Введение
Ишемическая болезнь сердца занимает первое место по частоте осложнений и количеству смертельных исходов во всех развитых странах мира [2]. Наиболее часто непосредственной причиной внезапной сердечной смерти таких больных являются жизнеугрожающие аритмии, возникающие вследствие электрической нестабильности миокарда [7].
Своевременное назначение и выбор антиаритмической терапии являются важной составляющей частью успешного лечения и определяют прогноз жизни таких больных. По-прежнему обсуждаются вопросы соотношения эффективности и безопасности используемых антиаритмических средств в лечении нарушений ритма у больных с ишемической болезнью сердца. Во многих исследованиях отмечается положительное влияние терапии β-адреноблокаторами на развитие и течение аритмий у больных [9]. Кардиопротекторные свойства препаратов этой группы позволяют отнести их к препаратам выбора. Однако существенными ограничениями для их использования являются провоцируемые ими побочные эффекты: бронхоспазм, ухудшение проводимости, снижение сократимости, а также недостаточная широта их терапевтического действия. Поэтому перспективным направлением в решении этого вопроса является создание новых четвертичных производных известных антиаритмиков путем модификации молекулы структурного предшественника.
В опубликованных ранее работах была продемонстрирована противоишемическая активность четвертичных производных β-адреноблокаторов атенолола с лабораторными шифрами ЛХТ-К539 и ЛХТ-2-05 в эксперименте. Необходимой задачей доклинического изучения потенциальных антиаритмических средств является исследование спектра антиаритмического действия на моделях, основанных на различных механизмах аритмогенеза.
Цель исследования - изучить противоаритмические свойства N-аллильных производных β-адреноблокатора атенолола (ЛХТ-К539 и ЛХТ-2-05).
Материалы и методы исследования. Противоаритмическая активность четвертичных производных атенолола (ЛХТ-К539 и ЛХТ-2-05), различающихся между собой анионной частью молекулы, в сравнении со своим структурным предшественником, была исследована в эквитоксичных дозах (1 % от LD50), установленных для мышей при внутрибрюшинном введении, на моделях желудочковых аритмий в поздней стадии инфаркта миокарда у собак, аконитиновой и хлоридкальциевой аритмий у мышей.
Смешанные - предсердно-желудочковые - аритмии воспроизводили у нелинейных мышей весом 18-20 г. введением аконитина (аконитина нитрат, субстанция, «Sigma», Германия), в хвостовую вену в дозе 50 мкг/кг через 5 минут после внутривенной инъекции изучаемых соединений в растворе объемом не более 0,1 мл [5]. Критерием эффективности на данной модели являлись частота возникновения эктопических нарушений ритма и развитие нарушений проводимости, а также летальность животных. Хлоридкальциевую аритмию вызывали внутривенным введением хлорида кальция в дозе 250 мг/кг у белых лабораторных мышей весом 18-20 гг. [3]. В качестве показателя активности соединений использовали частоту возникновения фибрилляции желудочков, латентный период и летальность подопытных животных. Желудочковые нарушения сердечного ритма у собак, возникающие в позднюю стадию экспериментального инфаркта миокарда, воспроизводили по методу Harris S., 1950 [10], в модификации Я. В. Костина и Э. И. Генденштейна (1990). Эксперименты выполняли на половозрелых собаках обоего пола массой 7000-12000 г. В качестве средства для наркоза применяли тиопентал натрий в дозе 40 мг/кг внутрибрюшинно. У животных осуществляли запись ЭКГ во II стандартном отведении. Субстанции ЛХТ-К539 и ЛХТ-2-05 получены из ООО «ВНЦ БАВ», Старая Купавна, Россия. Распределение животных по группам, данные об их количестве, дозы и пути введения веществ представлены в таблицах и тексте работы.
Статистическую обработку полученных данных проводили методами вариационной статистики [4].
