Влияние комбинированного применения нормодипина и коэнзима q10 на течение катехоламинового некроза миокарда в условиях высокогорья

АННОТАЦИЯ

В данной работе рассматривается течение катехоламинового некроза миокарда у неакклиматизированных кроликов на фоне применения нормодипина в сочетании с коэнзимом Q10 (пер. Туя - Ашу, 3200 м над у. м.). Установлено, что применение нормодипина значительно эффективнее, если комбинировать его с KoQ₁₀, обеспечивающим работу транспортных ионных систем необходимой энергией.

Ключевые слова: высокогорье, некроз, нормодипин, коэнзим Q10, аспартатаминотрансфераза, креатинфосфокиназа, тропонин I.

Как известно, в мировом масштабе заболеваемость и смертность от сердечно-сосудистых заболеваний занимает ведущее место среди наиболее растущих неинфекционных заболеваний, что характерно и для нашей страны.Острый инфаркт миокарда, в основе которого лежит ишемический некроз участка сердечной мышцы, является одной из причин летальности больных коронарной болезнью сердца [1]. Нередко инфаркт миокарда развивается и в условиях высокогорья. В этой связи актуально изучение механизмов развития и лечения инфаркта миокарда в республике, в котором значительную часть занимают горные территории.

В сложном процессе приспособления организма к условиям высокогорной гипоксии, в результате несоответствия между объемом выполняемой сердцем работы и степенью изменения коронарного кровотока, а также увеличенной концентрацией катехоламинов в крови, нередко развивается некроз миокарда [2], требующей своевременной диагностики и лечения в условиях высокогорья.

Известно, что высотная гипоксию увеличивает концентрации катехоламинов в крови, которые, действуя опосредованно через аденилатциклазную систему, вызывают вхождение в миокардиальные клетки Са²⁺, избыток которого приводит к разобщению окисления с фосфорилированием в митохондриях и снижению АТФ и креатинфосфата. Одновременно вызванный адренергическим эффектом избыток Са²⁺ приводит к контрактурным сокращениям миофибрилл и гибели отдельных клеток. В итоге возникают мелкоочаговые некрозы миокарда, являющиеся следствием чрезмерного адренергического воздействия на сердце [2].

Коррекция интракардиальных механизмов регуляции сердца в настоящее время является одним из ведущих и перспективных методов лечения. Эта коррекция осуществляется комплексом препаратов, объединенных общим названием «антагонисты кальция» Блокаторы кальциевых каналов являются одним из основных классов препаратов, используемых в современной кардиологии. Одним из наиболее часто применяемых лекарственных средств при лечении сердечно-сосудистых заболеваний является нормодипин - представитель III поколения блокаторов кальциевых каналов. Действующее начало препарата -амлодипин, является антагонистом кальция из группы дигидропиридинов, обладает пролонгированным действием, высокой вазоселективностью [3,4].

Поскольку энергетический обмен миокарда в первую очередь реагирует на воздействие гипоксии, важно найти средства для активного воздействия на энергетику сердца, позволяющих коррелировать систему биохимической адаптации к гипоксии [5,6]. Одним из средств, который играет ключевую роль в биоэнергетических процессах, является коэнзим Q₁₀ (KoQ₁₀,убихинoн) - липидорастворимое соединение из класса бензохинонов. Он является обязательным компонентом дыхательной цепи как переносчик электронов в митохондриях, принимая участие в процессах окислительного фосфорилирования и синтеза АТФ. Кроме этого, K3Q10 выполняет в клетках еще одну важную функцию - его восстановленная форма является единственным липофильным антиоксидантом, который синтезируется в клетках животных и человека, а также постоянно регенерируется из окисленной формы с помощью ферментных систем организма. [7].

Целью настоящего исследования явилось изучение течения катехоламинового некроза миокарда на фоне сочетанного применения нормодипина и коэнзима Q10 при кратковременном пребывании животных в условиях высокогорья.

