Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по медицине  

На правах рукописи

ФИЛАТОВА Наталья Михайловна

ИССЛЕДОВАНИЕ КАРДИОПРОТЕКТОРНОЙ

АКТИВНОСТИ N-ЗАМЕЩЕННОГО ПРОИЗВОДНОГО

L-ГЛУТАМИНОВОЙ КИСЛОТЫ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

14.03.06 - фармакология, клиническая фармакология

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

кандидата медицинских наук

Саранск 2012

Работа выполнена в Медицинском институте ФГБОУ ВПО Мордовский

государственный университет имени Н.П. Огарева

Научный руководитель: доктор медицинских наук

  Д.С. Блинов

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук

  профессор А.В. Зорькина

  ФГБОУ ВПО МГУ им. Н.П. Огарёва

  доктор медицинских наук

  профессор В.Б. Кузин

  ГБОУ ВПО НижГМА

Ведущая организация - Всероссийский научный центр по безопасности биологически активных веществ

Защита состоится л22 ноября 2012 года в л16.00 часов на заседании Д 212.117.08 при ФГБОУ ВПО Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева (430032, г. Саранск, ул. Ульянова, 26а).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарева (430005, г. Саранск, ул. Большевистская, 68).

Автореферат размещен на официальном сайте ФГБОУ ВПО МГУ им. Н.П. Огарева www.mrsu.ru и сайте ВАК Минобрнауки России

Автореферат разослан  л_________________20___ г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат медицинских наук, доцент  А.Г. Голубев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Ишемическая болезнь сердца (ИБС) является ведущей причиной инвалидности и смертности трудоспособного населения во всем мире. В России распространенность сердечно-сосудистых заболеваний и ИБС растет, а по смертности от них страна находится на одном из первых мест в мире, что обусловливает необходимость использования врачами современных и эффективных методов ее лечения и профилактики (Фрид М., Грайнс С., 1996; Маколкин В.И., 2000; Кратнов А.Е., 2003; Аронов Д.М., Лупанов В.П., 2005; Kannel W.B., Belangeer A.J., 1991; Pitt B. et al., 1995).

В последние 10-15 лет проблема патогенеза заболеваний сердца, а также ряда других органов обогатилась раскрытием механизма повреждения клеточных структур. Кроме того, в настоящее время не вызывает сомнения тот факт, что электрофизиологические механизмы кардиальной альтерации являются лишь следствием разнообразных нарушений метаболизма в кардиомиоцитах (Колб В.Г., Камышников В.С., 1976; Поротиков В.И. и соавт., 1984; Бобров В.А. с соавт., 1995; Бершова Т.В. и соавт., 2000; Cheraskin E., 1996; Bagchi D., Sen C.K., et al., 2003). Это является патогенетическим обоснованием для использования в клинике различных природных или синтетических ингибиторов свободнорадикальных реакций, интермедиатов цикла Кребса, других естественных метаболитов в качестве препаратов патогенетической терапии (Ревенко М.В. и соавт., 1991; Ланкин В.В. и соавт., 1993).

Использование антиоксидантной и энергоакцепторной терапии в настоящее время рассматривается как перспективный подход в лечении больных ИБС. Особенно обнадеживающим это направление стало выглядеть в связи с результатами многоцентрового рандомизированного исследования по оценке эффективности триметазидина у больных с острым инфарктом миокарда (EMIP-FR, 2000). По данным отечественной литературы, для дальнейшей разработки этого важного направления кардиофармакологии перспективны неантихолинэстеразные фосфорсодержащие соединения (Семина И.Г., Семина И.И. с соавт., 2001; Семина И.И. с соавт., 2001; Семина И.И., Шиловская Е.В. с соавт., 2002; Курмышева Т.В., 2005; Кулькова Н.П., 2006), препараты биотехнологического цитохрома (Сернов Л.Н., 1991; Сернов Л.Н. и соавт., 1997; Балыкова Л.А. и соавт., 1999; Костычева Т.В., 1999), интермедиаты цикла Кребса (Сернов Л.Н. и соавт., 1989; Балашов В.П., 1994), производные 3-оксипиридина, наиболее изученным из которых и широко применяемым в клинике является мексидол (Светликова И.В., 1994; Сернов Л.Н. и соавт., 1995; Артюков О.П., 1997; Гуранова Н.Н., 1998; Смирнов Л.Д., 1998, 2005; Балыкова Л.А. и соавт., 2001, 2002, 2003; Верещагина В.В., 2002; Колесникова С.Г., 2002; Михин В.П. и соавт., 2003; Бойцов С.А. и соавт., 2004; Сернов Л.Н. и соавт., 2004; Котляров А.А., 2005; Блинова Е.В., 2006; Балашов В.П. и соавт., 2007), естественные метаболиты - препараты производных глутаминовой кислоты (деанола ацеглумат) (Аведисова А.С., 2005; Кустикова И.Н., 2009; Ивянская Е.В., 2010) и др. При этом механизмы фармакологических эффектов глутаматных производных основаны на их способности успешно вмешиваться и в патогенетически первичные звенья возникновения повреждения органов и, в частности, головного мозга, костного мозга, органов желудочно-кишечного тракта. В связи с этим, исследование возможностей препарата в коррекции повреждений миокарда, протекающих на фоне дисметаболических нарушений, вызванных сахарным диабетом, представляется довольно актуальным.

       ЦЕЛЬ РАБОТЫ: целью настоящей работы явилось экспериментальное исследование некоторых фармакологических эффектов N-ацетил-L-глутаминовой кислоты по профилактике ишемического повреждения сердца при курсовом введении.

       ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. В соответствии с поставленной целью при выполнении данной работы предполагалось решение следующих задач:

1. Исследование антиишемической активности N-ацетил-L-глутаминовой кислоты в условиях профилактического курсового введения крысам.

2. Исследование влияния профилактического курсового введения N-ацетил-L-глутаминовой кислоты на системную гемодинамику, сократительную активность левого желудочка сердца крыс с острой коронарной недостаточностью.

3. Исследование противоаритмического действия N-ацетил-L-глутаминовой кислоты в условиях острого ишемического аритмогенеза у животных при профилактическом введении.

4. Изучение влияния N-ацетил-L-глутаминовой кислоты при профилактическом введении внутрь на электрофизиологические характеристики ишемизированного сердца.

5. Изучение влияния профилактического курсового введения N-ацетил-L-глутаминовой кислоты на некоторые первичные патогенетические звенья ишемического повреждения миокарда.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.  В работе изучено влияние профилактического курсового введения субстанции N-ацетил-L-глутаминовой кислоты на функциональную активность сердечно-сосудистой системы в условиях острой ишемической альтерации миокарда животных. Установлена антиишемическая активность N-ацетил-L-глутаминовой кислоты, проявляющаяся в ограничении размеров зоны некроза при экспериментальном инфаркте миокарда у крыс. Показано, что на модели катехоламинового повреждения сердца N-ацетил-L-глутаминовая кислота при курсовом профилактическом введении увеличивает время наступления гибели животных с достоверным снижением экспериментальной летальности.

Показана гемодинамическая безопасность жидкой лекарственной формы N-ацетил-L-глутаминовой кислоты при введении внутрь в профилактическом режиме животным с острой ишемией миокарда. При курсовом пероральном введении в дозе 125,0 мг/кг в сутки в течение 14 дней N-ацетил-L-глутаминовая кислота не усугубляет ишемически опосредованную депрессию инотропной функции сердца крыс.

Установлена антиаритмическая активность N-ацетил-L-глутаминовой кислоты на модели транзиторных коронарогенных сердечных аритмий ишемического и реперфузионного происхождения. При профилактическом курсовом введении в дозе 125,0 мг/кг N-ацетил-L-глутаминовая кислота препятствовала воспроизведению ишемической электроимпульсной фибрилляции желудочков у крыс.

При проведении электрофизиологических исследований на кошках с окклюзией коронарной артерии показано, что при профилактическом курсовом введении N-ацетил-L-глутаминовая кислота препятствует повышению возбудимости миокарда желудочков и снижению рефрактерности предсердий и желудочков и автоматии синусового узла. Установлено, что N-ацетил-L-глутаминовая кислота способна модифицировать первичные патологические звенья ишемической альтерации миокарда - процессы липопероксидации в сердце крыс, не влияя на концентрацию катехоламинов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. Полученные данные дополняют знания о фармакологии L-глутаминовой кислоты и ее производных, являются материалом для обобщения представлений о зависимости между структурой и активностью представителей этого класса химических веществ. Результаты работы являются основанием для продолжения доклинических и планирования клинических исследований препаратов, содержащих в качестве действующих веществ производные глутаминовой кислоты и расширения показаний для их назначения в клинике внутренних болезней. 

ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Результаты диссертационного исследования внедрены в научно-исследовательскую работу и учебный процесс кафедр фармакологии с курсом клинической фармакологии, цитологии, гистологии и эмбриологии с курсом медицинской биологии ФГБОУ ВПО Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева.

Настоящая работа выполнялась в соответствии с научной темой Медицинского института ФГБОУ ВПО Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева Оптимизация фармакотерапии соматической и психической патологии.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. В условиях ишемического повреждения сердца животных N-ацетил-L-глутаминовая кислота обладает кардиопротекторным действием при профилактическом курсовом введении, проявляющимся в развитии антиишемической и противоаритмической активности.

2. N-ацетил-L-глутаминовая кислота при профилактическом введении не усугубляет ишемически опосредованной стагнации системной и центральной гемодинамики у крыс с острой ишемией миокарда.

3. В основе фармакодинамики N-ацетил-L-глутаминовой кислоты лежат антиоксидантные и антиадренергические свойства.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты исследований, представленные в диссертации, докладывались на XVI Российском национальном конгрессе Человек и лекарство (Москва, 2009), IX Международной научной конференции Здоровье семьи - XXI век (Дели, Индия, 2009), VIII Международном славянском конгрессе по электрофизиологии и электрокардиостимуляции Кардиостим (Санкт-Петербург, 2010), ежегодных Огаревских чтениях (научной конференции Мордовского госуниверситета, Саранск, 2009-2011), I Региональной научно-практической конференции Научный потенциал молодежи - будущему Мордовии (Саранск, 2009), конференциях молодых ученых Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарева (Саранск, 2009-2012).

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликованы 8 работ, в том числе 3 - в центральных рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

ОБЪЁМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, пяти глав, в которых изложены результаты собственных исследований, обсуждения результатов, выводов и практических рекомендаций. Работа изложена на 156 станицах машинописного текста, иллюстрирована шестнадцатью рисунками и двадцатью одной таблицами. Библиографический список содержит названия 233 работ отечественных и иностранных (64) авторов.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Эксперименты выполнены на белых лабораторных мышах (n=56), лабораторных крысах (n=171) и беспородных кошках обоего пола (n=18). Все манипуляции, сопровождающиеся болью, в обязательном порядке проводили под наркозом. В качестве наркотизирующего средства использовался тиопентал-натрий в дозе 50 мг/кг внутрибрюшинно.

