Scientific journal

Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

Введение. Согласно современным представлениям, эндогенный кардиопротективный ответ, проявляющийся в росте устойчивости миокарда к ишемии-реперфузии, может быть индуцирован с помощью некоторых неишемических стимулов, не требующих инвазивного вмешательства. Данное направление находится в стадии интенсивной разработки и может включать использование некоторых фармакологических препаратов, имитирующих эффекты прекондиционирования [3], и физических факторов, активирующих определенные звенья внутриклеточных сигнальных систем, ответственных за увеличение устойчивости миокарда к ишемии-реперфузии [2]. В фармакологическом аспекте одним из наиболее перспективных гуморальных агентов, принимающих участие в реализации феномена прекондиционирования, является эритропоэтин. В свою очередь ресвератрол, природный фитоэстроген, наряду с антиоксидантной, гиполипидемической, антиагрегантной, эндотелиопротекторной активностью обладает также и кардиопротекцией [9]. Одним из обсуждаемых механизмов кардиопротекции резвератрола является прекондиционирование. Периоды полувыведений у эритропоэтина и резвератрола значительно выше, чем у других, в том числе и гуморальных агентов прекондициония (аденозин, брадикинин, опиоиды), следовательно, «временное терапевтическое окно» должно быть существенно шире.

Эритропоэтин (ЕРО) - индуцибeльный гипоксией гормон, который является существенным для нормального эритропоэза в костном мозге. Введение рекомбинантного эритопоэтина - эффективный и безопасный терапевтический подход к лечению анемии, связанной с хронической почечной недостаточностью [1]. Однако рецепторы EPO также широко распространены в сердечно-сосудистой системе, включая эндотелиальные, гладкомышечные и другие типы клеток. Одним из плеотропных эффектов ЭПО и его аналогов рекомбинантного эритропоэтина (РЭПО) является уменьшение апоптоза. Известно, что три важных фактора (рецептор аденозина А1, комплексные киназы, в том числе протеинкиназа С (РКС), митоген активируемая протеинкиназа (МАРК) и тирозинкиназы) и каналы калия, чувствительные к митохондрическому АТФ (КАТФ), играют наиболее важную роль в опосредованной прекондиционированием кардиозащите. Другие эффекторы, скорее всего способствующие кардиопротекции посредством аденозина или прекондиционирования (которое вовлечено в процесс замедленного (второго) этапа кардиозащиты) включают в себя МАРК, белки теплового шока, а также iNOS и eNOS. Материалы и методы. Изучение влияния рекомбинантного эритропоэтина (50 МЕ/кг) и ресвератрола (2 мг/кг) на размер зоны некроза при инфаркте миокарда проводили на модели коронароокклюзионного инфаркта миокарда у кроликов. При этом инфаркт миокарда воспроизводился на наркотизированных животных (хлоралгидрат 300 мг/кг), находящихся на управляемом дыхании, путем перевязки нисходящей ветви левой коронарной артерии на уровне нижнего края ушка левого предсердия, с последующей регистрацией ЭКГ во II стандартном отведении в течение 20 минут. Эритропоэтин и ресвератрол вводили животным за 30 минут до перевязки коронарной артерии в маргинальную вену уха кролика. Через 30 минут после коронарной окклюзии осуществляли снятие лигатуры и проведение реперфузии миокарда в течение 90 мин. После этого осуществляли забор крови из правого желудочка сердца в одноразовую вакуумную пробирку с антикоагулянтом для определения специфического маркера повреждения кардиомиоцитов Troponin I (TnI). Уровень TnI определяли на иммунофлуоресцентном приборе Triage MeterPro (Biosite, США) с использованием тест-системы Cardiac Panel. Срезы миокарда помещали в емкости, содержащие фосфатный буфер (рН 7,4) и 1 мг/мл трифенилтетразолия хлорид. Соотношение масс участков ткани и буфера составляло 1:9. Бюксы помещали в термостат, инкубировали при 37˚С для образования красного формазана. Подсчет площадей интактного и некротизированного миокарда левого желудочка производили на каждом из четырех произведенных срезов с помощью попиксельного анализа в программе Adobe Photoshop 9.0. Данные по размерам площади инфаркта представляли в виде отношения некротизиро-ванного миокарда к интактному (в процентах). Дистантное ишемическое преконди-ционирование осуществляли путем наложения жгута на верхнюю треть бедра на 10 минут, с последующей 20-минутной реперфузией. Контролем правильности наложения жгута служило отсутствие пульса на артериях голени. С целью подтверждения гипотезы о реализации эффектов ресвератрола и рекомбинантного эритропоэтина по типу ишемического прекондиционирования кроликам за полчаса до введения исследуемых препаратов вводили L-NAME в дозе 25 мг/кг/сут (блокатор эндотелиальной е-NOS синтазы), аминогуанидин в дозе 100 мг/кг (блокатор индуцибельной iNOS синтазы), глибенкламид в дозе 0,4 мг/кг (блокатор АТФ-зависимых калиевых каналов).

