СРАВНИТЕЛЬНОЕ ВЛИЯНИЕ БЛОКАТОРОВ F-РЕЦЕПТОРОВ И АКТИВАТОРОВ АТФ-ЗАВИСИМЫХ КАЛИЕВЫХ КАНАЛОВ К УСТОЙЧИВОСТИ ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ К ГИПОКСИИ
СРАВНИТЕЛЬНОЕ ВЛИЯНИЕ БЛОКАТОРОВ F-РЕЦЕПТОРОВ И АКТИВАТОРОВ АТФ-ЗАВИСИМЫХ КАЛИЕВЫХ КАНАЛОВ К УСТОЙЧИВОСТИ ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ К ГИПОКСИИ
Аннотация
Статистика последних лет показывает неуклонный и не снижающийся уровень внезапной смерти, связанной с сердечно-сосудистой патологией, ежегодно унося в крупнейших странах мира десятки и сотни тысяч человеческих жизней. Настоящее экспериментальное исследование посвящено изучению препаратов – ивабрадина (кораксана) – антиаритмического препарата, блокатора f-рецепторов и никорандила (кординика) – также антиаритмического препарата, активатора АТФ-зависимых калиевых каналов в преломлении к изучению влияния на устойчивость лабораторных животных (мышей и крыс) и адаптации к условиям гипоксии. Известно, что в современном мире актуальность гипоксических состояний тесно связана с широким пластом сердечно-сосудистой патологии, в частности таких ее граней как стенокардии, ишемии, кардиомиопатии. Интерес представляло дополнительное изучение известных вышеперечисленных препаратов, применяющихся в области сердечно-сосудистой патологии в качестве антиаритмических средств, используемых при аритмиях на выживаемость животных в условиях моделирования некоторых видов гипоксии. Известно, что аритмические состояния довольно сложно поддаются купированию и терапии, а совместно с гипоксическими проявлениями представляют собой угрозу для жизнедеятельности человека.
1. Введение
Учитывая широкое распространение патологии сердечно-сосудистой системы. Является актуальной задачей поиск и разработка лекарственных средств, оказывающих влияние на сердечно-сосудистую систему с целью профилактики и купирования сердечно-сосудистых катастроф. На протяжении многих десятков лет человек пытается изучить проблему возникновения, протекания и лечения патологических состояний, связанных с гипоксией. Практически первооткрывателем изучения данного направления можно считать П. Берта, который в 1878 году доказал причину возникновения горной болезни , . Именно с этого времени началось глубокое и всестороннее изучение гипоксии как физиологического фактора, влияющего на органы и системы организма в целом. В настоящее время продолжается борьба с гипоксическими состояниями различного генеза и до сих пор остается актуальной и злободневной темой для изучения. Исследуемые препараты – никорандил – обладает уникальным механизмом действия. Влияет на частоту сердечных сокращений за счет блокирования f-рецепторов, локализованных преимущественно в пейсмекерных клетках синусного узла. Известно, что f-каналы смешанного типа, обеспечивают вход тока ионов натрия, и в меньшей степени выход тока ионов калия. Блокирование f-рецепторов под влиянием ивабрадина приводит к замедлению развития фазы медленной диастолической деполяризации потенциала действия, что увеличивает время до появления нового потенциала действия, а в итоге снижает частоту сокращений сердца. В целом у препарата обнаружены антиангинальный и антиишемический эффекты, что при применении препарата улучшает качество и прогноз больных со стенокардией. Никорандил – в химическом отношении содержит фрагмент формулы никотиновой кислоты (витамина РР), и следовательно, оказывает комбинированное действие. Препарат является донатором оксида азота. Активируя гуанилатциклазу, повышая концентрацию цГМФ, и таким образом снижает концентрацию ионов кальция в гладкомышечных клетках сосудов. Одновременно с этим, никорандил способен открывать АТФ-зависимые калиевые каналы и тем самым увеличивает выход калия из клетки, в результате чего возникает гиперполяризация гладкомышечных клеток в артериях и нарушается вход в клетку ионов кальция. Совокупность этих процессов приводит к снижению тонуса сосудистой стенки и угнетается активность протеаз, что выражается в кардиопротекции по типу ишемического адаптирования миокарда с повышением устойчивости сердца к более тяжелым приступам , .