В работе исследовано новое отечественное лекарственное вещество - N-замещенное производное аминокислоты - N-ацетил-L-глутаминовая кислота (коммерческое название - Деанола ацеглумат), представляющее собой белый мелкокристаллический порошок без запаха, легко растворимый в воде. N-ацетил-L-глутаминовая кислота была синтезирована во Всероссийском научном центре по безопасности биологически активных веществ (Старая Купавна, Россия) под руководством руководителя отдела химии и технологии лекарственных средств Центра, лауреата Государственной премии РФ, д.х.н., профессора С.Я. Скачиловой. В работе использовали субстанцию N-ацетил-L-глутаминовой кислоты, в которую на каждые 680 мг N-ацетил-L-глутаминовой кислоты был добавлен 2-(диметиламино)-этанол 320 мг для придания химической стойкости порошку.

Активность изучаемого лекарственного средства сравнивали в зависимости от используемой экспериментальной модели и поставленных задач с активностью следующих лекарственных препаратов:

1) На всех этапах работы проводили сравнение препаратом энергообеспечивающего типа рибоксином. В работе использовали РИБОКСИН (лICN-Полифарм, Россия) - 9-b-D-рибофуранозилгипоксантин - выпускается в виде официнального 2% раствора в ампулах по 10 мл.

2) При исследовании антиишемической активности деанола ацеглумата ее сравнивали с активностью неселективного -адреноблокатора пропранолола (Обзидан - официнальный 0,1% раствор в ампулах по 5 мл Isis Pharma, Германия).

3) При изучении антиаритмической активности в качестве препарата сравнения использовали лидокаина гидрохлорид (официнальный 2% раствор в ампулах по 2 мл ICN-полифарм, Россия).

Рис. 1. Структурная формула N-ацетил-L-глутаминовой кислоты, связанной ионной связью со стабилизатором 2-(диметиламино)-этанолом

В работе при выборе доз исследуемых лекарственных средств принимали во внимание результаты ранее проведенных исследований по доклинической и клинической оценке эффективности препаратов и руководствовались принципами биологического переноса доз по Freireiсh et al. (1966) и Улановой И.П. и соавт. (1968). Так, водный раствор N-ацетил-L-глутаминовой кислоты для приема внутрь готовили ex tempore и вводили животным внутрь ежедневно в течение 14 дней в один прием в дозе: крысам - в дозе 125 мг/кг, мышам - в дозе 250 мг/кг, кошкам - 75 мг/кг. Животным контрольной группы вводили 0,9% раствор натрия хлорида в объеме 1-1,5 мл. Воспроизведение повреждения сердца производили на 15-е сутки эксперимента.

Противоишемическую активность N-ацетил-L-глутаминовой кислоты изучали с помощью: 1) дифференциального индикаторного метода определения размеров зон ишемии и некроза у крыс с экспериментальным инфарктом миокарда (Сернов Л.Н., Гацура В.В., 1989); 2) метода воспроизведения катехоламиновых микронекрозов миокарда у мышей по E.N. Moore, J.F. Spear (1984).

Влияние испытуемого лекарственного средства на параметры центральной и системной гемодинамики исследовали методом магнитной флуометрии с помощью отечественного расходомера крови (РКЭ-2). Сократительную активность левого желудочка при курсовом введении N-ацетил-L-глутаминовой кислоты и препарата сравнения определяли по величине показателя dP/dtmax. Уровень внутрижелудочкового и артериального давления регистрировали при помощи датчиков давления Bentley (Великобритания) на самописце фирмы Ugo Bazil (США-Италия).

Электрофизиологические исследования у кошек с острой ишемией миокарда выполняли по методике А.А. Котлярова (2000) в режимах парной и учащающей стимуляции. Оценивали автоматию синусного узла, проводимость по предсердиям, атриовентрикулярному узлу и желудочкам, эффективный рефрактерный период предсердий, атриовентрикулярного узла и желудочков, порог возбуждения предсердий и желудочков. Для изучения противоаритмической активности N-ацетил-L-глутаминовой кислоты и препаратов сравнения были использованы модели ранних окклюзионных и реперфузионных аритмий у крыс (Сторожук В.Г., 1985; Manning et al., 1986); электроимпульсной фибрилляции желудочков/желудочковой тахикардии у крыс (Каверина Н.В. и соавт., 2000. Влияние N-ацетил-L-глутаминовой кислоты на содержание катехоламинов в миокарде оценивали флуориметрически по методу по У. Эшлера и ф. Лимайко в модификации Э.Ш. Матлиной и В.В. Меньшикова (1967). Определение влияния N-ацетил-L-глутаминовой кислоты на интенсивность перекисного окисления липидов и антиоксидантную систему миокарда крыс с экспериментальным инфарктом проводили методом индуцированной хемилюминесценции (Владимиров Ю.А. и соавт., 1992).

Результаты проведенных исследований обрабатывали методами вариационной статистики (Беленький М.Л., 1963; Сернов Л.Н., Гацура В.В., 2000). Для каждого вариационного ряда вычисляли среднюю арифметическую и стандартную ошибку. Достоверность различий оценивали с помощью параметрического критерия t Стьюдента и непараметрического критерия л2.