Материалы и методы исследование. Эксперименты проводились на кроликах массой 2,5 - 3,0 кг на 3-и сутки пребывания в условиях высокогорья (п. Туя-Ашу, 3200 м над у. м.). Катехоламиновые некрозы у животных провоцировались одноразовым внутривенным введением раствора адреналина в дозе 0,015 мг/кг массы тела.

Животные были разделены на 6 групп: 1- интактная группа в условиях низкогорья; 2-я группа - интактные животные на 3 -сутки пребывания в условиях высокогорья; 3-я группа - кролики с моделированным некрозом миокарда в горах; 4-я группа - животные с моделированным катехоламиновым некрозом миокарда, получавшие перорально нормодипинв дозе 1 мг/кг массы тела 1 раз в сутки в течение 14 суток в условиях высокогорья; 5-я группа - животные с моделированным катехоламиновым некрозом сердечной мышцы, получавшие перорально нормодипин (1мг/кг массы тела) в сочетании с коэнзимом Q10 в дозе 2 мг/кг массы тела 1 раз в течение 14 суток; 6-я группа - животные с моделированным катехоламиновым некрозом миокарда, получавшие плацебо в условиях высокогорья.

У всех перечисленных групп до и после эксперимента определялись следующие кардиоспецифические маркеры повреждения миокарда: количественное определение

креатинфосфокиназы - МВ фракции в сыворотке крови «Диагностическими наборами для определения КФК-МВ» на автоанализаторе «SYNCHRON -CX 4» фирмы «ВЕСКМАН COULTER» через 6 часов после введения адреналина. Количественное определение концентрации аспартатаминотрансферазы (АсАТ) в сыворотке крови наборами реагентов «Аминотрансфераза AST 360» фирмы PLIVA-Lachema Diagnostika» на фотоэлектроколориметре. Количественное определение концентрации тропонина I наборами реагентов «Тропонин I -ИФА»ООО «ХЕМА» г. Москвы в сыворотке крови методом иммуноферментного анализа.

После перорального введения вышеуказанных препаратов животным в сыворотке крови нами определялись только аспартатаминотрансфераза и тропонин. Поскольку КФК-МВ относится к «ранним» маркерам, и при повреждении миокарда диагностически значимо повышается в первые часы заболевания, определять ее после 2-х недельного лечениябыло бы нецелесообразно.

Для того, чтобы исследовать морфологию миокарда, нами был взят материалу кроликов шести групп: у интактных кроликов 2 группы был взят материал на 3-и сутки пребывания в условиях высокогорья, у животных 3 группы через 48 часов после введения адреналина (на 5- сутки), у подопытных кроликов, получивших нормодипин и коэнзим Q10 (4, 5 - гр) и плацебо (6- гр), нами был взят материал на 18-сутки пребывания животных в условия высокогорья.

Взятый материал фиксировался в 4% растворе формалина в фосфатном буфере pH=7,4 0,2М. После обезвоживания объекты заливались в парафин. Парафиновые срезы толщиной 5-7 мкм окрашивалисьгематоксилин-эозином по Эрлиху для выявления площади поражения (кардионекроза) и площади контрактурных повреждений. Исследование проводилось методом точечного счета с помощью окулярной морфометрической сетки [8].

Результаты и их обсуждение. Аспартатаминотрансфераза (АсАТ). Как видно из рис.1, уровень аспартатаминотрансферазы в условиях низкогорья после введения адреналина увеличился с 0,07 ± 1,25 до 0,25 ± 2,79 ( р < 0,001), что выходит за пределы физиологической нормы. На 3-и сутки пребывания животных в условиях высокогорья уровень аспартатаминотрансферазы повысился с 0,07 ± 0,01 до 0,12 ± 0,009 мкмоль/л ( р < 0,01).Исследование животных с

моделированным некрозом миокарда, получавших нормодипин показало снижение уровня АсАТ с 0,34 ± 0,02 до 0,10 ± 0,008 мкмоль/л ( р < 0,001). У животных с моделированным некрозом миокарда и получавших нормодипин в сочетании с KcQi₀, отмечалось снижение уровня АсАТ с 0,34 ± 2,5 до 0,06 ± 0,002 мкмоль/л ( р <0,001).