Триметазидин (препарат сравнения) – препарат цитопротекторного действия, способствующий восстановлению сократимости миокарда за счёт оптимизации использования кислорода, снижения интенсивности перекисного окисления липидов и апоптоза , , повышения антиоксидантной защиты, а также нормализации тока кальция и устранения внутриклеточного ацидоза.
2. Методы и принципы исследования
Целью данного исследования является выявление и изучение действия антиаритмических препаратов ивабрадина и никорандила в сравнении с препаратами антигипоксантами (триметазидин и мексикор) в условиях модели острой экзогенной гипоксии различного биологического происхождения.
Материалы и методы. В экспериментах по виду моделирования видов гипоксии использовали крыс линии Wistar, самцов массой 200-220 г и мышей 20-25 г обоего пола. Животные выращены в стандартных условиях вивария Пятигорского медико-фармацевтического института. Пищу и воду животные получали ad libitum. Перед введением из исследуемых веществ готовились истинные растворы, где в качестве растворителя использовалась вода очищенная.
Препараты вводились 30-45 минут до создания модели гипоксических состояний. В качестве препаратов сравнения использовали антигипоксанты-антиоксиданты триметазидин (10 мг/кг) и мексикор (50 мг/кг).
Перерасчет доз с человека (средний вес 70 кг) на животных – белых крыс – использовали коэффициент 6,9 в сторону увеличения . Экспериментальные исследования проведены на наркотизированных белых крысах. Животные содержались на стандартном режиме вивария: температура окружающего воздуха 22,2°С, 12-часовой синхронизированный световой режим. В каждой серии и виде моделирования гипоксического состояния все животные были разделены на три группы:
1. Контрольная группа №1: физиологический раствор (0,9%-ный раствор натрия хлорида), в эквивалентном объеме, n=10;
2. Контрольная группа №2: триметазидин (10 мг/кг), мексикор (50 мг/кг); n=10;
3. Опытная группа: ивабрадин (30 мг/кг) и никорандил (50 мг/кг), n=10;
Циркуляторная гипоксия – наиболее распространённая модель ишемии головного мозга у лабораторных животных. Для проведения эксперимента использовали белых крыс. Циркуляторную гипоксию воспроизводили путём окклюзии двух передних общих сонных артерий , . Операции проводились в асептических условиях, с использованием наркоза (эфир для наркоза). За оперированными животными наблюдали в течение 3 суток (72 часа), с регистрацией числа выживших животных в опытной и контрольной серии. Модель гипобарической гипоксии создавали в приточно-вытяжной барокамере, с поглотителем воздуха из нее. Создавали экспериментальную модель с «подъёмом на высоту» 11 км (200 мм.рт.ст.) со скоростью 40-50 м/сек . При модели гипобарической гипоксии проводили регистрацию продолжительности жизни подопытных животных в процентах к контрольным группам. Моделирование гемической гипоксии осуществляли путем однократного подкожного введения метгемоглобинобразователя – нитрита натрия в дозе 200 мг/кг . Раствор нитрита натрия готовился на воде очищенной. В ходе эксперимента регистрировали длительность жизни животных с момента введения раствора нитрита натрия. Для определения статистической значимости различий в группах применялся непараметрический U-критерий Манна-Уитни, где р – уровень статистической значимости различий сравниваемых показателей.
