Этилметилгидроксипиридина сукцинат усиливает противоболевой эффект ингибиторов циклооксигеназы при послеоперационной гипералгезии в эксперименте на крысах

Нестероидные противовоспалительные средства (НПВС) применяют для терапии острой и хронической боли при различных патологических состояниях. Как эффективность НПВС, так и выраженность их побочного действия носят дозозависимый характер и обусловлены, прежде всего, ингибированием 1-й и 2-й изоформы циклооксигеназы (ЦОГ-1 и ЦОГ-2) [1]. При этом в отличие от побочного действия эффективность препаратов имеет свой предел (ceiling effect) [2]. В действующих отечественных клинических рекомендациях по рациональному использованию НПВС описан выбор их назначения пациентам на основании имеющихся у них факторов риска ассоциированных с приемом НПВС осложнений. При наличии умеренного или высокого риска со стороны желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) или сердечно-сосудистой системы рекомендовано применение наиболее безопасных для этих систем НПВС без дополнительной медикаментозной профилактики осложнений или на ее фоне [1]. При приеме НПВС риск гастроинтестинальных нежелательных явлений связывают с ингибированием ЦОГ-1 и вызванным этим снижением образования простагландина (ПГ) E2, а риск тромбозов — с обусловленным ингибированием ЦОГ-2 подавлением образования ПГ I2 и, как следствие, повышением образования тромбоксана A2; повышение артериального давления обусловлено ингибированием обеих изоформ ЦОГ и снижением уровня ПГ E2 и ПГ I2 в почках [2]. В некоторых случаях для лучшего контроля симптомов (остеоартрит) и замедления прогрессирования заболевания (болезнь Бехтерева) НПВС назначают непрерывно [1]. Большинство пациентов, принимающих НПВС, — люди пожилого возраста (старше 65 лет), имеющие несколько заболеваний. Пожилой возраст является фактором риска ЖКТ-осложнений при приеме НПВС [1], которые могут влиять на эффективность фармакотерапии сопутствующих заболеваний, в частности на уровне фармакокинетических взаимодействий, так как основным ферментом метаболизма НПВС, как и многих других ксенобиотиков, является цитохром P4502C [3].

Ввиду эффективности и значимости НПВС в современной лечебной практике актуальным является поиск подходов повышения безопасности их применения. В качестве одного из подходов нами изучается возможность применения НПВС совместно с антиоксидантным препаратом этилметилгидроксипиридина сукцинатом (ЭМГПС) [4] с целью снижения доз используемых НПВС с сохранением выраженности их противоболевого и противовоспалительного эффекта. При воспалении повышается образование активных форм кислорода, которые выступают в качестве альгогенов [5] и при гиперпродукции в зависимости от условий могут вызывать аутофагию, апоптоз или некроз [6]. Ранее нами было установлено, что на моделях острой висцеральной и соматической боли и острого экссудативного воспаления у мышей и крыс ЭМГПС усиливает противоболевой [7] и антиэкссудативный [8] эффекты неселективного ингибитора ЦОГ диклофенака натрия и селективного ингибитора ЦОГ-2 эторикоксиба при однократном пероральном введении препаратов.

В продолжение изучения влияния ЭМГПС на эффективность ингибиторов ЦОГ целью настоящего исследования явилась оценка действия ЭМГПС на противоболевой эффект ингибиторов ЦОГ при курсовом введении препаратов на модели послеоперационной гипералгезии у крыс.

Исследование выполнено на самцах крыс массой 220—240 г из питомника филиала «Столбовая» ФГБУН «Научный центр биомедицинских технологий ФМБА России» (Московская область). Животных содержали в стандартных условиях вивария при свободном доступе к корму и воде при 12-часовом световом режиме. Организацию и проведение работ осуществляли в соответствии с ГОСТ 33216-2014 «Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила содержания и ухода за лабораторными грызунами и кроликами», ГОСТ 33215-2014 «Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила оборудования помещений и организации процедур». Проведение экспериментов одобрено комиссией по биомедицинской этике (протокол №01 от 18.01.23).