Исследование у подопытных животных, получавших плацебо показало снижение уровня аспарататаминотрансферазы до верхнего предела физиологической нормы (с 0,34 ± 2,5 до 0,14 ± 0,007мкмоль/л ( р <0,001), (рис.1).

МВ-КФК (сердечная форма креатинфосфокиназы - КФК.

Результаты исследования, проведенные в условиях низкогорья (рис.2), показали, что после введения адреналина уровень КФК-МВ в сыворотке крови у кроликов резко повысился с 195,1 ± 50,5 МЕ до 1157,5 ± 124,6 МЕ (р<0,001).

На 3-и сутки пребывания животных в условиях высокогорья было выявлено, что количество КФК-МВ по сравнению с интактной группой низкогорья, увеличилось с 195,1 ± 50,5 до 243,6 ± 68,8 МЕ. После введения экзогенного адреналина количество его повысилось с 243,6 ± 68,8 до 1178 ± 52,1 МЕ ( р <0,001).

Тропонин I. Определение нами тропонина I в сыворотке крови кроликов через 20 часов после введения адреналина в низкогорье показало (рис. 3), что количество тропонина I достоверно увеличилось в 9 раз (0,47±0,13 нг/мл до 3,88 ± 0,96 нг/мл, соответственно).

На 3 - и сутки пребывания кроликов в условиях высокогорья количество тропонина I в сыворотке крови увеличилось с 0,47 ± 0,13 нг/мл до 0,97 ± 0,05 нг/мл. Тогда после введения адреналина на высокогорье у животных наблюдалось увеличение тропонина I в 10 раз до 4,2 ± 0,7 нг/мл (р<0,001).У кроликов с моделированным некрозом миокарда получавших нормодипин

23отмечалось снижение количества тропонина I в сыворотке крови с 4,21 ± 0,72 до 0,56 ± 0,01 нг/мл ( р < 0,001).У животных с искусственной моделью некроза миокарда получавших плацебо выявлено незначительное (недостоверное) снижение тропонина I в сыворотке крови с 4,21 ± 0,72 до 3,36 ± 0,16 нг/мл (рис.3). У животных с моделированным некрозом миокарда, после введения нормодипина и KoQ₁₀ отмечалось снижение количества тропонина I в сыворотке крови с 4,21 ± 0,72 до 0,51 ± 0,007 нг/мл ( р < 0,001).У кроликов с искусственной моделью некроза миокарда, получавших плацебо, выявлено незначительное снижение тропонина I в сыворотке крови с 4,21 ± 0,72 до 3,36 ± 0,16 нг/мл.

После сочетанного применения нормодипина и KcQ₁₀ у животных с модельной патологией миокарда отмечалось достоверное снижение уровней внутриклеточных ферментов в сыворотке крови. Морфологическое исследование миокарда у интактных кроликов показало продольно расположенные кардиомиоциты, в центральных частях которых располагаются ядра с хорошо выраженными ядрышками. В цитоплазме кардиомиоцитов видны миофибриллы с поперечной исчерченностью (рис.4-А) .

При изучении сердечной мышцы у животных в ранние сроки пребывания в горах обнаружены кардиомиоциты с выраженными ядрами и миофибриллами. Отмечались незначительные явления отека между мышечными клетками. Микрососуды были расширены с широким просветом (рис.4-Б).

В миокарде кроликов после введения адреналина на 3-и сутки пребывания их в условиях высокогорья отмечались мелкие очаги некроза, захватывающие от одной до нескольких клеток. Различные фазы миолиза (гомогенизация цитоплазмы, фибриллярное расщепление, дискоидный распад) сопровождались изменением фокуса гликогенной дегенерации. Жировые инфильтрации локализовались в субэндотелиальном слое миокарда, в области верхушки, основания сердца, в левом и правом желудочках.

