Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Капелько В.И.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии» Минздрава России, Москва, Россия

Лакомкин В.Л.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии» Минздрава России, Москва, Россия

Тимошин А.А.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии» Минздрава РФ, Москва, Россия

Родненков О.В.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии» Минздрава РФ, Москва, Россия

Зорин А.В.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии» Минздрава РФ, Москва, Россия

Абрамов А.А.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии» Минздрава России, Москва, Россия

Лукошкова Е.В.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии» Минздрава России, Москва, Россия

Ермишкин В.В.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии» Минздрава России, Москва, Россия

Грамович В.В.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии» Минздрава России, Москва, Россия

Выборов О.Н.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии» Минздрава России, Москва, Россия

Драгнев А.Г.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии» Минздрава РФ, Москва, Россия

Арзамасцев Е.В.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии» Минздрава РФ, Москва, Россия

Ванин А.Ф.

ФГБУН «Институт химической физики им. Н.Н. Семенова» РАН, Москва, Россия;
Институт регенеративной медицины, ФГАОУ ВО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова» Минздрава России, Москва, Россия

Применение природного донора оксида азота в кардиологии

Авторы:

Капелько В.И., Лакомкин В.Л., Тимошин А.А., Родненков О.В., Зорин А.В., Абрамов А.А., Лукошкова Е.В., Ермишкин В.В., Грамович В.В., Выборов О.Н., Драгнев А.Г., Арзамасцев Е.В., Ванин А.Ф.

Подробнее об авторах

Журнал: Кардиологический вестник. 2019;14(2): 26‑35

Просмотров: 749

Загрузок: 22

Как цитировать:

Капелько В.И., Лакомкин В.Л., Тимошин А.А., Родненков О.В., Зорин А.В., Абрамов А.А., Лукошкова Е.В., Ермишкин В.В., Грамович В.В., Выборов О.Н., Драгнев А.Г., Арзамасцев Е.В., Ванин А.Ф. Применение природного донора оксида азота в кардиологии. Кардиологический вестник. 2019;14(2):26‑35.
Kapelko VI, Lakomkin VL, Timoshin AA, Rodnenkov OV, Zorin AV, Abramov AA, Lukoshkova EV, Ermishkin VV, Gramovich VV, Vyborov ON, Dragnev AG, Arzamastsev EV, Vanin AF. Application of native NO-donor in cardiology. Russian Cardiology Bulletin. 2019;14(2):26‑35. (In Russ.).
https://doi.org/10.17116/Cardiobulletin20191402126

?>

Введение

В последние десятилетия нитроксид (оксид азота, NO) привлекает внимание очень широкого круга биологов, биохимиков, физиологов и клиницистов разных специальностей. Это обусловлено повсеместной распространенностью данной молекулы и ее участием во многих физиологических и патологических процессах. В системе кровообращения нитроксид играет ключевую роль в регуляции тонуса сосудов и является одним из важных модуляторов функции сердца.

Образование нитроксида и его роль в регуляции тонуса сосудов

Нитроксид является двухатомным свободным радикалом, имеющим непарный электрон, придающий данной молекуле высокую реактивную способность. В этом он сходен с другой активной формой кислорода — супероксидом, но в отличие от последнего, образующегося при многих окислительных процессах, нитроксид образуется специальным ферментом — нитроксидсинтазой (NOS). Нейтральный заряд нитроксида обеспечивает этой молекуле легкое проникновение через мембраны.

После связывания нитроксида с тиоловыми группами различных белков (S-нитрозилирование) он утрачивает подвижность и биологическую активность. Именно S-нитрозирование тиоловых групп белков позволяет нитроксиду осуществлять биологическое действие на ионные каналы, образование внутриклеточных посредников и т. д. Кроме того, нитроксид, связываясь с глутатионом, образует S-нитрозоглутатион (GSNO). Повышенное сродство нитроксида к железу позволяет ему связываться с различными молекулами, содержащими гемовое и негемовое железо [1].