Модель послеоперационной гипералгезии [9]. На асептически обработанной подошвенной поверхности задней лапы наркотизированных этаминалом натрия (45 мг/кг, внутрибрюшинно) крыс разрезали кожу в длину на 1 см, затем выделяли короткий сгибатель пальцев и разрезали его в продольном направлении, оставляя связки неповрежденными. После надреза мышцу возвращали в исходное положение и разрез кожи зашивали горизонтальным матрацным швом (нить 5-0 polyglactin 910, «Ethicon», Somerville, NJ, США). Место разреза обрабатывали стрептоцидом и раствором бриллиантового зеленого.

Изучаемые средства: диклофенак натрия («Novartis Pharma Stein AG», Швейцария), эторикоксиб («Merck Sharp & Dohme B.V.», Нидерланды), ЭМГПС (ООО «НПК «ФАРМАСОФТ», Россия). Диклофенак натрия в дозах 1 мг/кг, 10 мг/кг с последующим переходом на 5 мг/кг вследствие регистрации токсического действия препарата, эторикоксиб в дозах 1 и 10 мг/кг, ЭМГПС в дозе 25 мг/кг, комбинации этих НПВС в дозе 1 мг/кг с ЭМГПС в дозе 25 мг/кг вводили перорально дважды в сутки (в 9:00 и 16:00) начиная со дня операции (0-е сутки) и в течение 3 дней после нее. Животным контрольной группы вводили растворитель — физиологический раствор (натрия хлорид, раствор для инфузий 0,9%, производитель ОАО НПК «ЭСКОМ»). Чувствительность крыс к механической стимуляции оценивали за 1 сут до операции, в 1-е, на 2-е, 3-и и 4-е сутки после операции. В эти же дни фиксировали массу тела крыс.

Механическую гипералгезию регистрировали с помощью волосков фон Фрея (Aesthesio, «Ugo Basile», Италия). Крыс помещали в пластиковые камеры (20×10×14 см) на возвышенной решетчатой платформе с перфорациями размером 1 см². После их адаптации к установке (15 мин) волосок фон Фрея с калиброванной силой на сгибание, равной 10 г, предъявляли перпендикулярно в разных местах подошвенной поверхности задней лапы, исключая область пальцев и скакательного сустава, 10 раз (длительность воздействия 1 с). Регистрировали количество отдергиваний задних лап в ответ на их стимуляцию [10]. Чувствительность к механическому раздражению регистрировали в области операционного шва и области плюсны [9].

Статистическую обработку результатов экспериментов осуществляли с помощью программы Statistica 10.0. Нормальность распределения данных проверяли критерием Шапиро—Уилка с последующей оценкой межгруппового равенства дисперсий критерием Левена. Так как распределение данных отличалось от нормального, то для дальнейшего анализа использовали критерий Манна—Уитни с поправкой Бонферрони. Результаты в таблицах представлены как медиана, 1-й и 3-й квартили. Различия между группами считали статистически значимыми при p≤0,05.

Чувствительность задних лап крыс к механической стимуляции, зарегистрированная за 1 сут до операции, была сопоставима во всех группах. Количество отдергиваний задних лап животными в ответ на 10-кратное воздействие волоском фон Фрея с калиброванной силой на сгибание, равной 10 г, соответствовало 0—1 (табл. 1—3).

Таблица 1. Влияние диклофенака натрия, эторикоксиба и их комбинации с этилметилгидроксипиридина сукцинатом (ЭМГПС) на болевую чувствительность в области операционного шва у крыс с моделью послеоперационной гипералгезии, медиана (Q1; Q3)

Примечание. n — количество животных в группе на начало опыта; * — p<0,05 по сравнению с контрольной группой, критерий Манна—Уитни с поправкой Бонферрони.

