Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,737

THE ANTI-ARRYTHMIC ACTIVITY QUARTER DERIVATIVES ANTI-ARRYTHMIC PREPARATIONS

Makarova Yu.A. 1, 1 Belova L.A. 1 Balashov V.P. 1 Slesarev V.O. 1 Mokeykina O.V. 1
1 Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education"Mordovian state university named after N. P. Оgaryov"
Противоаритмическая активность двух четвертичных производных атенолола ЛХТ-2-05 и ЛХТ-К539 изучалась в эквитоксичных дозах (1 % от LD50, установленных для мышей при внутрибрюшинном введении). Противоаритмическую активность соединений оценивали на трех моделях: желудочковых аритмий в поздней стадии экспериментального инфаркта миокарда у собак, аконитиновой и хлоридкальциевой аритмий у мышей. Показано, что соединения обладают противоаритмическими свойствами, а по ряду показателей превосходят своего структурного предшественника. Кватернизация атома азота в молекуле атенолола позволяет получить соединения, эффективные при желудочковых нарушениях ритма ишемического происхождения, а также на моделях аритмий, генез которых опосредован нарушением кальциевого гомеостаза и нарушением функции натриевых каналов.
The anti-arrhythmic activity of the atenolol quarter derivatives LХТ-2-05 and LХТ-К539 has been studied in equitoxical dozes of 1 % of LD50 specified for mice at intra-abdominal injections. The activity being estimated by 3 models: ventricle arrhythmia at later stages of experimental myocardial infarct in dogs, aconitin and calcicum chloride arrhythmia in mice. The preparations used are shown to possess anti-arrhythmic properties, and by a number of indices exceed their structural predecessors. Quarter derivatives of nitrogen atoms in the atenolol molecule afford to obtain preparations (LХТ-2-05 and LХТ-К539), effective for the models whose genesis is mediated by calcium homeostasis disorder and by the disorder of the sodium channel functions.
beta-adrenoblockers
anti-arrhythmic activity
acute myocardium ischemia

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.