Введение к работе
Актуальность исследования. 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, сахарного диабета, метаболического синдрома, хронической почечной недостаточности и их осложнений (Кузьминова Н.В., 2008; Коваленко В.Н., Гулая Н.М., Семикопная Т.В., 2002; Невзорова В.А., 2008; Ющук Е.Н., Васюк Ю.А., Хадзегова А.Б. и др., 2005).
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 (Шишкин А.Н., Лындина М.Л., 2008; Шишкин А.Н., 2008; Небиеридзе Д.В., 2005; Higashi Y., Noma К., Yoshlzumi М. et al., 2009; Vanhoutte P.M., 2009).
Эндотелиальная дисфункция - достаточно многогранный процесс, основными проявлениями которого являются снижение синтеза вазодилатирующих субстанций, увеличение продукции и/или повышение чувствительности эндотелиальных клеток артериального русла к действию вазоконстрикторных субстанций, а также развитие резистентности к эндотелийзависимым вазодилататорам, в первую очередь к оксиду азота (Титов В.Н., 2008; Хлебодаров Ф.Е., Михин В.П., Забелина И.В., 2009; Небиеридзе Д.В., Шилова Е.В., Толпыгина С.Н., 2004).
В настоящее время опубликованы работы, свидетельствующие об эффективности цитопротекторов при лечении артериальной гипертонии. Интерес к такого рода исследованиям и перспективность применения цитопротекторов у таких больных обусловлены многочисленностью органов-мишеней при артериальной гипертонии (миокард, эндотелий сосудистого русла), ведущую роль в поражении которых играет нарушение энергетического внутриклеточного обмена и активация свободнорадикальных процессов, приводящие к развитию эндотелиальной дисфункции, ремоделированию левого желудочка с формированием систоло-диастолической дисфункции сердца и развитию сердечной недостаточности (Михин В.П., Дюмина Н.В., Колтунова Т.Ю. и др., 2008; Приходько В.Ю., 2009; Хлебодаров Ф.Е., Михин В.П., Горлова А.В., 2009). Учитывая, что цитопротекторы способны позитивно воздействовать на развитие указанных ключевых патологических механизмов, применение цитопротекторов при сердечно-сосудистых заболеваниях действительно представляется актуальным.
В этой связи для коррекции дисфункции сосудистого эндотелия и торможения процессов свободнорадикального окисления цитопротекторы метаболического действия могут служить препаратами выбора, так как, наряду с активацией митохондриального аэробного окисления глюкозы, они способны уменьшать негативное воздействие оксидативного стресса на эндотелий сосудистой стенки и индуцировать образование оксида азота (Михин В.П., Хлебодаров Ф.Е., 2010; SjaksteN. etal., 2004; BeJardinelli R. etaf., 2007).
Таким образом, результаты оценки эффективности использования цитопротекторов метаболического действия для фармакологической коррекции эндотелиальной дисфункции при моделировании дефицита N0 позволят раскрыть перспективу целенаправленного и патогенетически осмысленного изучения возможности их применения в качестве эндотелиотропных аддитивов к существующим методам лечения сердечно-сосудистых заболеваний.
Цель исследования: провести комплексное сравнительное изучение эндотелио- и кардиопротективного действия мельдония и триметазидина при L-NAME-индуцированном дефиците оксида азота в эксперименте.
Задачи исследования.
1. Провести количественную оценку развития эндотелиальной
дисфункции при L-NAME-индуцированной модели дефицита оксида азота в
эксперименте с использованием функциональных проб, биохимических
маркеров и результатов морфологических исследований.
-
Изучить эндотелио- и кардиопротективную активность мельдония при моделировании дефицита оксида азота в эксперименте с использованием функциональных проб, биохимических маркеров и результатов морфологических исследований.
-
Изучить эндотелио- и кардиопротективную активность триметазидина при моделировании дефицита оксида азота в эксперименте с использованием функциональных проб, биохимических маркеров и результатов морфологических исследований.
-
Изучить эндотелио- и кардиопротективную активность комбинированного применения мельдония с донатором оксида азота L-аргинином при моделировании дефицита оксида азота в эксперименте с использованием функциональных проб, биохимических маркеров и результатов морфологических исследований.
-
Изучить эндотелио- и кардиопротективную активность комбинированного применения триметазидина с донатором оксида азота L-аргинином при моделировании дефицита оксида азота в эксперименте с использованием функциональных проб, биохимических маркеров и результатов морфологических исследований.
6. Провести интегральный векторный анализ для комплексной оценки
функциональных характеристик сосудистой реактивности
нитроксидергической системы, показателей сократимости и морфометрии
миокарда с последующим расчетом вероятностного процента
эндотелиопротекции на модели L-NAME-индуцированного дефицита N0.
Научная новизна. В работе решена актуальная задача фармакологии по доклинической оценке эндотелиотропной активности цитопротекторов метаболического действия с использованием коэффициента эндотелиальной дисфункции (КЭД), проведения функциональных проб, определения биохимических маркеров и результатов морфологических исследований.
В качестве потенциального эндотелиопротектора экспериментально обосновано использование цитопротектора метаболического действия мельдония, который в дозе 80 мг/кг способствует преобладанию эндотелийзависимого расслабления сосудов, снижению КЭД до значения
1,3±0,1 усл. ед. по сравнению с группой животных, не получавших лечения, где данный показатель был на уровне 4,9±0,6 усл. ед, а также полному предупреждению снижения концентрации конечных стабильных метаболитов оксида азота (NOx). Морфологические исследования обнаружили предотвращение развития мембранозной гломерулопатии, гипертрофии кардиомиоцитов и их некроз, а также деструктивных изменений эндотелия сосудов и признаков гипертрофии их стенок в почках и миокарде.