Таблица 2. Влияние диклофенака натрия, эторикоксиба и их комбинации с этилметилгидроксипиридина сукцинатом (ЭМГПС) на болевую чувствительность в области плюсны левой задней лапы у крыс с моделью послеоперационной гипералгезии, медиана (Q1; Q3)

Примечание. n — количество животных в группе на начало опыта; * — p<0,05 по сравнению с контрольной группой, критерий Манна—Уитни с поправкой Бонферрони.

Таблица 3. Влияние диклофенака натрия, эторикоксиба и их комбинации с этилметилгидроксипиридина сукцинатом (ЭМГПС) на чувствительность в области правой плюсны к механической стимуляции лап у крыс с моделью послеоперационной гипералгезии, медиана (Q1; Q3)

Начиная с 1-х суток после операции у крыс контрольной группы, не получавших изучаемых средств, регистрировали механическую гипералгезию. Количество отдергиваний задних лап животными в ответ на 10-кратное воздействие волоском фон Фрея с калиброванной силой на сгибание, равной 10 г, в области операционного шва соответствовало 9, в области плюсны прооперированной лапы — 5. На 2-е сутки после операции болевая чувствительность крыс увеличилась до количества отдергиваний задних лап в ответ на 10-кратное воздействие волоском фон Фрея, соответствующего 10 отдергиваниям для области операционного шва, 7 — для области левой плюсны. На 3-и и 4-е сутки после операции чувствительность к механическому раздражению прооперированной лапы в области шва соответствовала 7,5 отдергиваниям. Чувствительность левой плюсны к механическому раздражению на 3-и сутки после операции характеризовалась значением медианы, равным 3,5 отдергиваниям лапы, на 4-е сутки — 2,5 отдергиваниям (см. табл. 1, 2).

Эторикоксиб при курсовом пероральном введении в дозе 1 мг/кг не оказывал значимого влияния на болевую чувствительность у крыс с моделью послеоперационной боли. Однако селективный ингибитор ЦОГ-2 в дозе 10 мг/кг 2 раза в сутки уменьшал развившуюся после хирургической манипуляции механическую гипералгезию в области левой плюсны в 1-е, на 2-е и 3-и сутки после операции, значимо не влияя на болевую реакцию животных в области операционного шва (см. табл. 1, 2).

Диклофенак натрия при курсовом пероральном введении в дозе 1 мг/кг не оказывал значимого влияния на болевую чувствительность у крыс с моделью послеоперационной гипералгезии. Второй дозой диклофенака натрия была выбрана доза 10 мг/кг. Его введение в этой дозе осуществляли в день операции и утром на следующий день после нее. Однако далее ввиду наблюдаемого ухудшения состояния животных дозу снизили до 5 мг/кг. К концу эксперимента (4-е сутки после операции) в группе крыс, которым перорально вводили диклофенак натрия сначала в дозе 10 мг/кг, затем в дозе 5 мг/кг, погибли 5 из 10 животных. В остальных группах гибели животных не наблюдали. При аутопсии погибших крыс регистрировали симптомы гастроэнтеропатии: истончение стенок и эрозивно-язвенные повреждения ЖКТ, вздутие желудка и кишечника, заброс желчи в желудок; остатки пищи в желудке практически отсутствовали. Поэтому мы связываем отсутствие значимого противоболевого эффекта неселективного ингибитора ЦОГ диклофенака натрия при курсовом введении сначала в дозе 10 мг/кг, затем в дозе 5 мг/кг в проведенном опыте с развитием его побочного действия, которое привело к повышению чувствительности животных.

ЭМГПС в дозе 25 мг/кг не оказывал значимого влияния на болевую чувствительность крыс, но повышал противоболевой эффект диклофенака натрия и эторикоксиба (см. табл. 1, 2). Так, если НПВС в дозе 1 мг/кг не оказывали значимого влияния на выраженность болевой чувствительности крыс с моделью послеоперационной гипералгезии, то их комбинации в этой дозе с ЭМГПС в дозе 25 мг/кг значимо снижали гипералгезию у крыс. Диклофенак натрия в дозе 1 мг/кг совместно с ЭМГПС в дозе 25 мг/кг уменьшал количество отдергиваний левой задней лапы в ответ на механическое воздействие в области операционного шва в 2,6, 5,0 и 7,5 раза соответственно в 1-е, на 2-е и 3-и сутки после операции (p<0,05) по сравнению с контрольной группой (см. табл. 1). Количество отдергиваний левой задней лапы при воздействии на плюсну волоском фон Фрея эта комбинация препаратов значимо снижала в 1-е и 2-е сутки после хирургической манипуляции: до значения медианы, равного 0,5, в 1-е сутки; полностью устраняла повышенную чувствительность к механической стимуляции на 2-е сутки после операции (см. табл. 2).