Результаты исследований и их обсуждение

Основной задачей первого раздела работы стало изучение антиишемической активности N-ацетил-L-глутаминовой кислоты согласно имеющимся методическим рекомендациям (Чичканов Г.Г., Цорин И.Б., 2000). С помощью дифференциального индикаторного метода у крыс на 15-е сутки после курсового введения исследуемых лекарственных средств были измерены размеры зон некроза и ишемии. Были проведены 4 серий опытов на белых нелинейных крысах (табл. 1).

Таблица 1

Влияние N-ацетил-L-глутаминовой кислоты (N-АГК) и препаратов сравнения на размеры зон ишемии и некроза у через 4 часа после окклюзии коронарной артерии

Препарат	Доза мг/кг	n	Зона некроза к общей массе миокарда в %	Зона ишемии к общей массе миокарда, %	Зона ишемии к зоне некроза в %
Контроль	-	17	34,02,6	22,02,0	64,74,3
Рибоксин	15,0	6	35,01,8	23,02,7	65,72,5
Пропранолола	1,0	6	26,01,7*	21,03,6	80,83,5*
N-АГК	125,0	6	27,32,4*	22,03,7	81,54,1*

Примечание: * - различия при сравнении с контролем достоверны при р<0,05; а - пропранолол вводили однократно.

Контрольной группе животных вводили физиологический раствор хлористого натрия в объеме 0,5 мл внутрь ежедневно в течение 14 дней. N-ацетил-L-глутаминовую кислоту вводили в дозе 125,0 мг/кг, препарат сравнения рибоксин - в дозе, составляющей 15 мг/кг. Выбор второго препарата сравнения - пропранолола (1,0 мг/кг) - был обусловлен тем, что этот неселективный 1,2-адреноблокатор без внутренней симпатомиметичекой активности является эталонным и широко изученным препаратом с антиишемической активностью.

N-ацетил-L-глутаминовая кислота, как и препарат сравнения пропранолол, ограничивает альтеративные процессы в миокарде крыс за счет преимущественно уменьшения размера зоны некроза и отношений размеров зоны ишемии к зоне некроза. Это, по-видимому, связано со способностью входящей в состав препарата N-ацетил-глутаминовой кислоты, во-первых, возбуждать NMDA-рецепторы (глутаматные) в миокарде и ограничивать его симпатическую активацию (Кукес Г.Н. и соавт., 2003). Во-вторых, ацетил-КоА, образующийся при диссоциации молекулы действующего вещества, напрямую вмешивается в метаболические процессы кардиомиоциотов и оптимизирует функциональную активность мембрано-ассоциированных ферментных систем. На основании проведенных нами исследований установлено, что N-ацетил-L-глутаминовая кислота не изменяет размеров зоны повреждения, но статистически достоверно ограничивает размеры зоны гибели в сердце при экспериментальном инфаркте миокарда у крыс. Таким образом, в силу этого, уменьшение по сравнению с контрольной группой соотношения зон ишемии и некроза становится вполне обоснованным и может свидетельствовать о способности N-ацетил-L-глутаминовой кислоты к секвестрации зоны электрической нестабильности миокарда, являющейся источником эктопических ритмов при остром коронарном синдроме.

Представления о существенной роли в развитии острой ишемии миокарда не только первичных стрессовых адренергических реакций, но и так называемого вторичного катехоламинового эффекта за счет высвобождения медиаторов из ишемизированного миокарда, свидетельствуют об актуальности фармакологической коррекции кардиотоксического действия катехоламинов. В связи с этим еще одним методическим подходом, позволяющим оценить кардиопротекторную активность N-ацетил-L-глутаминовой кислоты с одной стороны и косвенно судить об антиадренергическом действии соединения - с другой, является острая интоксикация мышей адреналина гидрохлоридом, проводимая одновременно с интратрахеальной сенсибилизацией миокарда фторотаном (табл.2).

Таблица 2

Эффективность N-ацетил-L-глутаминовой кислоты (N-АГК) и препаратов сравнения при адреналиновой интоксикации мышей

№ п/п	Условия опыта, доза (мг/кг)	n	С желудочковой аритмией	С AV блокадой	Погибло мышей	Время гибели
1	Контроль	14	14	14	14	152
2	Пропранолол 1,0а	14	4*	5*	12	204
3	Рибоксин, 30,0	14	12	11	11	243*
4	N-АГК, 250,0	14	11	11	9*	345*

Примечание: а - пропранолол вводили однократно за 10 мин до введения адреналина гидрохлорида; * - отличия от группы контроля достоверны при р<0,05.

В контрольной серии опытов внутривенное введение адреналина гидрохлорида в дозе 100 мкг/кг животным на 15-е сутки курсового введения внутрь физиологического раствора сопровождалось развитием желудочковой аритмии и блокады проведения у всех животных, что приводило тотальной гибели мышей на 15-20 минутах опыта вследствие асистолии. Поскольку метод катехоламиновых микронекрозов является достаточно жесткой экспериментальной моделью, то при выборе исследуемых доз N-ацетил-L-глутаминовой кислоты и препарата сравнения рибоксина мы остановились на дозе 250 и 30 мг/кг/сут в течение 14 дней внутрь соответственно.

Пропранолол в дозе 1,0 мг/кг достоверно снижал частоту развития нарушений ритма и проводимости, однако не предотвращал летальность животных, причиной которой, как правило, также была асистолия. Мы наблюдали лишь тенденцию к увеличению продолжительности жизни мышей, взятых в опыт.