Известны 3 изоформы NOS: NOS1 (nNOS) — нейрональная, или конститутивная, NOS2 (iNOS) — индуцибельная и NOS3 (eNOS) — эндотелиальная. NOS1 и NOS3 локализованы в клетках, а NOS2 находится в крови и способна образовывать нитроксид в очень больших количествах, необходимых для борьбы с инфекцией. Изоформы NOS1 и NOS3 осуществляют регуляторную функцию в системе кровообращения, нитрозилируя мембранные и цитоплазматические белки. В миокарде NOS3 локализована главным образом в эндотелиальных и эндокардиальных клетках, а в кардиомиоцитах она располагается в плазмалемме и Т-тубулах. NOS1 локализована преимущественно внутри миоцитов — в мембранах саркоплазматического ретикулума и митохондриях, она также широко представлена в адренергических и холинергических волокнах. В сосудах NOS3 локализована в эндотелии, она активируется главным образом под влиянием напряжения сдвига, повышающегося при ускорении потока крови [2]. Выделяемый нитроксид снижает тонус сосуда, тем самым поддерживая нормальное артериальное давление.

Создание стабильного донора нитроксида

Нарушение NO-зависимого расслабления сосудов отмечают при широком спектре заболеваний системы кровообращения, а также при наличии факторов риска, в том числе при диабете, ожирении, гипокинезии, атеросклерозе, старении [3]. Обычно это состояние называют эндотелиальной дисфункцией, хотя данное понятие является более широким. Повышение сниженного уровня нитроксида может быть достигнуто как стимуляцией его синтеза, так и введением разнообразных нитросоединений, обладающих способностью высвобождать нитроксид. Органические нитраты оказывают самое быстрое и выраженное воздействие на стенокардию [4], они также незаменимы в случаях осложненных гипертонических кризов при наличии дисфункции или ишемии миокарда [5]. Механизм действия нитратов связан с их способностью расширять системные вены, артерии и артериолы и тем самым снижать нагрузку на сердце. Однако эффективность нитратов снижается при неоднократном или длительном применении — возникает состояние нитротолерантности, при которой снижается и реакция сосудов на ацетилхолин. Толерантность к нитратам наблюдают при их регулярном приеме у 60—75% пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС) [4], она исчезает после отмены препарата. Механизмы толерантности рассмотрены в обзоре [6].

В случае с нитратами проблема осложняется наличием у них разного механизма действия, хотя общей чертой является окисление тиоловых групп белков. Установлено, что вазодилатирующая способность нитратов примерно соответствует количеству нитратных групп в молекуле. Нитроглицерин и тетранитраты вызывают полумаксимальное расслабление в концентрациях менее 0,1 мкМ, в то время как аналогичная концентрация динитратов составляет около 10 мкМ, а мононитратов — более 100 мкМ [7].

Тиоловые доноры нитроксида представляют особый класс нитросоединений. Высокая реакционная способность нитроксида связываться с супероксидом или гемовым железом ограничивает его возможности выступать в качестве регулятора метаболических процессов. Связывание NO с тиолами позволяет не только сохранить молекулу NO, но и транспортировать ее внутри клетки или через мембраны, оказывая действие, подобное эндотелий-зависимому фактору расслабления [8]. Такими соединениями являются низкомолекулярные S-нитрозотиолы (RS-NO+) и более сложные динитрозильные комплексы негемового железа (ДНКЖ). Кроме того, эти соединения могут присоединяться к тиоловым группам белков, образуя сложные высокомолекулярные белковые комплексы.

ДНКЖ с тиолсодержащими лигандами были открыты и идентифицированы А.Ф. Ваниным в тканях животных и микроорганизмах еще в 60-е годы [9, 10]. Свойство ДНКЖ и S-нитрозотиолов депонировать нитроксид и высвобождать по мере снижения его содержания в клетках создает основу для использования ДНКЖ в качестве препарата пролонгированного действия в отличие от большинства органических нитратов, эффект которых является кратковременным. Изучение вазодилататорного действия ДНКЖ, начатое А.Ф. Ваниным около 20 лет назад [8], в течение длительного времени было затруднено крайней нестабильностью комплексов в естественных условиях, и лишь в последние годы благодаря разработке новой технологии синтеза удалось создать стабильную форму комплексов (патент РФ № 2291880 от 01.12.05). На ее основе в РКНПК под руководством акад. Е.И. Чазова и проф. А.Ф. Ванина был синтезирован препарат Оксаком (оксида азота комплекс) и начаты его экспериментальные исследования.