Эторикоксиб в дозе 1 мг/кг совместно с ЭМГПС в дозе 25 мг/кг снижал болевую чувствительность в области операционного шва на 33,3% в 1-е сутки после операции, в 2,9 раза — на 2-е сутки и полностью устранял ее на 3-и сутки. При этом в 1-е, 2-е и 3-и сутки после операции в группе прооперированных крыс, которым вводили комбинацию эторикоксиба в дозе 1 мг/кг и ЭМГПС в дозе 25 мг/кг, не зарегистрировано повышения чувствительности плюсны левой задней лапы к механической стимуляции (см. табл. 1, 2). Статистически значимой разницы между контрольной группой животных и группами крыс, которым вводили комбинации препаратов, на 4-е сутки после операции выявлено не было ввиду развившегося снижения чувствительности у крыс в области прооперированной лапы в контрольной группе. При этом чувствительность правой задней лапы крыс к механическому воздействию значимо не изменялась по сравнению с соответствующими значениями за 1 сут до операции во всех опытных группах во все дни регистрации (см. табл. 3).

Масса крыс с моделью послеоперационной гипералгезии в контрольной группе в 1—4-е сутки после хирургической манипуляции значимо не отличалась от соответствующих значений, зафиксированных за 1 сут до нее (табл. 4), что характеризует развившуюся у животных болевую реакцию как болевую реакцию слабой выраженности, при которой не снижается потребление пищи и воды. Эторикоксиб в дозах 1 и 10 мг/кг, диклофенак натрия в дозе 1 мг/кг, ЭМГПС в дозе 25 мг/кг и комбинации НПВС в дозе 1 мг/кг с ЭМГПС в дозе 25 мг/кг не оказывали влияния на массу тела крыс после операции. Однако диклофенак натрия при пероральном введении в дозе 10 мг/кг с последующим переходом на 5 мг/кг 2 раза в сутки значимо снижал массу тела крыс начиная со 2-х суток после операции (см. табл. 4), что обусловлено развитием НПВС-индуцированной гастроэнтеропатии.

Таблица 4. Влияние диклофенака натрия, эторикоксиба и их комбинации с этилметилгидроксипиридина сукцинатом (ЭМГПС) на массу крыс с моделью послеоперационной гипералгезии, медиана (Q1; Q3)

Примечание. n — количество животных в группе на начало опыта; для диклофенака натрия при его курсовом введении сначала в дозе 10 мг/кг, затем в дозе 5 мг/кг указано количество животных в группе в каждый день регистрации; * — p<0,05 по сравнению с контрольной группой, критерий Манна—Уитни с поправкой Бонферрони.

Одним из показаний к применению НПВС является их назначение в периоперационном периоде в рамках мультимодальной аналгезии, позволяющей за счет использования препаратов с разным механизмом действия добиться максимального анальгетического эффекта при меньших дозах лекарственных препаратов и, следовательно, снижения дозозависимой частоты и выраженности их побочных эффектов [1, 11, 12]. В клинической практике с целью уменьшения интенсивности послеоперационной боли НПВС рекомендовано назначать за 30—40 мин до операции. При этом учитывают, что применение НПВС в периоперационном периоде сопровождается повышением риска кровотечений из операционной раны [11].