В ходе проведенного исследования на модели L-NAME-индуцированного дефицита NO выявлена эндотелиопротективпая активность цитопротектора метаболического действия - триметазидина, который в дозе б мг/кг снижал коэффициент эндотелиалыюй дисфункции до значений 4,2±0,6 усл. ед., но при этом не увеличивал NO-продуцирующую функцию эндотелия. Морфологические исследования выявили благоприятное влияние на капилляры клубочков почек, а также отсутствие некротических изменений в миокарде.
Впервые установлено выраженное эндотелиопротективное действие комбинированного применения мельдония 80 мг/кг и триметазидина б мг/кг с природным донатором оксида азота - L-аргинином 200 мг/кг. Комбинация мельдония и L-аргишша приводила к уменьшению КЭД до уровня интактных животных, не менее важным результатом явилось снижение данного показателя при использовании комбинации триметазидина с L-аргинином по сравнению с монотерапией триметазидином. Биохимические исследования выявили предотвращение снижения концентрации NOx в обеих группах комбинаций цитопротекторов с L-аргинином. Подтверждением функционально-биохимических показателей, отражающих развитие L-NAME-индуцированной эндотелиальной дисфункции, явились результаты морфологического анализа: предотвращение развития мембранозной гломерулопатии, гипертрофии кардиомиоцитов и их некроза, а также деструктивных изменений эндотелия сосудов и признаков гипертрофии их стенок в почках и миокарде.
Практическая значимость. В работе обоснована эффективность фармакологической коррекции эндотелиальной дисфункции цитопротекторами метаболического действия при L-NAME-индуцированном дефиците оксида азота в эксперименте. Показано, что их использование позволяет нормализовать изменение соотношения сосудистых реакций на ацетилхолин (эндотелийзависимая вазодилатация) и нитропруссид (эндотелийнезависимая вазодилатация), что выражалось 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 NOx).
Полученные данные позволяют рекомендовать целенаправленные доклинические и клинические испытания исследуемых препаратов и их комбинаций с L-аргинином в качестве эндотелиотропных аддитивов при лечении патологических состояний, связанных с развитием эндотелиальной дисфункции.
Внедрение результатов научных исследований. Материалы диссертационного исследования, касающиеся эндотелиопротективной активности препарата мельдоний производства ОАО «Фармстандарт-Лексредства» (ЛСР-000797/09), включены в состав документов, поданных на регистрацию в МЗ РФ.
Материалы диссертационного исследования, касающиеся
эндотелиопротективной активности биологически активной добавки L-аргинин (свидетельство о государственной регистрации № 77.99.23.3.У.2795.3.05 от 18.03.05), включены в состав документов, поданных на регистрацию в ГУ НИИ питания РАМН. Результаты работы используются в работе кардиологического отделения МУЗ «Городская больница скорой медицинской помощи»; кардиологического отделения МУЗ «Городская больница № 1» г. Курска и в лекционных курсах кафедр фармакологии, клинической фармакологии ГОУ ВПО КГМУ Минздравсоцразвития России, кафедры фармакологии, клинической фармакологии и фармации ГОУ ВПО ОГУ, кафедры фармакологии и фармацевтических дисциплин ИПМО ГОУ ВПО БелГУ.
Положения, выносимые на защиту.
1. Мельдоний проявляет более выраженное эндотелиопротективное и
кардиопротективное действие по сравнению с триметазидином на модели
L-NAME-индуцированного дефицита N0.
2. Комбинированное применение мельдония с L-аргинином и
триметазидина с L-аргинином оказывает сопоставимое эндотелиопротективное
и кардиопротективное действие на модели L-NAME-индуцированного
дефицита N0.
3. Интегральный анализ совокупности гемодинамических,
биохимических и морфологических показателей представляет эффективность
фармакологического действия мельдония и триметазидина, а также их
комбинаций с L-аргинином на фоне моделирования L-NAME-индуцированного
дефицита NO в следующей последовательности: мельдоний + L-аргинин >
мельдоний > L-аргинин > триметазидин + L-аргинин > триметазидин.
Связь с планом НИР. Диссертация выполнена в соответствии с планом НИР ГОУ ВПО КГМУ Минздравсоцразвития России. Номер государственной регистрации темы - 01200961097.
Апробация работы. Материалы работы доложены на итоговых научных сессиях и конференциях молодых ученых КГМУ в 2007, 2008, 2009, 2010 гг., 75-й Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Молодежная наука и современность», Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Высокотехнологичные методы диагностики и лечения заболеваний сердца, крови и эндокринных органов», XVII Национальном конгрессе «Человек и лекарство», V Национальном конгрессе терапевтов.
Апробация диссертации проведена на межкафедральной научной конференции кафедр фармакологии; клинической фармакологии; внутренних болезней № 2; инфекционных болезней и эпидемиологии; биоорганической химии, фармакогнозии и ботаники; анатомии человека; общей химии; фармацевтической, токсикологической и аналитической химии; управления и экономики фармации; фармации ФПО; травматологии, ортопедии и военно-полевой хирургии; мобилизационной подготовки здравоохранения и медицины катастроф; НИИ экологической медицины КГМУ (Курск, 2010).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ, 5 из них - в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.
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 235 источников, из них 97 отечественных и 138 зарубежных авторов. Диссертация изложена на 197 страницах машинописи, содержит таблиц - 22, рисунков - 93, формул - 5.