Результаты исследований

Действие Оксакома на артериальное давление (АД)

Испытание данной формы у крыс и обезьян, проведенное в РКНПК под руководством акад. Е.И. Чазова [11, 12], показало наличие двухфазного действия. Быстрое снижение АД, наступавшее в течение 1—2 мин, по глубине и длительности было подобно эффекту нитропруссида, оно обусловлено частичным освобождением NO из комплексов. Сниженный уровень АД почти восстанавливался через 3—4 мин после болюсного введения препарата, но после 5 мин наступала вторая фаза снижения АД, которая в зависимости от дозы введенного препарата могла длиться десятки минут (рис. 1).

Рис. 1. Динамика среднего АД (САД, в %) у крыс Wistar (светлые символы) и SHR (темные символы) при действии ДНКЖ в дозах 10 мг/кг (W10 и S10) и 80 мг/кг (W80 и S80). Пунктирная линия соответствует 95% уровню от исходной величины.
При этом выяснилось, что гипертензивные крысы, у которых исходный уровень АД был повышен в 1,5 раза, реагируют на введение ДНКЖ более глубокой и длительной гипотензией. При введении умеренных доз ДНКЖ длительность эффекта у крыс SHR была увеличена в 1,5—2 раза по сравнению с нормотензивными крысами Wistar [11]. Аналогичный результат был получен при введении Оксакома обезьянам [12].

Быстрая (2—3 мин) стадия характерна для действия всех доноров NO и скорее всего определяется появлением в крови NO в результате распада низкомолекулярных ДНКЖ на составляющие их компоненты. С этим согласуются результаты измерения содержания ДНКЖ при различных способах введения Оксакома крысам. Динамика ДНКЖ при внутривенном введении быстро достигает пика, что соответствует быстрой фазе снижения АД, и затем экспоненциально снижается (рис. 2),

Рис. 2. Динамика содержания ДНКЖ (нмоль/г) в крови при различных способах введения [13].
в то время как при подкожном или внутримышечном введении максимальный уровень ДНКЖ достигается постепенно, но зато удерживается на таком уровне более длительно. Внутрибрюшинное введение было менее эффективно, а ректальное — вовсе неэффективно [13].

После необходимых доклинических исследований, выполненных под руководством проф. Е.В. Арзамасцева, препарат получил разрешение МЗ на проведение первой фазы клинических испытаний. Исследования были выполнены в отделении, руководимом акад. Е.И. Чазовым [14].

В клиническом испытании приняли участие 14 здоровых добровольцев, мужчин в возрасте от 21 года до 45 лет, средний возраст составил 33,6±2,0 года. У всех добровольцев отсутствовали хронические заболевания, требовавшие постоянного приема каких-либо медикаментов. У 4 пациентов имелось указание в анамнезе на транзиторные подъемы АД >140/80 мм рт.ст., однако на момент обследования они являлись нормотониками. Никто из обследуемых ранее не пользовался гипотензивными препаратами. Оксаком, растворенный в физиологическом растворе, вводили внутривенно (5 мг/кг в течение 3 мин), после чего испытуемые находились в палате интенсивной терапии 24 ч под наблюдением врача, проводившего исследование, и врача блока интенсивной терапии.

Гемодинамические эффекты в ответ на введение препарата характеризовались снижением АД у всех пациентов и увеличением частоты сердечных сокращений (ЧСС). Снижение А.Д. начиналось в ходе введения препарата, и наименьший его уровень наблюдался через 3—4 мин (рис. 3),

Рис. 3. Динамика ЧСС, уд/мин и среднего АД (САД, мм рт.ст.) при введении Оксакома здоровым добровольцам. Средние данные M±SE (n=14).
т. е. к концу введения или сразу после него. При этом систолическое и диастолическое давление снижалось примерно одинаково — систолическое — с 137±4 до 110±4 мм рт.ст., а диастолическое — с 85±2 до 61±3 мм рт.ст. ЧСС быстро возрастала в ходе введения примерно на 32%, а затем возвращалась к исходному уровню через 7—10 мин (см. рис. 3), когда наступала стабилизация АД на целевом уровне (–20% от исходного). Мониторирование А.Д., проведенное у 11 испытуемых в течение 9 ч, а у 7 в течение 11 ч, показало, что эффект сохранялся вплоть до ночи. У некоторых испытуемых пониженный уровень АД сохранялся в течение суток.