В проведенном нами исследовании первое введение эторикоксиба, диклофенака натрия и их комбинаций с ЭМГПС осуществляли до операции для обеспечения снижения периферической сенситизации ноцицепторов при хирургических разрезах. Эторикоксиб при курсовом пероральном введении в дозе 10 мг/кг проявил анальгетический эффект у животных с послеоперационной гипералгезией, который обусловлен ингибированием препаратом ЦОГ-2 [13] с последующим снижением образования провоспалительных ПГ, сенсибилизирующих ноцицепторы. Для диклофенака натрия наряду с его действием на ЦОГ описана способность влиять на участвующий в трансдукции ванилоидный V1-канал переменного рецепторного потенциала TRPV1 [14], снижать повышенные при воспалении активность и экспрессию кислоточувствительного ионного канала ASIC на периферических ноцицептивных нейронах [15], блокировать натриевый канал в ганглионарных нейронах дорсальных корешков [16] и модулировать кинетику инактивации тетродотоксин-нечувствительного натриевого канала в ноцицептивных нейронах [17], активировать калиевый канал KCNQ2/Q3 в культуре кортикальных нейронов [18]. В проведенном нами эксперименте не наблюдалось и дозозависимого усиления противоболевого действия диклофенака натрия, что можно связать с дозозависимым повышением выраженности его побочного действия, в результате которого при пероральном введении препарата в дозе 10 мг/кг с переходом на дозу 5 мг/кг (дважды в сутки) погибли 5 из 10 крыс в группе. Ранее мы также регистрировали побочное действие диклофенака натрия при его курсовом введении. Так, ежедневное (1 раз в сутки) пероральное 2-недельное введение этого неселективного ингибитора ЦОГ в дозе 5 мг/кг крысам без экспериментальной патологии вызывало развитие железодефицитной анемии, а продолжение введения диклофенака натрия в этой дозе на протяжении еще 1 нед привело к гибели 4 из 10 животных в группе, при вскрытии которых выявили симптомы вызванного диклофенаком натрия воспаления ЖКТ [19]. Ежедневное (1 раз в сутки) пероральное 10-дневное введение диклофенака натрия в дозе 10 мг/кг крысам без экспериментальной патологии вызывало снижение массы тела животных и гибель 4 из 10 крыс в группе [20].

Пероральное введение диклофенака натрия, как и эторикоксиба, в дозе 1 мг/кг совместно с ЭМГПС в дозе 25 мг/кг крысам с моделью послеоперационной гипералгезии приводило к усилению выраженности противоболевого действия НПВС, при этом не было выявлено побочного действия препаратов. Усиление выраженности противоболевого действия НПВС при их применении в малой дозе, 1 мг/кг, совместно с ЭМГПС в дозе 25 мг/кг у крыс с моделью послеоперационной гипералгезии может быть обусловлено несколькими компонентами механизма действия ЭМГПС. Во-первых, его антиоксидантным действием [4, 21], за счет которого уменьшается образование активных форм кислорода, при воспалении выступающих в роли альгогенов. Во-вторых, способностью ЭМГПС снижать активность фосфолипазы A2 [22], за счет чего подавляется образование субстрата ЦОГ арахидоновой кислоты и, следовательно, ПГ. В-третьих, ЭМГПС обладает мембранотропным действием [21] и модулирует активность ГАМК-бензодиазепинового комплекса, усиливая его способность к связыванию [23]. ГАМК (гамма-аминомасляная кислота) — основной тормозной нейромедиатор, играющий важную роль в регуляции боли [24].

Установлено, что диклофенак натрия в дозе 1 мг/кг, эторикоксиб в дозе 1 мг/кг и этилметилгидроксипиридина сукцинат в дозе 25 мг/кг при курсовом пероральном введении (2 раза в сутки в течение 4 дней) не оказывают значимого противоболевого действия у крыс с моделью послеоперационной гипералгезии. Однако введение ингибиторов циклооксигеназы в дозе 1 мг/кг с этилметилгидроксипиридина сукцинатом в дозе 25 мг/кг приводит к развитию значимого противоболевого эффекта, что свидетельствует о способности этилметилгидроксипиридина сукцината усиливать действие диклофенака натрия и эторикоксиба.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.