Кардио-и эндотелиопротекторные эффекты производных 3-(2, 2, 2-триметилгидразиния) пропионата

Актуальность исследования. Поиск новых эффективных методов защиты миокарда от ишемического реперфузионного повреждения при сердечно-сосудистых заболеваниях остается актуальной задачей современной кардиофармакологии. В последнее время все большее внимание уделяется изучению кардиои эндотелиопротективных эффектов такого класса соединений как миокардиальные цитопротекторы. Одним из основных представителей данного класса является 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионат (Милдронат®-, СЯПЧБЕХ).

В то же время, последнее десятилетие в экспериментальной кардиофармакологии было ознаменовано активным поиском и изучением ч" г" V и механизмов эндогенной кардиоцитопротекции. В числе таких воздействии, существенно повышающих толерантность миокарда к ишемическому и реперфузионному повреждению, находится феномен ишемического прекондиционирования (ИП) миокарда. Состояние прекондиционирования возникает после создания нескольких кратковременных эпизодов ишемииреперфузии, предшествующих длительной ишемии. Зарегистрированы инфарктлимитирующий, антиаритмический и эндотелиопротективный эффекты прекондиционирования миокарда [45,181].

В последние годы рядом авторов описано и так называемое межорганное или дистанционное ишемическое прекондиционирование (ДИП) [56,120,135]. Оно заключается в том, что степень ишемического повреждения сердца значительно снижается, если повреждению предшествует ишемия/реперфузия отдаленных органов. Так, ишемия конечности вызывает ИП и уменьшает зону инфаркта миокарда [56,86].

Наряду с протекцией миокарда, важное клиническое значение имеет защита клеток эндотелия, так как ишемия и последующая реперфузия приводят к эндотелиальной дисфункции [88,163,172] и определяют степень повреждения миокарда [116]. В литературе описано, что ИП и ДИП способствуют уменьшению дисфункции эндотелиальных клеток коронарных артерий [89,92,144].

Изучение механизмов раннего и позднего ишемического прекондиционирования указывает на то, что ИП развивается через триггеры и медиаторы, которые могут быть имитированы фармакологическими агентами и таким путем стимулированы полезные эффекты ИП без эпизодов ишемии. Сокращение ишемического повреждения фармакологическими препаратами, имитирующими эндогенную контришемическую защиту, может оказаться важным для клинической практики.

Исследований, посвященных применению 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата при сердечно-сосудистых заболеваниях достаточно. Общеизвестно, что 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионат приводит к ограничению потока жирных кислот через мембраны митохондрий и защищает клетку от гибели в условиях кислородного голодания [99,117,123], однако, до сих пор не изучался вопрос о его возможности прекондиционировать миокард.

Анализируя стадию реализации защитных эффектов по типу прекондиционирования, многие исследователи обращают внимание на значительную роль АТФ-зависимых калиевых каналов (КАтФ-каналы) [83,129]. Реализацию их защитного потенциала связывают с гиперполяризацией мембраны вследствие их открытия, активацией системы оксида азота, антиапотатическими механизмами [77,83Д56]. Каналы этого типа располагаются на плазматической мембране нервных клеток, на внутренней мембране митохондрий, широко представлены в эндотелии.

В связи с вышесказанным, перспективно выглядит изучение возможности усиления кардиои эндотелиопротекторного эффекта 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата за счет введения в структуру его молекулы новых функциональных групп, остатков замещенной и незамещенной никотиновой кислоты, гиполипидемические и вазоактивные свойства которой общеизвестны.

Таким образом, сведения о противоишемическом, эндотелиои кардиопротекторном эффекте 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата и его производных (никотинат (СТК-733), 5-бромникотинат (СТК-734), 5-гидроксиникотинат (СТК-735), глицинат (СТК-61К) 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата калия) позволят раскрыть перспективу их использования в качестве высокоэффективных средств и улучшения существующих методов лечения сердечно-сосудистых заболеваний.

Цель исследования: оценить эффективность фармакологического прекондиционирования с помощью 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата и провести сравнительную характеристику противоишемической, эндотелио-и кардиопротекторной активности 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата с некоторыми его производными.

Задачи исследования:

1. В эксперименте изучить сравнительные количественные характеристики эффектов локального и дистантного ишемического прекондиционирования по значениям функциональных, биохимических и планиметрических оценок коронарооклюзионного инфаркта миокарда.

2. Исследовать противоишемические эффекты 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата при коронароокклюзионном инфаркте миокарда в эксперименте.

3. Изучить пути реализации эффектов 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата по механизму ишемического прекондиционирования при моделировании коронароокклюзионного инфаркта миокарда в эксперименте.

4. Исследовать противоишемическию эффективность производных 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата в сравнении с 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионатом при моделировании коронароокклюзионного инфаркта миокарда.

5. Изучить эндотелиои кардиопротективную активность 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата и его производных при моделировании дефицита оксида азота в эксперименте.