Этот результат вполне соответствует полученным ранее на животных [11], за исключением того, что у крыс аналогичная степень снижения АД достигалась при дозе 20 мг/кг, оно происходило быстрее, и его длительность была значительно короче. Мы полагаем, что причиной этого различия является менее интенсивный окислительный метаболизм в организме человека. Действительно, длительность гипотензивного действия Оксакома у крыс, кроликов, обезьян-макак и человека была приблизительно пропорциональна массе тела. Известно, что основными эндогенными агентами, способными разрушать ДНКЖ, являются анионы супероксида. Их повышенное образование в организме животных вследствие интенсивных окислительных процессов и приводит, по-видимому, к быстрому распаду появляющихся ДНКЖ и тем самым к ускоренному восстановлению исходного уровня А.Д. Это предположение подтверждается замедленным распадом ДНКЖ в крови добровольцев (до 5 ч) по сравнению с крысами. Даже при введении ДНКЖ в дозе, превышающей более чем в 10 раз дозу для человека, комплексы в крови крыс исчезали в течение получаса [11].

В этой работе впервые было показано, что под влиянием Оксакома «изменяются параметры насосной функции сердца. Сама насосная функция (минутный объем, ударный объем, фракция выброса) оставалась неизменной, но наполнение левого желудочка (ЛЖ) через час после введения уменьшалось, о чем свидетельствует уменьшение конечного диастолического объема ЛЖ с 121±6 до 87±3 мм рт.ст. (p<0,01). Это соответствует эффекту других нитратов [5]. Уменьшение притока к сердцу происходит за счет хорошо известного расслабляющего действия оксида азота на тонус артерий и вен. В этих условиях компенсация выброса может осуществляться за счет сниженного сопротивления, повышенной симпатической активации и лузитропного действия NO [15, 16], облегчающего наполнение ЛЖ.

Таким образом, проведенные исследования показывают, что Оксаком по своим физиологическим свойствам может рассматриваться как перспективное гипотензивное лекарственное средство. Основное его достоинство состоит в способности вызывать у человека длительную гипотензию, обусловленную образованием в крови и тканях органов, стабильно связанных с белком ДНКЖ, которые при посредстве их низкомолекулярных аналогов обеспечивают поступление NO к сосудистым клеткам.

Далее была проведена вторая фаза клинических испытаний [17]. В исследование включили 30 больных мужского пола в возрасте от 35 до 73 лет (средний возраст 55,5±10,8 года). У всех пациентов установлена эссенциальная или вторичная артериальная гипертония (АГ) 2—3-й степени тяжести. У 13 (43,3%) больных наблюдали признаки гипертонических кризов. Исходный уровень систолического АД перед введением препарата составлял 185±19 мм рт.ст., диастолического АД — 108±14 мм рт.ст. У 60% больных АГ носила эссенциальный характер, а у 40% трактовалась как вторичная. Среди пациентов 40% не получали регулярной гипотензивной терапии, а 60% принимали различные гипотензивные препараты с недостаточным эффектом.

Пациенты были рандомизированы в две группы по 15 человек, в одной группе Оксаком вводили внутривенно в дозе 1,5 мг/кг в течение 3 мин, а в другой — в дозе 3 мг/кг в течение 5 мин. Целью введения было снижение АД не менее чем на 20% от исходного уровня в соответствии с общепринятыми международными рекомендациями. В ходе выполнения процедур в рамках протокола клинического исследования не зарегистрировано тяжелых побочных эффектов, связанных с введением препарата. Все больные во время введения препарата и в течение 10—20 мин после отмечали чувство жара, гиперемию лица.

Введение препарата у всех пациентов вызывало снижение АД и увеличение ЧСС. Снижение А.Д. отмечали уже через несколько минут, пик снижения достигался через 20 мин, когда уровень АД снижался на 22%. Уровень А.Д. оставался сниженным в течение 8 ч, его величина составляла 84% от исходного, конечные цифры составляли 152/90 мм рт.ст. ЧСС изменялась незначительно. Эффективность введения разных доз препарата была одинакова.