Результаты исследования и их обсуждение. Наложение лигатуры на нисходящую ветвь левой коронарной артерии в контрольной группе приводило к развитию некроза миокарда левого желудочка, размер которого составил 27,3±1,2 %. Применение ДИП, фармакологического прекондиционирования путем в/в введения эритропоэтина и внутрибрюшинного ресвератрола привело к достоверному уменьшению площади некротизированного миокарда и составило 9,4±0,5 %, 13,2±0,3 % 15,2±0,8 % соответственно. Блокада еNOS и iNOS на фоне моделирования инфаркта миокарда, применения эритропоэтина и ресвератрола, ДИП привела к нивелированию противоишемических эффектов. Величина зоны некроза в группе животных, получавших L-NAME и эритро-поэтин, составила 23,5±1,2 %, у ресвератрола 24,1±1,3 %, получавших L-NAME и ДИП - 25,3±0,8 %, аминогуанидин и эритропоэтин - 28,6±2,9 %, аминогуанидин и ресвератрол - 26,6±1,9 %, аминогуанидин и ДИП - 22,8±2,0 %. При блокаде АТФ-зависимых калиевых каналов величина зоны некроза в группе животных, получавших глибенкламид и эритропоэтин, - 21,2±1,1 %, ресвератрол - 28,5±1,3 %, глибенкламид и ДИП - 24,2±1,5 %. Уровень тропонина, как и предполагалось, изменяется с размером площади некроза миокарда левого желудочка (табл. 1).

Таблица 1

Влияние блокады NO-синтазы и АТФ-зависимых калиевых каналов на эффекты рекомбинантного эритропоэтина, ресвератрола, дистантного прекондиционирования и уровень тропонина I при моделировании коронароокклюзионного инфаркта миокарда (M±m, n=6)

Примечание: * - р≤0,05 при сравнении с контрольной группой.

Исходя из результатов экпериментов, дистантное ишемическое прекондиционирование, рекомбинантноый эритропоэтин и ресвератрол обладают в равной степени выраженным кардиопротекторным действием.