Терапевтический эффект рибоксина в исследуемой дозе проявлялся в статистически достоверном увеличении времени гибели животных и тенденции к снижению экспериментальной летальности, в то же самое время эктопическая активность в миокарде мышей и нарушения проведения импульса по проводящей системе сердца сохранялась на высоком уровне, близком к контрольным значениям. Спектр фармакологических эффектов N-ацетил-L-глутаминовой кислоты, вводимой внутрь мышам в течение 14 суток в дозе 250,0 мг/кг, на данной модели  повторял спектр рибоксина: противоаритмического действия не регистрировали, не имело место предотвращение развития блокад проведения, в то время как соединение увеличивало время наступления гибели животных с достоверным снижением числа погибших мышей.

Кардиопротекция, обнаруженная у N-ацетил-L-глутаминовой кислоты в условиях формирования гиперкатехоламинемии, может быть связана как с фармакологическими возможностями глутаминовой кислоты, так и с включением ацетата, высвобождаемого при диссоциации молекулы вещества, в заключительный этап метаболизма ишемизированных кардиомиоцитов. Защитное действие ацетата связано с его ключевой ролью в биохимической адаптации животных к гипоксии (Глотов Н.А., Шмелева Л.Т., 1973).

Важнейшая роль в оценке безопасности применения кардиотропных лекарственных средств в клинической практике у больных с ИБС принадлежит исследованию влияния этих препаратов на состояние центральной и системной гемодинамики, сократительную активность левого желудочка, при ишемической альтерации миокарда. Нами проведено исследование гемодинамической безопасности N-ацетил-L-глутаминовой кислоты при курсовом профилактическом введении в дозе 125 мг/кг/сут (рис. 2).

Курсовое пероральное введение водного раствора лекарственной формы вещества крысам приводило к тому, что после регистрации исходных значений в течение первых 5 минут опыта изменения регистрируемых гемодинамических параметров не отличались от контрольной группы. Начиная с 10 минуты эксперимента уровень артериального давления  превышал соответствующие значения в контрольной серии экспериментов на 5-15%. Учитывая же то обстоятельство, что в контроле АД прогредиентно снижалось, в конце эксперимента разница в среднединамическом АД в группах контроль-опыт составляла в среднем 27% (р<0,05).

Рис. 2 Динамика основных гемодинамических параметров на фоне введения N-ацетил-L-глутаминовой кислоты (N-АГК)

Показатели ОПСС, РЛЖ, СИ, хронотропная функция сердца (ЧСС) не изменялись по сравнению с контролем на протяжении всего часового наблюдения. При введении соединения фиксировали усиление насосной функции левого желудочка на 20-30 минутах. Пропорционально росту ударного объема на 20-60 минутах увеличивался минутный объем крови (МОК).

Помимо системных гемодинамических показателей, мы изучили влияние N-ацетил-L-глутаминовой кислоты в дозе 125 мг/кг/сут на динамику сократительной функции левого желудочка сердца и уровня артериального давления после перевязки нисходящей ветви левой коронарной артерии у крыс (рис. 3).

Перевязка коронарной артерии приводит к негативным изменениям кардиогемодинамики у подопытных животных. Наблюдается прогрессивное уменьшение сократительной функции сердца, которое на 25 и 70 мин наблюдения достигает в среднем 71% от исходного уровня, а также отмечается снижение системного (среднединамического) артериального давления (до 679%) (рис. 4).

dP/dtmax

Примечание: * - различия с контролем достоверны при р<0,05

Рис. 3 Динамика dP/dt левого желудочка сердца крыс в условиях острой ишемии миокарда

Следует подчеркнуть, что гипотензивный эффект у крыс с экспериментальной ишемией развивался более динамично и достигал большей величины по сравнению с аналогичным эффектом в контрольной серии опытов у интактных животных.

Рис. 4 Динамика среднединамического артериального давления в условиях острой ишемии миокарда у крыс

Пероральное курсовое введение препарата сравнения рибоксина животным на протяжении 14 суток не отражается на уровне артериального давления, со стороны хронотропной функции сердца регистрировали достоверное по сравнению с контролем снижение частоты ритма на 40 минуте наблюдения. Кроме того, обращает на себя внимание то обстоятельство, что под действием препарата на 50 минуте наблюдения снижается систолическая функция сердца. 

Введение N-ацетил-L-глутаминовой кислоты не усугубляло явлений ишемической кардиогемодепрессии: не наблюдалось эскалации отрицательных ино- и хронотропного эффектов, АД не изменялась при сравнении с контрольной группой. Обращает на себя внимание то обстоятельство, что N-ацетил-L-глутаминовая кислота в отличие от своего препарата сравнения не угнетает насосную функцию левого желудочка на протяжении эксперимента.

На следующем этапе нашей работы изучена противоаритмическая активность N-ацетил-L-глутаминовой кислоты на фоне ишемической альтерации миокарда крыс на 15-е сутки после курсового профилактического введения соединения. Для достижения поставленной задачи, во-первых, изучили профилактическую активность препарата по предотвращению развития транзиторных - окклюзионных и реперфузионных нарушений ритма сердца в остром опыте на крысах; во-вторых, исследовали фармакологическую активность N-ацетил-L-глутаминовой кислоты в условиях электрической стимуляции ишемизированного сердца, провоцирующей генерацию желудочковой тахикардии / фибрилляции желудочков.

N-ацетил-L-глутаминовая кислота в дозе 125,0 мг/кг в стуки при введении внутрь в течение 14 дней предупреждала развитие ранних окклюзионных аритмий у 50% животных, включенных в опыт, при этом ишемической фибрилляции желудочков мы не наблюдали (табл. 3).