Большая длительность гипотензивного эффекта Оксакома и отсутствие побочных эффектов выгодно отличают его от других лекарственных средств, применяемых для купирования гипертонического криза. Так, нитропруссид натрия вызывает выраженный кратковременный эффект, прекращающийся с прекращением введения препарата. Клонидин оказывает выраженное влияние на мозговой кровоток, нифедипин у некоторых больных может вызывать интенсивную головную боль, а также неконтролируемую артериальную гипотонию (особенно в сочетании с магния сульфатом), гидралазин повышает внутричерепное давление и может ухудшить мозговое кровообращение вследствие появления зон высокого и низкого давления.

Действие Оксакома на миокард

Непосредственное действие Оксакома на сердце было изучено на модели изолированного сердца крыс, перфузируемого по методу Лангендорфа при постоянном давлении 80 мм рт.ст. раствором Кребса—Хензелайта при 37 °C [18]. В ЛЖ вставляли латексный баллончик, объем которого поддерживали постоянным при диастолическом давлении около 6 мм рт.ст. Таким образом, ЛЖ сокращался в изоволюмическом режиме. В баллончике измеряли давление, максимальный уровень которого отражал максимальную силу сокращения. Рассчитывали показатель сократимости посредством деления максимальной скорости развития давления на величину давления в ЛЖ в момент максимума скорости, и индекс расслабления — отношение максимальной скорости снижения давления к величине развиваемого давления. В различных сериях Оксаком, вводимый в перфузионный раствор, поступающий в коронарные сосуды, использовали в диапазоне концентраций от 0,01 до 0,9 мкМ.

Наиболее ранним и отчетливым эффектом Оксакома было увеличение скорости коронарного потока, увеличение которой в условиях постоянного перфузионного давления свидетельствовало о снижении тонуса коронарных сосудов. Она достоверно возрастала, начиная с концентрации 0,03 мкМ, и сохранялась на этом уровне на протяжении по крайней мере 15 мин. Увеличение концентрации практически ничего не прибавляло — скорость коронарного потока оставалась повышенной на уровне 15—20%.

Изменения параметров сократительной функции миокарда были значительно меньше, чем реакция коронарных сосудов, но и там были отмечены концентрационные различия. Развиваемое давление и максимальная скорость развития давления вначале определенно снижались при действии низких концентраций Оксакома. Индекс сократимости вначале при действии низких концентраций (0,01—0,03 мкМ) снижался, а при более высоких (0,1—0,9 мкМ) повышался, изменения были порядка 10—15%, но затем происходила нормализация. Изоволюмический индекс расслабления вначале снижался, но быстро восстанавливался. Начальное диастолическое давление в ЛЖ изменялось противоположным образом.

Таким образом, эффект Оксакома проявлялся только на скорость коронарного потока, остальные параметры после первоначальных изменений быстро нормализовались.

Опыты in vivo. Опыты выполняли на самцах крыс Вистар (наркоз — кетамин 100 мг/кг) по методике, детально изложенной в работе [19]. Оксаком (10 мг/кг) быстро снижал АД, а ЧСС, напротив, возрастала (рис. 4).

Рис. 4. Действие Оксакома на показатели сократительной функции сердца контрольных крыс in vivo. Максимальное АД, развиваемое ЛЖ (ЛЖ макс), конечное диастолическое давление в ЛЖ (ЛЖД к.д.), максимальную скорость развития давления d (ЛЖД)/dt, индекс сократимости (ИС = отношение максимальной скорости развития давления к величине давления в ЛЖ в момент максимума скорости), индекс расслабления (ИР = отношение максимальной скорости падения давления к величине давления в ЛЖ в момент максимума скорости), константа скорости изоволюмического расслабления (КИР). Тонкие линии показывают результаты отдельных опытов, жирные линии — средние реакции.
Соответственно снижению АД немного снижалось и систолическое, и диастолическое давление в ЛЖ, но показатели сократимости заметно возрастали. В отличие от этого расслабление замедлялось. Повышенные дозы Оксакома усиливали степень изменения параметров. Динамика изменений показателей расслабимости и сократимости была тесно связана с динамикой АД (рис. 5),
Рис. 5. Начальные изменения (в % к исходным величинам) АД, индекса сократимости (ИС) и константы скорости изоволюмического расслабления (КИР) при введении Оксакома в контрольных опытах. График построен на основании средних величин из рис. 4.
что соответствует нашим данным на изолированном сердце, а также мнению других авторов, согласно которому доноры оксида азота не оказывают существенного влияния на сократительные свойства здорового сердца [15, 16]. Но в этих опытах АД изменялось несущественно, а при действии Оксакома снижение АД было весьма значимым, приток к сердцу уменьшался, о чем свидетельствовало снижение диастолического давления в ЛЖ (см. рис. 4), поэтому для сохранения прежнего ударного выброса происходило повышение сократимости миокарда.