Кратковременная ишемия миокарда инициирует каскад определенных биохимических процессов в кардиомиоцитах. Эти процессы направлены на защиту миокарда от повреждений, связанных с его ишемизацией. Благодаря этому короткому, но эффективному «курсу закаливания» миокард становится подготовленным к последующей ишемии, в связи с чем он гораздо более успешно защищается от агрессивных факторов, обусловленных ухудшением питания и оксигенации сердца. Этот физиологический феномен, названный «ишемическим прекондиционированием», был открыт не так давно, но уже привлек к себе внимание множества ученых. В случае острой ишемии этот механизм может предотвратить развитие инфаркта миокарда, а если последний все же происходит, ишемическое прекондиционирование обеспечивает меньшие размеры инфаркта, уменьшает вероятность появления аритмии, предохраняет от значительных нарушений функций миокарда левого желудочка, а также уменьшает повреждения миокарда, связанные с реперфузией. Одним из препаратов, который возможно использовать для проведения фармакологического прекондиционирования, может явиться рекомбинантный эритропоэтин. Перспективы применения эритропоэтина в клинике объясняются его плеотропными эффектами. Во многих исследованиях было показано протективное действие ЭПО на ишемию-реперфузию в различных органах и тканях, включая головной мозг [10], спинной мозг, почки [7], сердце [8]. В частности, доказан независимый кардиопротективный эффект ЭПО, снижение зоны инфаркта миокарда и улучшение функции сердца при ишемии-реперфузии вне зависимости от изменения гемоглобина, числа эритроцитов и напряжения кислорода в крови. В ряде исследований показано, что снижение апоптоза - один из возможных главных механизмов защитного эффекта ЭПО [8]. К механизмам реализации кардиопротективного действия ресвератрола [6] можно отнести: антиоксидантный, противовоспалительный, повышающий активность ферментов NOS, стимулирующих ангиогенез. Но один из самым обсуждаемых механизмов - это эффект, опосредованный через прекондиционирование. Каким образом ишемия может сыграть прекондиционирующее, то есть «подготавливающее», действие? Во время кратковременного ишемического эпизода кардиомиоциты начинают выделять аденозин и брадикинин, что, в свою очередь, вызывает активацию универсального внутриклеточного мессенджера - протеинкиназы С. Под ее действием АТФ-зависимые калиевые каналы гладкомышечных клеток сосудов и кардиомиоцитов, закрытые в норме, открываются. За счет этого происходит защитное укорочение сердечных потенциалов действия. Такой эффект имеет энергосберегающее значение, и при возникновении в ближайшее время повторной ишемии миокарда отмечается снижение его метаболической активности, уменьшение скорости распада АТФ, замедление гликогенолиза и снижение скорости нарастания внутриклеточного ацидоза. Благодаря всему этому миокард лучше переносит ишемию, в том числе более длительную и выраженную.

Как видно из нашего исследования, АТФ-зависимые калиевые каналы являются важным эффекторным звеном в реализации цитопротекторного действия как дистантного прекондиционирования, так и рекомбинантного эритропоэтина и ресвератрола. Оксид азота играет важную роль в реализации кардиопротекторных эффектов рекомбинантного эритропоэтина и ресвератрола. И в том и другом случае синтез его осуществляется за счет активации индуцибельной N0-синтазы, однако в механизме цитопротекции большое значение имеет эндотелиальная N0-синтаза, выполняющая, по всей вероятности, триггерную роль. Доказанная способность эритропоэтина и ресвератрола активировать протеинкиназы [5] позволяет предположить их триггерную роль в процессе реализации эффектов фармакологического прекондиционирования. Вышеизложенное подтверждает наше предположение о том, что эритропоэтин и ресвератрол являются триггерами ишемического прекондиционирования и могут вызывать фармакологическое прекондиционирование, а реализация естественных механизмов защиты от ишемии осуществляется за счет активации АТФ-зависимых калиевых каналов и биосинтеза оксида азота, фармакологических миметиков прекондиционирования, индуцирующих воспроизводимый и стабильный кардиопротективный ответ и в то же время лишенных серьезных побочных эффектов. Выводы

1. Проведение дистантного ишемического прекондиционирования, введение рекомбинантного эритропоэтина и ресвератрола достоверно, относительно контрольной группы животных, уменьшало распространенность зоны некроза миокарда левого желудочка.

2. АТФ-зависимые калиевые каналы являются эффекторным звеном в механизме цитопротекторного действия как дистантного ишемического прекондиционирования, так и рекомбинантного эритропоэтина и ресвератрола на модели коронарооклюзионного инфаркта миокарда.

3. Блокада эндотелиальной и индуцибельной NO-синтазы нивелирует цитопротекторный эффект рекомбинантного эритропоэтина и ресвератрола на модели коронарооклюзионного инфаркта миокарда, что доказывает роль оксида азота в реализации эффектов прекондиционирования.

Рецензенты:

Тохтарь В.К., д.б.н., профессор кафедры фармацевтической технологии медицинского института НИУ «БелГУ», г. Белгород.

Голивец Т.П., д.м.н., профессор кафедры терапии факультета последипломного медицинского образования медицинского института НИУ «БелГУ», г. Белгород.