Результаты исследования и их обсуждение. На модели желудочковых аритмий, развивающихся в позднюю стадию экспериментального инфаркта миокарда у собак, нами была оценена купирующая противоаритмическая активность соединений, и продолжительность их противоаритмического действия. Внутривенное введение тестируемых соединений собакам с инфарктом миокарда сопровождалось достижением нормализации сердечного ритма в дозах 0,5 - 1,0 от LD50. Длительность противоаритмического эффекта у собак после введения испытуемых веществ находилась соответственно в диапазоне от 81±9 до 130±21 минут (табл. 1).
Таблица 1
Противоаритмическое действие исследуемых соединений в позднюю стадию экспериментального инфаркта миокарда у собак
|
№ п/п
|
Испытуемое соединение, доза, мг/кг (% от LD50) |
Исходный ритм сердца |
Ритм сердца после введения |
Число животных |
Начало ППАЭ, мин |
Длитель-ность ППАЭ, мин |
|||
|
ЧСС |
ЧЭС |
ЧСС |
ЧЭС |
в опыте |
с ППАЭ |
||||
|
1 |
Атенолол 2,3 (1%) |
187±11 |
108±7 |
129±5 |
68±4 |
5 |
0 |
|
|
|
2 |
ЛХТ-К539, 1,9 (0,5%) 3,9 (1 %) |
170±5,5 163±4 |
76±16 95±14 |
148±5 140±6 |
20 0 |
5 6 |
4 6 |
14±2 20±3 |
81±9 130±21 |
|
3 |
ЛХТ-2-05, 1,8 (0,5%) 3,7 (1 %) Л |
161±7 166±6 |
110±7 60±8 |
145±3 95±6 |
43; 50 20 |
6 4 |
4 1 |
8,5±0,9 10 |
90±21 120 |
Примечания: ЧСС - частота сердечных сокращений; ЧЭС - частота эктопических сокращений; ППАЭ - полный противоаритмический эффект; Л - у животных развивалась нарастающая брадикардия с асистолией.
Таким образом, оба испытуемых вещества проявляют заметную дозозависимую противоаритмическую активность в условиях данной экспериментальной патологии. Оптимальной терапевтической дозой для соединения ЛХТ-2-05 является доза, соответствующая 0,5 % от её LD50, тогда как ЛХТ-К539 успешно коррегирует нарушенный сердечный ритм и в дозе 1 % от LD50. Продолжительность противоаритмического действия веществ была сопоставима с длительностью эффекта классических противоаритмических средств [6], что свидетельствует о перспективности дальнейшего изучения четвертичных производных атенолола в качестве противоаритмических средств.
На следующем этапе исследования была поставлена задача по изучению возможных механизмов фармакологического действия исследуемых соединений. Поскольку на модели сердечных аритмий в позднюю стадию инфаркта миокарда у собак наибольшую активность проявило четвертичное производное атенолола - ЛХТ-К539, оно было выбрано для дальнейшего углубленного исследования. Для косвенной оценки способности четвертичного производного ЛХТ-К539 блокировать быстрый натриевый ток была использована модель аконитиновой аритмии у мышей [9]. Результаты экспериментов представлены в таблице 2.
Таблица 2
Противоаритмические свойства атенолола и ЛХТ-К539 на аконитиновой модели аритмии у мышей
|
Исследуемые соединения |
Доза, мг/кг (% от LD50) |
Количество животных |
Начало аритмии, сек |
Длительность аритмии, мин |
ЭД50, мг/кг |
||
|
в опыте |
с аритмией |
погибших |
|||||
|
контроль |
|
9 |
9 (100%) |
1 (11%) |
47,9±6,6 |
76±8,7 |
|
|
Атенолол |
2,3 (1%) |
6 |
6 (100%) |
5 (83%) |
39,2±7,4 |
86±11,8 |
|
|
ЛХТ-К539
|
0,8 (0,2%) |
6 |
6 (100%) |
0 (0%) |
37,8+15,3 |
39,5±12,9 |
2,6±0,6 |
|
1,9 (0,5%) |
5 |
4 (80%) |
0 (0%) |
140,0±15,8* |
55,2±19 |
||
|
2,9 (0,7%) |
6 |
4 (67%) |
1 (17%) |
144,5±11* |
74±16 |
||
|
3,9 (1%) |
4 |
0 (0%) |
1 (25%) |
|
|
||
Примечание: * - различия с контролем достоверны при р<0,05.
