Delist.ru

Морфофункциональная характеристика миокарда при экспериментальной патологии и коррекции препаратами метаболического типа действия (18.02.2008)

Автор: Герасимова Наталья Геннадьевна

Результаты исследования концентрации медиатора симпатической нервной системы - норадреналина свидетельствуют (Рис 13.), что при длительном стрессорном воздействии в миокарде животных не отмечается статистически достоверного изменения концентрации норадреналина (9,4±2,07 нмоль/г) по сравнению с животными интактного контроля (7,06±1,60 нмоль/г). У животных при длительном иммобилизационном стрессе и применении мексидола, неотона и димефосфона не отмечается статистически достоверного изменения концентрации норадреналина в миокарде (8,14±1,69 нмоль/г), (12,28±2,53 нмоль/г) и (11,25±1,88 нмоль/г) соответственно по сравнению с животными группы стресс-контроля.

Таким образом, комплекс полученных данных позволяет с уверенность утверждать, что мексидол и неотон способны влиять на механизмы стрессорного повреждения миокарда на уровне симпатоадреналовой системы, тогда как димефосфон не оказывает подобного эффекта.

Результаты проведенных исследований содержания оксида азота, представленные на Рис.14. свидетельствует о заметном дисбалансе этого важного мессенеджера в условиях стрессорного повреждения. Препараты метаболического типа действия эффективно нормализуют количество NO в ткани сердца подопытных животных.

А - отличия от контроля достоверны при р<0,05;

* - отличия от стресс- контроля достоверны при р<0,05

Рис.14. ВЛИЯНИЕ СТРЕССА И ПРЕПАРАТОВ МЕТАБОЛИЧЕСКОГО ТИПА

НА СОДЕРЖАНИЕ ОКСИДА АЗОТА В МИОКАРДЕ МЫШЕЙ

3.6. Исследование экспрессии eNOS и iNOS в миокарде животных

У животных в ответ на длительное стрессорное воздействие выявляется значительная экспрессия индуцибельной изоформы в различных участках миокарда (Рис.15а). В больших концентрациях, образующихся, как правило, индуцибельной изоформой NO-синтазы, оксид азота может оказывать на клетки токсический эффект, связанный как с прямым действием на железосодержащие ферменты, так и с образованием сильного окислителя, очень реакционного и токсичного свободнорадикального соединения пероксинитрита. Токсический эффект проявляется прежде всего в ингибировании митохондриальных ферментов, что приводит к снижению выработки АТФ и ухудшению метаболических процессов в миокарде.

Рис.15. а - Значительная экспрессия iNOS в эндотелии кровеносных сосудов миокарда мышей при хроническом стрессе х 380; б - Слабая экспрессия iNOS в миокарде мышей при хроническом стрессе и применении неотона х 260. Пероксидазный метод.

Выявление эндотелиальной изоформы в эндотелии кровеносных сосудов при хроническом стрессе по нашим данным, напротив понижается по сравнению с животными контрольной группы. Известно, что оксид азота является мощным сосудорасширяющий агентом. Расширение сосудов связано с диффузией NO из эндотелия к соседним гладкомышечным клеткам стенки сосуда, активацией в них гуанилатциклазы и образованием цГМФ.

У животных в условиях хронического иммобилизационного стресса и применения метаболических средств (неотона, димефосфона и мексидола) выявляется усиление экспрессии конститутивной эндотелиальной изоформы NO-синтазы в эндотелии кровеносных сосудов, по сравнению с животными, подвергнутыми иммобилизационному стрессу без применения данных препаратов.

Экспрессия индуцибельной изоформы в кардиомиоцитах при применении метаболических средств имеет тенденцию к снижению (Рис.15б) по сравнению с животными, подвергнутыми хроническому иммобилизационному стрессу без применения препаратов метаболического типа действия. Это, очевидно, приводит к снижению токсического эффекта на клетки и проявляется повышением активности митохондриальных ферментов, повышению выработки АТФ и улучшению метаболических процессов в миокарде.