В межмышечной и периваскулярной строме имелись скопления лимфоидных и гистиоцитарных инфильтратов, особенно вокруг поврежденных мышечных клеток. Отмечались очаговые скопления плазматических клеток и макрофагов. На гистологических срезах обнаружено полнокровие сосудов микроциркуляторного русла, явление престаза, стаза, отека интерстиция. В кардиомиоцитах выявлялось разволокнение миофибрилл вследствие внутриклеточного межфибриллярного отека, набухание мышечных клеток с частичной потерей поперечной исчерченности. В отдельных мышечных клетках отмечалось развитие вакуольной и белковой дистрофии. Ядра кардиомиоцитов деформированы, лизированы, становились пикнотичными, плохо окрашивались. В различных отделах миокарда выявлялись множественные микронекрозы. (рис. 4-В).

24

В миокарде у подопытных кроликов с моделированным кардионекрозом на 3-и сутки акклиматизации в высокогорье, получавших нормодипин не отмечалось заметных структурных изменений. Миофибриллы имели хорошо выраженную поперечную исчерченность. Ядра располагались центрально с хорошо выраженными ядрышками. Лизис миофибрилл отмечался только в единичных кардиомиоцитах (рис. 5-А).

Морфологическое исследование миокарда у подопытных животных на фоне применения нормодипина в сочетании KoQ₁₀noKa3aTO хорошо выраженную поперечную исчерченность миофибрилл и уменьшение количестванекробиотически измененныхкардиомиоцитов. Отмечалось увеличение количествакардиомиоцитов с восстановленными структурами (ядро, миофибриллы) (рис. 5-Б).

У кроликов, получавших плацебо микроскопия миокарда показала разрастание соединительной ткани с выраженной лимфогистиоцитарной инфильтрацией (рис. 5-В).

Таким образом, после введения адреналина на 3-и сутки пребывания животных в условиях высокогорья наблюдалось повышение уровней кардиоспецифических маркеров в сыворотке крови, которое свидетельствовало о повреждении миокарда с дальнейшим развитием некроза сердечной мышцы. Эти изменения в миокарде подтверждались морфологическими исследованиями: выявлены отек миокарда и многочисленные микронекрозы.

Комбинированное применение нормодипина и KoQ₁₀, неакклиматизированным животным при моделированном катехоламиновом повреждении миокарда достоверно снижает степень поражения кардиомиоцитов, вызванного дефицитом кислорода в условиях высокогорной гипоксии

25

и токсическим действием адреналина, препятствует прогрессированию некроза сердечной мышцы и развитию осложненного течения инфаркта миокарда.

Выводы:

Применение нормодипина значительно эффективнее, если комбинировать его с коэнзимом Q10, обеспечивающим работу транспортных ионных систем необходимой энергией.

ЛИТЕРАТУРА

1. Миррахимов М.М., Мейманалиев Т.С. Высокогорная кардиология. -1980. - С. 63-65.
2. Меерсон Ф.З. Адаптация, стресс и профилактика. М.Наука.-1981. -С.235-23.
3. Ольбинская Л.И.. Литвицкий П.Ф.. Коронарная и миокардальная недостаточность. Издательство «Медицина». Москва. -1986.-С.159-160, 203.
4. Догадкина Г.В. Применение у пожилых больных при артериальной гипертонии и ишемической болезни антагонистов кальция. //Журнал Вестник ЮКГФА.-2(63)-2013.- С.198-200.
5. Кучменко Е.Б., Петухов Д.Н. Влияние комплексов предшественников и модуляторов биосинтеза кофермента Q на функциональное состояние митохондрий сердца старых крыс. //Биомедицинская химия. - Москва. -2010 - Том 56.- Выпуск 2. -С.244-250.
6. Каленникова Е.И., Городецкая Е.А., Медведев О.С. Биодоступность коэнзима Q10 в различных лекарственных формах. //Химико-фармацевтический журнал.-2009.-Том 43.-№ 8.-С.46-49.
7. Каленикова Е.И., Городецкая Е.А., Коновалова Г.Г., Медведев О.С., Руге Э.К., Ланкин В.З. Влияние длительного ведения и последующей отмены коэнзима Q10 на его содержание в миокарде и сыворотке крови крыс. //Фармация.- 2009.-№2.-С.42-44.
   1. 1. Автандилов Г.Г. Введение в количественнную патологическую морфологию. - М. Медицина. -1980.-С.213.