В контрольной серии опытов нарушения ритма сердца возникали в среднем через 47,9±6,6 сек и сохранялись на протяжении 76±8,7 сек. Янтарнокислая соль N-аллильного производного атенолола оказала дозозависимое противоаритмическое действие, что позволило определить ЭД50, которая составила 2,6±0,6 мг/кг. Следует отметить, что в дозе 3,9 мг/кг (1 % от LD50) ЛХТ-К539 полностью предупреждало развитие аритмий у всех подопытных животных, включенных в эксперимент.
На следующем этапе мы провели испытания ЛХТ-К539 на модели хлоридкальциевых нарушений ритма сердца у мышей (табл. 3). Постепенное увеличение величины введенной дозы ЛХТ-К539 повышало успех достижения противофибрилляторного эффекта и снижало летальность в группах подопытных животных. ЭД50 для тестируемого соединения на данной модели аритмии составила 2,9±0,8 мг/кг.
Таблица 3
Противофибрилляторная активность исследуемых соединений на модели хлоридкальциевой фибрилляции желудочков
|
№№ |
Исследуемые соединения |
Доза,мг/кг (% от LD50) |
Количество животных |
Латентный период, сек |
ЭД50 мг/кг |
|||
|
в опыте |
с аритмией |
с ФЖ |
погибших |
|||||
|
1 |
Контроль |
|
8 |
8 (100%) |
7 (88%) |
7 (88%) |
2,6±0,4 |
|
|
2 |
Атенолол |
2,3 (1%) |
6 |
5 (83%) |
4 (67%) |
4 (67%) |
3,3±1,4 |
|
|
3 |
ЛХТ-К539 |
0,9 (0,2%) |
6 |
6 (100%) |
6 (100) |
4 (67%) |
2,9±0,3 |
2,9±0,8 |
|
1,9 (0,5%) |
6 |
3 (50%) |
2 (33%)* |
1 (17%)* |
5,4±0,3 |
|||
|
2,9 (0,7%) |
6 |
2 (33%)* |
1 (17%)* |
0 (0%)* |
56±0,6 |
|||
|
3,9 (1%) |
6 |
0 (0%)* |
0 (0%)* |
0 (0%)* |
- |
|||
Примечания: * - отличия от контрольних значений достоверны при р<0,05; ФЖ - фибрилляция желудочков.
Таким образом, результаты проведенных исследований свидетельствуют о возникновении новых фармакологических свойств у четвертичных производных атенолола, в сравнении со своим структурным предшественником. Кватернизация атома азота в молекуле атенолола позволяет получить соединения, эффективные на моделях, генез которых опосредован нарушением кальциевого гомеостаза и нарушением функции натриевых каналов. β-адреноблокаторы и, в частности атенолол, малоэффективны в таких экспериментальных условиях. Аналогичное повышение эффективности и расширение спектра противоаритмической активности были выявлены рядом авторов и при исследовании других четвертичных производных антиаритмических средств и местных анестетиков [1;6].
Выводы
1. Изученные аллильные производные β-адреноблокатора атенолола (ЛХТ-К539 и ЛХТ-2-05) в дозах 0,5-1 % от LD50, проявляют противоаритмическую активность на модели желудочковых нарушений ритма, возникающих в поздней стадии экспериментального инфаркта миокарда.
2. Механизм фармакологического действия четвертичных производных атенолола (на примере ЛХТ-К539) во многом связан с блокадой быстрых натриевых каналов кардиомиоцитов и поддержанием кальциевого гомеостаза.
Рецензенты:
Инчина Вера Ивановна, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой фармакологии с курсом клинической фармакологии ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева», г. Саранск.
Зорькина Ангелина Владимировна, доктор медицинских наук, профессор кафедры поликлинической терапии и функциональной диагностики ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева», г. Саранск.