Таблица 3

Противоаритмические свойства исследуемых соединений и препаратов

сравнения на модели острых окклюзионных и реперфузионных аритмий у крыс

Вещество	Доза, мг/кг	Количество животных			Количество животных			СИТА
		n	с окклюзионной		n	с реперфузионной
			аритмией	ФЖ		аритмией	ФЖ
Контроль	-	31	31 (100%)	9 (29%)	23	23 (100%)	15 (65%)	4
идокаина	10,0	7	1 (12%)*	0 (0%)	6	2 (33%)*	1 (17%)*	0,65
Рибоксин	15,0	6	3 (50)*	0 (0%)	6	4 (67%)*	3 (50%)	1,77
N-АГК	125,0	6	2 (33%)*	0 (0%)	6	4 (67%)*	3 (50%)	1,09

Примечания: ФЖ - фибрилляция желудочков; * - отличия от соответствующего контрольного значения достоверны при p<0,05; а - лидокаин вводили внутривенно однократно.

После восстановления кровотока по коронарной артерии желудочковая аритмия развивалась лишь у половины животных. На 24 секунде фибрилляция желудочков возникла у 3 крыс. Она не носила фатального характера, и через 38 с самостоятельно трансформировалась в синусовый ритм. Таким образом, при сравнении с результатами контрольной серии можно утверждать, что в условиях транзиторного аритмогенеза соединение обладает достоверным антиаритмическим действием при курсовом пероральном введении.

В настоящее время одним из критериев эффективности кардиопротекторов является наличие у препаратов способности снижать риск развития внезапной аритмической смерти. В основе механизма возникновения этого грозного осложнения многих ишемических кардиопатий лежит электрическая нестабильность миокарда, проявляющаяся в возникновении очага пароксизмальной эктопической автоматии. Экспериментальным эквивалентом рассматриваемой клинической ситуации в определенной степени может служить метод электрической индукции желудочковых тахиаритмий и фибрилляции желудочков путем стимуляции ишемизированного сердца крыс возрастающими по силе и частоте импульсами (табл. 4).

N-ацетил-L-глутаминовая кислота изучена на данной модели при курсовом пероральном введении в дозе 125,0 мг/кг/сут в течение 14 сут. Через 10-20 минут после перевода животных на управляемое дыхание электроимпульсная ЖТ / ФЖ воспроизводилась во всех случаях (р<0,05 при сравнении лидокаином). На 30-40 минутах опыта у 1 крысы в серии (12%) вызвать электроимпульсную аритмию не удалось. У 5 животных фибрилляция желудочков носила кратковременный характер, синусовый ритм восстанавливался самостоятельно, дефибрилляции не требовалось. На завершающем этапе эксперимента, по истечении 50-60 минут, достигнутый эффект сохранялся.

Таблица 4

Воспроизводимость ЖТ/ФЖ на модели индуцированных электроимпульсами аритмий у крыс при введении N-ацетил-L-глутаминовой кислоты (N-АГК)

и препаратов сравнения

Время наблюдения, мин	Контроль n=6 (%)	Исследуемое соединение (n=6)
		идокаин (%)	Рибоксин (%)	N-АГК (%)
Сразу после введения	Ц	0 (0)	Ц	Ц
10-20	5 (87)	1 (16)*	5 (88)а	6 (100)а
30-40	6 (100)	1 (16)*	6 (100)а	5 (88) а
50-60	6 (100)	2 (33)*	6 (100) а	5 (88) а

Примечание: * - различия при сравнении с контролем достоверны при р<0,05, а - различия при сравнении с лидокаином достоверны при р<0,05

Полученные нами результаты свидетельствуют о том, что на данной модели высокоэффективны классические антиаритмики - блокаторы ионных каналов, действующие немедленно после внутривенного введения. В этом мы убедились, выбрав в качестве препарата сравнения лидокаин. В то же время, мы установлили, что вещество с мембранотропной цитопротекторной активностью при профилактическом введении обнаруживает лишь тенденцию к развитию эффекта в рамках данной экспериментальной патологии.

Изучение электрофизиологических параметров миокарда кошек in vivo методом программируемой стимуляции миокарда проводили с целью первичной фармакологической оценки влияния курсового введения N-ацетил-L-глутаминовой кислоты на функции проводимости, возбудимости, автоматии, рефрактерности различных отделов сердца в условиях остро развивающегося ишемического процесса (табл. 5). Режим введения препарата соответствовал ранее описанному, суточная доза для кошек составила 75 мг/кг.

На основании полученных результатов, закономерно сделать следующие обобщения. Во-первых, изучение электрофизиологии сердца животных, показало, что острая ишемия миокарда сопровождается повышением автоматизма синусового узла, увеличением скорости проведения по атриовентрикулярному узлу и желудочкам, уменьшением рефрактерности сердца и повышением возбудимости миокарда левого желудочка. Во-вторых, электрофизиологические эффекты N-ацетил-L-глутаминовой кислоты в условиях ишемического нарушения батмо-, дромо-, хронотропной функции сердца, а также повышения автоматизма, можно охарактеризовать как оптимизирующие - введение соединения не усугубляет аритмогенную перестройку электрических процессов в сердце, а, напротив, ее нивелирует.

Таблица 5

Характеристика влияния N-ацетил-L-глутаминовой кислоты на электрофизиологические параметры сердца кошек в условиях острой ишемии

Препарат	Авто-матия СА узла	Проводимость по			Эффективный рефрактерный период			Порог возбуждения левых:
		пред- сер- диям	АВ узлу	желу- доч- кам	пред- сер- дия	АВ уз- а	желу- доч- ка	пред- сер- дия	желу- доч- ка
ОКА	_	0	0	+	_	_	_	0	_
N-АГК	+	0	_	_	+	+	+	0	+

Примечание: 0 - отсутствие эффекта; + - повышение, увеличение параметра на протяжении наблюдения выше значений в контроле с ишемией; - - снижение показателя.