Естественно предполагать, что ведущей причиной повышения сократимости при внезапном снижении АД является барорефлекс. В пользу этого свидетельствует компенсаторная активация частоты сокращений (см. рис. 3), которая могла быть частично обусловлена симпатической стимуляцией сердца. Однако блокада бета-адренорецепторов не повлияла на учащение сокращений при введении Оксакома [20] и лишь немного углубила снижение А.Д. Кроме того, для действия катехоламинов характерно повышение и сократимости, и расслабимости миокарда. Однако результаты отчетливо показали быстрое снижение константы скорости расслабления, динамика которой близко совпадала с динамикой снижения АД.

Эти данные позволяют предполагать наличие прямого действия нитроксида на кардиомиоциты. Известно, что нитроксид вырабатывается в каждом сердечном цикле [21], поскольку NOS3 и NOS1 являются кальций-зависимыми ферментами и образование нитроксида возрастает при усилении сокращений. Эти ферменты оказывают разное действие. Активация NOS3, нитрозилируя тиоловые группы медленных кальциевых каналов, уменьшает вход Са++ в кардиомиоциты и тем самым оказывает отрицательное инотропное действие [22]. Нитроксид, вырабатываемый в клетках изоферментом NOS1, действует двояко. Специфическое действие состоит в активации растворимой гуанилатциклазы, в результате из ГТФ получается цГМФ, который активирует протеинкиназу G; эта протеинкиназа снижает активность SERCA2 [23] — «кальциевого насоса» мембран саркоплазматического ретикулума, в результате замедляется поглощение Са++.

Неспецифическое действие нитроксида состоит в нитрозилировании тиоловых групп цистеинов, входящих в состав многих белков, что изменяет их функции. Именно этим объясняется множественность эффектов нитроксида. В частности, нитрозилирование тиоловых участков цистеина на молекуле рианодинового рецептора RyR2 [24] способствует выходу Са++ из саркоплазматического ретикулума, что оказывает положительное инотропное действие. Также и донор нитроксида — S-нитрозоглутатион — дозозависимо активировал канал RyR2 и увеличивал выход Са++ [25]. Таким образом, уменьшение входа внешнего Са++ компенсируется усилением мобилизации внутреннего Са++. Отчетливый эффект Оксакома на миокард проявляется, в частности, потому что введение Оксакома повышало содержание нитроксида в сердце значительно больше, чем в других органах [26].

Эффекты Оксакома при патологии системы кровообращения

Действие Оксакома было изучено на двух экспериментальных моделях —хронической сердечной недостаточности [19] и легочной гипертензии [27]. Опыты выполняли на наркотизированных кетамином (100 мг/кг) самцах крыс Вистар массой 400—450 г. Крысам за 4 нед до опыта вводили двукратную дозу изопротеренола 120 мг/кг. Инвазивное исследование показало наличие диастолической дисфункции — константа скорости изоволюмического расслабления была снижена почти вдвое, а конечное диастолическое давление повышено с 4 до 9 мм рт.ст. Оксаком вводили в яремную вену в дозе 10 мг/кг.

В контрольных опытах болюсное введение Оксакома оказывало немедленный эффект на гемодинамику — уже на первой минуте АД заметно снижалось, а ЧСС, напротив, возрастала (см. рис. 4). Систолическое и диастолическое давление в ЛЖ имело тенденцию к снижению, но +dP/dtmax, как и его производная — индекс сократимости, возрастали на 30%, а константа изоволюмического расслабления снижалась на такую же величину. Изменения обоих параметров тесно связаны с динамикой снижения АД (см. рис. 5).