Оценка интенсивности экспрессии изоформ NO-синтазы проводилась с помощью стандартной морфометрической сетки Автандилова и представлена в условных единицах от 0 до 3 баллов. Результаты исследования интенсивности экспрессии индуцибельной и эндотелиальной изофоры NO-синтазы представлены на Рис. 16. Можно отметить селективность влияния препаратов на NO-синтазную систему, так мексидол в равной степени проявил влияние как на индуцибельную (1,2+0,13 у.е.), так и на эндотелиальную (1,6+0,16 у.е) изоформу фермента. Неотон проявил большее влияние на эндотелиальную изоформу фермента (1,7+0,21 у.е), тогда как отмечалось незначительное снижение экспрессии индуцибельной изобормы фермента (1,9+0,24 у.е.) по сравнению с животными стресс-контроля. Димефосфон же напротив вмешивался в механизмы экспрессии индуцибельной изоформы NO-синтазы, значительно снижая ее экспрессию (0,9+0,15 у.е.), по сравнению с животными стресс-контроля. Увеличение экспрессии эндотелиальной изоформы NO-синтазы при длительном применении димефосфона в условиях хронического иммобилизационного стресса было незначительным (0,9+0,17 у.е).

А - отличия от контроля достоверны при р<0,05;

* - отличия от стресс- контроля достоверны при р<0,05

Рис.16. Иммуногистохимическая реакция к еNOS- И iNOS синтазе в миокарде мышей в условиях стресса и терапии метаболическими препаратами

Результаты исследования показали, что мексидол, неотон, димефосфон способны коррегировать стрессорные повреждения миокарда на уровне NO-синтазой системы.

Таким образом, выполненные исследования свидетельствует о наличии у препаратов метаболического типа действия выраженных противоишемических свойств. Это подтверждается их универсальной способностью ограничивать размеры зоны некроза при экспериментальном инфаркте миокарда, снижать летальность при адреналиновой интоксикации подопытных животных и устранять ишемически опосредованные желудочковые нарушения сердечного ритма. Кроме того, исследованные препараты эффективно коррегируют обусловленное ишемией угнетение сократимости миокарда левого желудочка. Результаты выполненных экспериментов показали, что важную роль приобретают стресспротекторные свойства указанных препаратов, которые проявляются в поддержании жизнеспособности животных и предупреждении формирования стресс опосредованной гипертрофии миокарда. Длительное применение препаратов метаболического типа действия в условиях хронического стресса не сопровождается негативными изменениями на морфологические характеристики миокарда. Установлено, что применение метаболических препаратов в условиях хронического стресса предупреждает стрессорные изменения ультраструктуры миокарда, уменьшая зоны пересокращения миофибрилл, их деструкцию, участки внутриклеточного и интерстициального отека и количество измененных митохондрий, спазмированных сосудов, что способствует эффективному восстановлению его морфофункционального состояния. Благодаря выполненным экспериментам нам удалось расширить представления о механизмах фармакодинамики указанных средств. Исследуемые препараты эффективно устраняют гиперадреналингистию, вызванную стрессом, что может иметь важное значение в механизме антиишемического действия препаратов. Кроме того, мексидол, неотон, димефосфон способны коррегировать стрессорные морфологические изменения миокарда, влияя на экспрессию индуцибельной и эндотелиальной изоформы NO-синтазы, содержание оксида азота, что приводит к компенсации эндотелиальной дисфункции и снижению токсического эффекта оксида азота в в миокарде. Таким образом, выполненный комплекс исследований обосновывает использование препаратов метаболического типа действия в качестве кардиоцитопротекторных средств.

1. Экспериментальная патология способствует развитию структурных (I) и функциональных (II) нарушений миокарда:

(I) При иммобилизационном стрессе наблюдаются ультраструктурные изменения кардиомиоциов левого желудочка сердца - нарушается ядерный аппарат кардиомиоцитов, наблюдаются контрактурные повреждения I-III степени и разволокнение миофибрилл, повреждение митохондрий с конденсацией матрикса и деструктивными изменениями их мембран, дезорганизация вставочных дисков, экстра- и интрацеллюлярному отеку. Иммобилизационный стресс приводит к изменению ультраструктуры сосудов микроциркуляторного русла, проявляющемуся истончением эндотелиоцитов и снижением содержания в них пиноцитозных пузырьков, просветлением цитозольного матрикса. Иммобилизационный стресс приводит к появлению большого количества спазмированных сосудов. При иммобилизационном стрессе наблюдаются склероз интерстициальной ткани миокарда, сопровождающийся повышением содержания клеток и фибриллярных компонентов соединительной ткани миокарда.

(II) Экспериментальная очаговая ишемия миокарда сопровождается угнетением сократительной функции миокарда левого желудочка, снижением уровня среднединамического артериального давления и развитием желудочковых аритмий.

