность антигипертензивного эффекта составляет 3 ч, что соответствует данным экспериментальной фармакокинетики препарата Валеокор-Q10. При курсовом применении препарата наблюдается стойкое снижение АД с переходом эффекта на следующие сутки и стабилизацией его на этом уровне к концу курса лечения.
-
Проведен сравнительный анализ фармакодинамики и фармакокинетики нового препарата убидекаренона. Валеокор-Q10, полученный согласно новой технологии производства, в новых лекарственных формах жевательных таблеток и раствора для инъекций обладает повышенной биодоступностью. Фармакологическая активность препарата коррелирует с его фармакокинетикой.
Степень достоверности и апробация материалов исследования
Степень достоверности определяется достаточным количеством экспериментальных данных, полученных с использованием 320 крыс, применением современных методов рандомизации, включением в исследование интактной, контрольной групп и групп сравнения, сроками наблюдения, достаточными для экстраполяции полученных данных в клинику, выбором адекватных методов физиологического, биохимического и патоморфологического исследования, использованием современных методов медицинской статистики.
Реализация результатов работы. Результаты работы легли в основу материалов, представленных в Министерство Здравоохранения с целью получения разрешения на клинические испытания препарата Валеокор-Q 10 в качестве противоишемического средства:
- ВАЛЕОКОР-Q10, таблетки жевательные 50 мг - Вх. № 409054 (МЗ РФ). Препарат зарегистрирован и внесен в Государственный Реестр под номером ЛП-000650 от 28.09.2011 г.
- ВАЛЕОКОР-Q10, раствор для внутривенного и внутримышечного введения, 10 мг/мл - Вх. № 420733 (МЗ РФ). Проведены клинические испытания I фазы. В настоящее время проводится экспертиза с целью выдачи разрешения на проведение клинических исследований II фазы.
Исследование выполнено в соответствии с планом научно-исследовательской работы Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И.Мечникова.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на конференции «Питание здорового и больного человека» (Санкт-Петербург, 2004), 7-ой Международной конференции «Биоантиоксидант» (Москва, 2006), 9-м международном съезде «Phytopharm» (Санкт-Петербург, 2005); 10-м международном съезде «Phytopharm» (Санкт-Петербург, 2006), научно-практической конференции «Актуальные проблемы медицины и биологии» (Санкт-Петербург, 2010), научно-практической конференции "Метаболический синдром: междисциплинарные проблемы" (Санкт-Петербург, 2010), 1-ой Всероссийской научно-практической конференция молодых ученых по профилактике и лечению сердечно-сосудистых заболеваний (г. Барнаул, Россия, 2012), на 4-м Съезде фармакологов России «Инновации в современной фармакологии» (г. Казань, 2012), 3-й Всероссийской Интернет - конференции: "Современные проблемы анатомии, гистологии и эмбриологии животных" (Казань, 2012), 1-ой Международной Интернет-конференции «Медицина в XXI веке» (Казань, 2012), 8-м международном съезде «Phytopharm» (Санкт-Петербург, 2012), 1-ой отчетной сессии научных подразделений СЗГМУ им. И.И. Мечникова «Фундаментальные исследования в современной медицине: достижения и перспективы» (Санкт-Петербург, 2013). По теме диссертации опубликованы 9 статей (7 в журналах, рекомендованных ВАК РФ) и 11 тезисов. Апробация диссертации прошла на заседании проблемной комиссии №2 «Внутренние болезни, другие терапевтические заболевания, восстановительная медицина» государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Северо-Западного государственного медицинского университета имени И.И.Мечникова» Министерства здравоохранения Российской Федерации.
Личное участие автора в выполнении исследования
Исследования были выполнены на базе кафедр фармакологии и биохимии СЗГМУ им. И.И. Мечникова. Автор лично осуществлял планирование экспериментов и их непосредственное выполнение, статистическую обработку полученных результатов, обсуждение, написание статей, тезисов и докладов, диссертации и автореферата.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, главы результатов собственных исследований, состоящей из 4 разделов, обсуждения результатов, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Работа изложена на 147 страницах машинописного текста, иллюстрирована 46 рисунками и 20 таблицами. Библиографический указатель содержит 211 наименований, в том числе 86 отечественных и 125 иностранных.