Введение Оксакома крысам, получавшим изопротеренол, вызывало подобные изменения. Давление в артерии и ЛЖ, ЧСС, а также индекс сократимости изменялись так же, как и у животных контрольной группы (рис. 6),

Рис. 6. Действие Оксакома на показатели сократительной функции сердца крыс с ХСН in vivo. Тонкие линии — результаты отдельных опытов, жирные линии — средние величины. Обозначения те же, что и на рис. 4.
лишь константа изоволюмического расслабления продемонстрировала обратную динамику, т. е. не снижалась, а возрастала. Индекс сократимости и константа изоволюмического расслабления изменялись аналогичным образом, динамика роста обоих показателей практически совпадала, а максимальные изменения наблюдали через 60 с (рис. 7).
Рис. 7. Начальное действие Оксакома на индекс сократимости (ИС, верхняя кривая) и константу скорости изоволюмического расслабления (КИР, нижняя кривая) сердец крыс с ХСН in vivo (M±SE). График построен на основании средних величин из рис. 6.
Прирост константы изоволюмического расслабления в опытах на пораженных изопротеренолом сердцах был весьма заметным — в 1,5 раза. При этом наблюдалось отчетливое снижение конечного диастолического давления в ЛЖ с 9±0,9 до 3±0,4 мм рт.ст. через 1 мин. Его возвращение к исходному уровню было очень медленным, так что через 25 мин его уровень составлял 6±0,8 мм рт.ст.

Таким образом, Оксаком оказывал положительное инотропное и лузитропное действие на миокард при диастолической дисфункции. Наиболее интересным является противоположное действие на «расслабимость» миокарда — снижение в контроле и повышение при хронической сердечной недостаточности (ХСН) (рис. 8).

Рис. 8. Действие Оксакома на АД в большом (верхние кривые) и малом (нижние кривые) круге кровообращения у контрольных и получавших монокроталин крыс (M±SE).
Подобный эффект — ускорение расслабления — наблюдали и при другой патологии — гипертонии, вызванной ангиотензином II [28].

Эти данные позволяют предположить, что действие нитроксида на миокард зависит от состояния NO-синтаз. Известно, что активность NO-синтаз снижена при разных видах патологии сердца [29, 30], а недостаточное S-нитрозилирование рианодинового рецептора приводило к накоплению Са++ в миоплазме — кальциевой перегрузке [31], возможно, из-за сниженной функции кальциевой АТФазы ретикулума. В этих условиях экзогенный нитроксид может восстановить нужный уровень S-нитрозилирования, что сопровождается ускорением расслабления и облегчением наполнения ЛЖ [15, 16]. В работе [32], выполненной на сердцах здоровых молодых добровольцев, предварительное введение ингибитора NO-синтаз значительно увеличивало конечный систолический объем ЛЖ и уменьшало ударный объем. На этом фоне донор нитроксида S-нитрозоглутатион восстанавливал эти параметры и даже немного повышал ударный объем. Следует отметить, что доза S-нитрозоглутатиона была столь мала, что не вызвала снижения АД и, следовательно, наблюдаемые эффекты были целиком обусловлены действием нитроксида на миокард.

Таким образом, можно полагать, что в наших опытах измененная реакция расслабимости миокарда при введении Оксакома при недостаточности сердца связана со снижением активности NO-синтаз миокарда. Одновременное повышение сократимости и расслабимости миокарда, не связанное с симпатической стимуляцией, делает препарат Оксаком перспективным для терапии ХСН.

Легочная артериальная гипертония (ЛАГ) — относительно редкое заболевание, но терапия его дорога и малоэффективна. Одним из важных механизмов патогенеза ЛАГ является сниженное образование оксида азота в эндотелиоцитах легочных сосудов. В нашей работе на модели ЛАГ, созданной введением монокроталина, мы поставили целью выяснить, способен ли Оксаком снизить давление в малом круге. Через 3 нед после введения монокроталина (60 мг/кг) у наркотизированных крыс (кетамин 100 мг/кг) катетеризировали правый желудочек через яремную вену и измеряли давление в нем. Одновременно регистрировали АД в бедренной артерии и ЭКГ.