2. Длительное применение препаратов метаболического типа действия в условиях хронического стресса сопровождается уменьшением выраженности негативных морфологических изменений миокарда. Мексидол, неотон, димефосфон обладают стресспротекторной активностью, однако, данная активность препаратов неодинаково проявилась в отношении различных структур кардиомиоцитов и сосудов микроциркуляторного русла:

I. Неотон оказывает выраженное коррегирующее влияние на мембранные структуры клеток, уменьшая степень инвагинации ядерной оболочки и количество измененных митохондрий в кардиомиоцитах. Однако при применении препарата отмечается лишь незначительное положительное действие на сократительный аппарат кардиомиоцитов: контрактурные повреждения миофибрилл сохраняются пересокращения до II степени. Сосуды микроциркуляторного русла желудочкового миокарда характеризуются выраженным полнокровием.

II. Димефосфон предупреждает деструктивные изменения мембранных структур клеток, а также оказывает положительное влияние на сократительный аппарат кардиомиоцитов.

III. Мексидол оказывает умеренное протекторное действие в отношении сократительного аппарата кардиомиоцитов, однако препарат меньшей степени, чем неотон и димефосфон предупреждает деструктивные изменения мембранных структур кардиомиоцитов.

3. Длительная экспериментальная терапия препаратами метаболического типа действия в дозах составляющих 5% от LD50% не увеличивает летальность животных в условиях хронического стресса, что является свидетельством их безопасного применения.

4. Мексидол, неотон, димефосфон в дозах составляющих 5% от LD50% проявляют противоишемическое действие, что проявляется способностью эффективно ограничивать альтеративные процессы в миокарде при моделировании экспериментального инфаркта, а также эффективно коррегируют коронарогенные нарушения сердечного ритма, препятствуют ишемически опосредованной депрессии сократительной функции миокарда и эффективно поддерживают уровень среднего динамического артериального давления. В рамках рассматриваемой модели катехоламиновой интоксикации среди исследуемых препаратов лишь мексидол проявляет притивоишемическое действие, снижая летальность животных.

5. Длительное стрессорное воздействие приводит к уменьшению экспрессии эндотелиальной изоформы NO-синтазы и усилению экспрессии индуцибельной изоформы фермента. Содержание оксида азота в миокарде мышей группы стресс-контроля снижается, что косвенно свидетельствует об интенсивном образовании токсических продуктов метаболизма NO.

6. Мексидол, неотон и димефосфон, в изученных дозах, коррегируют стресс-опосредованные изменения экспрессии индуцибельной и эндотелиальной изоформ NO-синтазы, нормализуют содержание оксида азота в миокарде мышей, что отражает компенсацию эндотелиальной дисфункции и снижение токсического эффекта оксида азота в миокарде.

7. Неотон и мексидол не влияя на уровень норадреналина, снижают стресс-опосредованное увеличение адреналина в миокарде подопытных животных. Фармакодинамика димефосфона не опосредована его действием на активности симпатоадреналовой системы.

8. В условиях эксперимента мексидол, неотон и димефосфон оказывают протекторное действие на конечные точки патогенетической цепи стрессорного повреждения миокарда – комплекс повреждений ультраструктур сократительных кардиомиоцитов, что обосновывает использование препаратов метаболического типа действия в качестве средств кардиоцитопротекции при заболеваниях сердца.

Практические рекомендации

Полученные данные служат обоснованием использования препаратов метаболического типа действия в качестве средств эффективной и безопасной кардиоцитопротекции.

В комплекс мероприятий по доклиническому изучению кардиотропных средств следует включать оценку влияния тестируемых препаратов на смертность животных, подвергаемых хроническому стрессу. Интенсивность стрессорного воздействия рекомендуется подбирать таким образом, чтобы в контрольной серии летальность находилась в диапозоне 30 -35%. Исследуемые соединения следует вводить животным ежедневно на протяжении 1 месяца.

Результаты работы открывают дальнейшую перспективу для проведения научных исследований по изучению механизмов действия препаратов метаболического типа действия и ультраструктурных аспектов их фармакологических эффектов.

Результаты исследования должны учитываться в учебном процессе кафедр цитологии, гистологии и эмбриологии, фармакологии, патологии и постдипломном образовании практических врачей.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Иванов Н.М., Герасимова Н.Г., Савина И.В. Развитие нервного аппарата сердца в пренатальном онтогенезе человека // Материалы научной конференции МГУ им. Н.П. Огарева «Актуальные проблемы современного здравоохранения и медицины». – Саранск, 2001. – С.15-17.

2. Герасимова Н.Г. Исследование нервного аппарата сердца в пренатальном онтогенезе человека // Материалы Всероссийской научно-практической конференции "Экология, здоровье и природопользование". - Саратов, 2000. - С. 61-62.

загрузка...