Поскольку на предыдущих этапах нашего исследования мы показали, что при ишемии миокарда у животных N-ацетил-L-глутаминовая кислота обладает антиишемической активностью, активностью в условиях катехоламинового и транзиторного ишемического аритмогенеза, обоснованно и целесообразно изучение влияния исследуемого соединения на некоторые первичные звенья ишемической альтерации миокарда, а именно, на адренергический контроль и систему свободнорадикальной липопероксидации миокарда при остром коронарном синдроме в эксперименте, в аспекте исследования механизма фармакологического действия.

Известно, что уменьшение степени ишемической альтерации миокарда может обеспечиваться различными физиологическими и биохимическими механизмами, но одним из наиболее действенных из них является ограничение симпатоадреналовых воздействий. Учитывая данное обстоятельство, мы изучили влияние курсового введения N-ацетил-L-глутаминовой кислоты на содержание катехоламинов в миокарде левого желудочка крыс с экспериментальным инфарктом миокарда.

Исследование показало, что у крыс с экспериментальным инфарктом миокарда, в зоне повреждения левого желудочка концентрация адреналина достоверно увеличивается с 2,81±0,31 нмоль/г до 7,36±0,31 нмоль/г. В то время как содержание норадреналина в зоне повреждения, напротив, имело тенденцию к снижению - с 2,24±0,27 нмоль/г до 1,17±0,14 нмоль/г. Близкая картина содержания катехоламинов в ишемизированном миокарде описана и другими авторами (Ольбинская Л.И., Литвицкий П.Ф., 1986; Верещагина В.С. и др., 2002).

Как свидетельствуют полученные данные, N-ацетил-L-глутаминовая кислота при профилактическом курсовом введении снижает концентрацию адреналина и не оказывает статистически достоверного влияния на концентрацию норадреналина в миокарде сердца крыс с экспериментальным инфарктом. 

Утверждение концепции о биологической значимости ПОЛ в формировании ишемической альтерации миокарда является одним из фундаментальных достижений современной молекулярной кардиофармакологии (Кудрин А.Н. и соавт., 1978; Ланкин В.З. и соавт., 1979, 1981, 1982, 2000, 2001, 2004; Биленко М.В., 1989; Гацура В.В., 1996; Сернов Л.Н. и соавт., 1997; Галенко-Ярошевский П.А., Гацура В.В., 2000; Maza S., Frishman W., 1987; Gatsura V., Gukasov V., 1988). Активация ПОЛ при ишемической альтерации миокарда является одним из механизмов возникновения и поддержания электрической нестабильности в сердце, эскалации повреждения клеточных миокардиальных структур.

Таблица 6

Влияние N-ацетил-L-глутаминовой кислоты (N-АГК, 125 мг/кг) и рибоксина (15 мг/кг) на свободнорадикальные процессы и антиоксидантную систему в различных отделах сердца крыс при экспериментальном инфаркте миокарда

Объект исследо- вания	ПОЛ, имп/с			АОА, имп/с
	контроль	рибоксин	N-АГК	контроль	рибоксин	N-АГК
предсердие	4,981,36	4,450,99	4,391,79	4,781,99	5,882,26	5,379,58
желудочек, удаленная зона	10,51,69	9,31,49	9,901,02	3,20,34	5,52,35	6,273,54
желудочек, зона ишемии	42,94,88	33,92,12	26,21,26	13,62,92	13,53,32	22,52,02*

Примечание: выделением жирности отмечены значения, различия которых при сравнении с контролем достоверны при р<0,05; * - различия достоверны при сравнении с рибоксином при р<0,05.

Данные проведенного нами анализа свободно-радикальной активности методом индуцированной хемилюминесценции представлены в таблице 6. Через 60 минут острой ишемии мы регистрировали значительное усиление процессов ПОЛ. У животных контрольной группы в миокарде левого желудочка в зоне удаленной от ишемии интенсивность ПОЛ составила 10,51,69 имп/с. В очаге ишемии отмечали достоверное увеличение интенсивности световспышки до 42,94,88 имп/с, что в три раза выше, чем в неповрежденной зоне.

Таким образом, нами установлено, что в участках миокарда, удаленных от ишемии, по сравнению с миокардом интактных животных, активность свободнорадикальной липопероксидации также возрастает. Обращает на себя внимание усиление антиокислительной активности (АОА) в зоне ишемии, о чем свидетельствует увеличение этого показателя в поврежденной зоне в 3,2 раза. Рост антиокислительной активности миокарда в ранние сроки ишемии, по-видимому, является компенсаторным и обусловлен ростом активности ферментного и неферментного звена антиоксидантной системы (Гацура В.В., Смирнов Л.Д., 1992; Евстигнеева Р.П., 1998).

При анализе антиоксидантных свойств N-ацетил-L-глутаминовой кислоты в условиях регионарной ишемии обращает на себя внимание ее способность сдерживать свободнорадикальные процессы в зоне повреждения при профилактическом введении. В участках миокарда с ограничением кровоснабжения интенсивность ПОЛ под влиянием курсового введения вещества статистически достоверно снизилась. При этом следует подчеркнуть, что при сравнении с эффектом рибоксина по ограничению процессов ПОЛ у N-ацетил-L-глутаминовой кислоты отмечено достоверное преимущество. АОА в зоне повреждения на фоне N-ацетил-L-глутаминовой кислоты активируется почти в 2 раза, что также достоверно отличается от соответствующего значения рибоксина.