Научная новизна. В работе впервые показано, что положительный эффект противоишемического действия 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата, обусловлен действием на митохондриальные Кдтф каналы, эндотелиальную (еЖ)8) и индуцибельную (Т1Ч08) — N0 синтазы. Впервые показано, что механизм реализации кардиопротективного действия 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата обусловлен влиянием на нитроксидэргическую систему и КАТФ-каналы. Это позволяет рассматривать альтернативный механизм кардиопротективного действия 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата, связанный с реализацией механизмов фармакологического прекондиционирования.

Впервые в сравнительном аспекте исследовано противоишемическое, эндотелиои кардиопротекторное действие 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата и его производных на модели коронароокклюзионного инфаркта миокарда у кроликов и Ь-МАМЕ индуцированного дефицита N0 у крыс.

Практическая значимость. В работе экспериментально обоснована эффективность применения фармакологического прекондиционирования с помощью 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата для профилактики и коррекции ишемических нарушений в миокарде.

Показано, что производные 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата (СТК-733, СТК-734, СТК-735, СТК-61К) обладают выраженной противоишемической, кардиои эндотелиопротективной активностью, а также положительно влияют на динамику морфофункциональных показателей сердечно-сосудистой системы (диаметр кардиомиоцита, прирост давления при пробе на нагрузку сопротивлением, адренореактивность).

Полученные данные позволяют рекомендовать проведение доклинических исследований новых производных 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата, с целью возможности разработки высокоэффективных препаратов для лечения и профилактики сердечно — сосудистых заболеваний сопровождающихся эндотелиальной дисфункцией.

Внедрение результатов научных исследований. Результаты диссертационного исследования, используются в лекционных курсах кафедры фармакологии ГБОУ ВПО «Курский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России, кафедры фармакологии и фармацевтических дисциплин Института последипломного медицинского образования ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет».

Положения, выносимые на защиту.

1. 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионат уменьшает величину зоны некроза при моделировании коронароокклюзионного инфаркта миокарда. Блокада КАтФ-каналов глибенкломидом, неселективная блокада еТ-ЮБ с помощью Ь-ЫАМЕ, селективная блокада? N08 с помощью аминогуанидина полностью нивелируют корригирующий эффект 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата, сходный с механизмом ИП.

2. 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионат, оказывает эндотелиои кардиопротективное действие на модели Ь-ЫАМЕ-индуцированного дефицита N0, выражающееся в уменьшении КЭД, снижении адренореактивности, предотвращении исчерпания миокардиального резерва, нормализации биохимических маркеров, морфологических показателей, которые реализуются по механизму дистантного ишемического прекондиционирования с вовлечением КАтФ-каналов, еЖ)8 и? N08.

3. Производные 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата оказывают выраженное противоишемическое действие при моделировании коронароокклюзионного инфаркта миокарда у кроликов, эндотелио — и кардиопротективное действие на модели Ь-ЫАМЕ-индуцированного дефицита N0 у крыс по сравнению с 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионатом. Максимальный эффект достигается при использовании субстанции СТК 735, что выражается наиболее значимым снижением КЭД, улучшением показателей сократимости при проведении нагрузочных проб, уменьшением диаметра кардиомиоцитов.

Апробация работы. Материалы работы доложены на итоговых научных сессиях и международных конференциях молодых ученых с международным участием «Молодежная наука и современность» ГОУ ВПО «Курский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (Курск, 2010; 2011), XVII национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2010), V национальном конгрессе «Рациональная фармакотерапия и клиническая фармакология» (Санкт-Петербург, 2010), III Всероссийском научно-практическом семинаре для молодых ученые «Методологические аспекты экспериментальной и клинической фармакологии» (Волгоград, 2011).

Апробация диссертации проведена на межкафедральной научной конференции кафедр фармакологии и фармацевтических дисциплин Института последипломного медицинского образования ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», фармацевтической химии и фармакогнозии, биохимии и фармакологии, фармацевтической технологии и управления экономики здравоохранения, анатомии и гистологии человека, медико — биологических дисциплин ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ, 3 из них — в изданиях, рекомендуемых ВАК Минобрнауки РФ.

Личный вклад автора. Личный вклад автора состоит в проведении анализа отечественных и зарубежных источников по теме диссертационного исследования, непосредственном участии в получении исходных данных, постановке эксперимента, личном участии в апробации результатов исследования, статистической обработке и обсуждении экспериментальных данных, подготовке основных научных публикаций по теме выполненной работы.

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 182 источника, из.

1. Нагрузка объёмом (внутривенное одномоментное введение 0,9% раствора NaCl, из расчёта 0,4 мл на 100 г).

2. Проба на адренореактивность (внутривенное одномоментноевведение раствора адреналина гидрохлорида Г10″ 5моль/л, из расчёта 0,1 мл на 100 г).

3. Нагрузка сопротивлением (пережатие восходящей аорты на 30 сек .4. 3 минутную гипоксию 38. .