3. Основные результаты
Результаты, полученные при профилактическом введении исследуемых препаратов (ивабрадин и никорандил), свидетельствовали о незначительных изменениях в выживаемости крыс с моделью циркуляторной гипоксии (p>0,05). Данные эксперимента по сравнительному изучению профилактического введения растворов триметазидина, мексикора, ивабрадина и никорандила при циркуляторной гипоксии представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Влияние препаратов триметазидин, мексикор, ивабрадин и никорандил на выживаемость крыс при циркуляторной гипоксии мозга (однократное профилактическое введение)
Исследуемые вещества | Дозы | Кол-во животных | Кол-во выживших животных | |||||
Через 24 часа | Через 48 часов | Через 72 часа | ||||||
Абс. | % | Абс | % | Абс. | % | |||
0,9% раствор натрия хлорида | 10 | 4 |
| 3 | - | 1 | - | |
Триметазидин | 10 мг/кг | 10 | 8 | 50 | 8 | 80* | 7 | 70* |
Ивабрадин | 30 мг/кг | 10 | 8 | 50 | 7 | 60 | 6 | 60* |
Никорандил | 50 мг/кг | 10 | 6 | 34 | 5 | 50 | 5 | 50 |
Мексикор | 50 мг/кг | 10 | 8 | 80 | 7 | 80* | 8 | 80* |
Примечание: * – р<0,05 статистически значимое различие относительно значений группы контроля.
Введение изучаемых препаратов (таблица 1) показало статистически значимые отличия выживаемости животных относительно данных контрольной группы. Введение ивабрадина в дозе 30 мг/кг показало достоверную выживаемость животных (60%), относительно исходных в эксперименте. Никорандил (50 мг/кг) вызвал выживаемость у 50% животных в серии. Препараты сравнения триметазидин и мексикор вызывали более значимые достоверные показатели выживаемости у крыс – 70 и 80% соответственно.
Таблица 2 - Результаты сравнительного влияния препаратов триметазидин, мексикор, ивабрадин и никорандил на продолжительность жизни мышей после гипоксической гипоксии мозга (однократное профилактическое введение)
Группы животных | Продолжительность жизни, мин. (М±m) | Изменения, % |
0,9% раствор натрия хлорида | 19,5±1,5 | - |
Триметазидин (10мг/кг) | 29,9±2,1* | 54,3* |
Ивабрадин (30 мг/кг) | 22,6±1,8 | 37,1* |
Никорандил (50 мг/кг) | 24,3±1,5 | 27,2 |
Мексикор (50 мг/кг) | 27,9±1,4 | 48,4* |
Примечание: * – р<0,05 статистически значимое различие относительно значений группы контроля.
Таблица 3 - Результаты сравнительного влияния препаратов триметазидин, мексикор, ивабрадин и никорандил на продолжительность жизни мышей после моделирования острой гипобарической гипоксии мозга (однократное профилактическое введение)
Группы животных | Продолжительность жизни, мин. (М±m) | Изменения, % |
0,9% раствор натрия хлорида | 4,5±1,5 | - |
Триметазидин (10мг/кг) | 6,7±2,8* | +48,8* |
Ивабрадин (30 мг/кг) | 5,6±1,9 | +24,4 |
Никорандил (50 мг/кг) | 4,9±1,2 | +8,8 |
Мексикор (50 мг/кг) | 7,3±1,6 | +62,2* |
Примечание: * – р<0,05 статистически значимое изменение относительно значений группы контроля.
Из таблицы 3 видно, что в контрольной группе животных выживаемость составила в среднем 4,5 мин. Влияние ивабрадина и никорандила не оказало достоверного изменения увеличения продолжительности жизни при модели острой гипобарической гипоксии. Достоверные данные по увеличению продолжительности животных оказали триметазидин (+48,8%) и мексикор (+62,2) соответственно.
4. Заключение
Проведенные исследования показали неоднозначные данные полученные при различных видах моделирования гипоксических состояний. При циркуляторной и гипоксической гипоксии исследуемые препараты ивабрадин и никорандил в исследуемых дозах, вызывали увеличение продолжительности жизни в сравнении с контрольной серией, однако полученные данные достоверны при введении ивабрадина (30 мг/кг). При модели острой гипобарической гипоксии препараты-лидеры триметазидин и мексикор.