Таким образом, на основании полученных результатов, можно утверждать, что курсовая экспериментальная фармакотерапия ишемического повреждения миокарда, проводимая у животных N-ацетил-L-глутаминовой кислотой сопровождается развитием кардиопротекторного действия соединения.

ВЫВОДЫ

1. N-ацетил-L-глутаминовая кислота при курсовом пероральном введении в дозе 125 мг/кг/сут проявляет антиишемическую активность у крыс с острым ишемическим повреждением сердца: через 4 часа после развития острого инфаркта миокарда соединение ограничивает размеры зоны некроза и увеличивает отношение зоны ишемии к зоне некроза.
2. При катехоламиновой интоксикации мышей 14-дневное профилактическое введение водного раствора N-ацетил-L-глутаминовой кислоты внутрь в дозе 250 мг/кг/сут сопровождается снижением летальности и увеличением продолжительность жизни животных.
3. N-ацетил-L-глутаминовая кислота при курсовом профилактическом введении предотвращает ишемически опосредованное угнетение сократительной активности миокарда крыс с острым инфарктом миокарда и негативные колебания артериального давления на протяжении 60 минут после окклюзии коронарной артерии.
4. N-ацетил-L-глутаминовая кислота при курсовом профилактическом введении внутрь статистически достоверно снижает риск развития ранних окклюзионных аритмий и реперфузионных аритмий у крыс.

5. Электрофизиологические эффекты N-ацетил-L-глутаминовой кислоты в условиях ишемического нарушения батмо-, дромо-, хронотропной функции сердца, а также повышения автоматизма синусного узла проявляются в снижении проводимости по атриовентрикулярному узлу и желудочкам, увеличении рефрактерности миокарда и снижении возбудимости желудочков.

6. Профилактическое введение внутрь N-ацетил-L-глутаминовой кислоты ограничивает активацию процессов перекисного окисления липидов в очаге ишемического повреждения сердца у крыс и снижает концентрацию адреналина, что можно рассматривать как механизмы реализации фармакологического действия соединения.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Полученные результаты обосновывают необходимость проведения углубленного доклинического исследования N-ацетил-L-глутаминовой кислоты, а также планирования клинического исследования эффективности содержащего ее лекарственного препарата (деанола ацеглумат) у больных с ишемической болезнью сердца с целью разработки режимов дозирования, показаний и противопоказаний для назначения препарата.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Филатова Н.М. Антиишемическая эффективность N-замещенного производного глутамата при курсовом пероральном введении / Н.М. Филатова, Д.С. Блинов, В.П. Балашов, Е.В. Блинова, С.Н. Якушкин // Материалы XXXVIII научной конференции Огаревские чтения Мордов. ун-та. Вып. 5. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2009. - С. 28-30.

2. Якушкин С.Н. Влияние антиоксидантов на антиаритмическую активность некоторых производных местных анестетиков / С.Н. Якушкин, Д.С. Блинов, Е.В. Блинова, Н.М. Филатова // Материалы международной IX научно-практич. конференции Здоровье и образование в XXI веке. - Дели, 2009. - С. 230-231.

3. Блинов Д.С. Противоаритмическое действие некоторых соединений медиаторного типа действия / Д.С. Блинов, С.Н. Якушкин, Н.М. Филатова, В.П. Балашов, С.А.М. Аль-Абси, Е.В. Блинова, А.А. Мартынов // Мат. Конгресса Кардиостим-2010. - С. 460-461.

4. Филатова Н.М. Противоаритмическое действие производных глутаминовой кислоты при экспериментальной ишемии миокарда / Д.С. Блинов, С.Н. Якушкин, Е.В. Блинова, Н.Д. Волкова // Материалы XXXIX научной конференции Огаревские чтения Мордов. ун-та. Вып. 4. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2010. - С. 56-57.

5. Блинова Е.В. Исследование антиишемической активности препаратов антиоксидантного типа действия при сахарном диабете в эксперименте / Е.В. Блинова, Р.К. Байчурин, Н.М. Филатова, В.М. Бакайкин, Э.Ш. Ярмина, А.Е. Теричев // Мат. науч. конф. XL Огаревские чтения Мед. ин-та Мордов. гос. ун-та. Вып. 15. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та. - 2011. - С.23-26.

6. Филатова Н.М. Изучение антиаритмического действия производного глутаминовой кислоты деанола ацеглумата на фоне сахарного диабета в эксперименте / Н.М. Филатова, Е.Д. Гогина, Е.В. Блинова, Д.С. Блинов // Вестник аритмологии. Ц 2012. - №68. Ц С. 50-54.

7. Гогина Е.Д. Фармакологическое действие деанола ацеглумата при ишемическом повреждении миокарда / Е.Д. Гогина, Д.С. Блинов, Н.М. Филатова, Е.В. Блинова // Вестник новых медицинских технологий. Ц 2012. - №1. Ц Т. XIX. Ц С. 73-75.

8. Блинов Д.С. Исследование кардиопротекторного действия деанола ацеглумата в условиях экспериментального нарушения мозгового кровообращения / Д.С. Блинов, Е.В. Блинова, Л.В. Пивкина, Н.М. Филатова, Е.Д. Гогина // Вестник новых медицинских технологий. Ц 2012. - №2. Ц Т. XIX. Ц С. 32-34.

   Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по медицине