Систолическое давление в правом желудочке (СДПЖ) у крыс, получивших монокроталин, возросло вдвое по сравнению с контрольной группой — с 35 до 70 мм рт.ст., но индекс сократимости миокарда снизился на 28%, увеличилась длительность комплекса QRS, возрос зубец Т. Внутривенное введение Оксакома (40 мг/кг) этим животным быстро снижало СДПЖ в среднем на 12±3 мм рт.ст., и этот уровень сохранялся на протяжении 1 ч наблюдения. У контрольных крыс такой эффект отсутствовал. АД в большом круге в обеих группах снижалось одинаково, причем степень его снижения через 1 ч (–18%) точно совпадала с гипотензивным эффектом Оксакома на систему малого круга. Следовательно, чувствительность сосудов малого круга к Оксакому при ЛАГ возрастала. Результаты показали, что Оксаком является перспективным средством для устойчивого снижения давления в малом круге при ЛАГ, но требуется дальнейшая работа по созданию модифицированной жирорастворимой ингаляционной формы Оксакома, способной проникать через слой сурфактанта легочных альвеол и оказывать длительное гипотензивное действие.

Заключение

Известно, что в системе кровообращения нитроксид (оксид азота, NO) играет ключевую роль в регуляции тонуса сосудов и является одним из важных модуляторов функции сердца. Однако гипотензивный эффект NO, образующегося после приема нитратов, кратковременен из-за быстрого исчезновения молекулы в кровотоке. Создание А.Ф. Ваниным устойчивого донора нитроксида — динитрозильных комплексов железа, и синтез препарата Оксаком позволили устойчиво снижать АД у животных и людей за счет постепенного освобождения оксида азота из комплексов, являющихся естественным депо оксида азота в клетках. S-нитрозирование тиоловых групп белков позволяет нитроксиду оказывать биологическое действие как на мембраны, так и на внутриклеточные белки, участвующие в транспорте ионов. Чувствительность сосудов к действию Оксакома возрастает при патологии, сочетающейся со снижением активности NO-синтаз — при гипертонии большого и малого круга. Действие Оксакома на изолированное сердце контрольных крыс проявлялось отчетливым снижением тонуса коронарных сосудов, изменения сократимости и расслабимости миокарда были невелики и кратковременны. В опытах in vivo сердца этих крыс реагировали отчетливым повышением сократимости и снижением расслабимости миокарда. Но в опытах на крысах с ХСН, вызванной изопротеренолом, введение Оксакома ускоряло процессы сокращения и расслабления миокарда, значительно снижало диастолическое давление в Л.Ж. Из данных литературы известно, что при ХСН снижена активность NO-синтаз миокарда, поэтому введение Оксакома восстанавливает модулирующее действие оксида азота на процессы ионного транспорта. Одновременное повышение сократимости и расслабимости миокарда делает препарат Оксаком перспективным для терапии ХСН.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 18−015−00271.

Признательность. Авторский коллектив глубоко признателен академику Евгению Ивановичу Чазову, под руководством которого был создан препарат Оксаком и проведены клинические испытания.

Сведения об авторах

Капелько Валерий Игнатьевич — д.м.н., главный научный сотрудник, зав. лабораторией экспериментальной патологии сердца ИЭК ФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава России; https://orcid.org/0000-0003-3096-7434

Лакомкин Владимир Леонидович — к.м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории экспериментальной патологии сердца ИЭК им. ФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава России; https://orcid.org/0000-0002-5155-7699

Абрамов Александр Александрович — научный сотрудник лаборатории экспериментальной патологии сердца ИЭК ФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава России; https://orcid.org/0000-0001-8294-8273

Тимошин Александр Анатольевич — д.б.н., вед. научный сотрудник лаборатории физико-химических методов исследования НИИЭК ФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава России; https://orcid.org/0000-0002-9688-8037

Родненков Олег Владимирович — к.м.н., ст. научный сотрудник отделения легочной гипертензии и других заболеваний сердца ИКК им. А.Л. Мясникова ФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава России

Зорин Андрей Владимирович — к.м.н., научный сотрудник отделения легочной гипертензии и других заболеваний сердца ИКК им. А.Л. Мясникова ФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава России

Грамович Владимир Владимирович — к.м.н., ст. научный сотрудник отделения легочной гипертензии и других заболеваний сердца ИКК им. А.Л. Мясникова ФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава России; https://orcid.org/0000-0003-3292-0912

Выборов Олег Николаевич — к.м.н., научный сотрудник отделения легочной гипертензии и других заболеваний сердца ИКК им. А.Л. Мясникова ФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава России

Драгнев Анатолий Георгиевич — врач анестезиолог-реаниматолог отделения легочной гипертензии и других заболеваний сердца ИКК им. А.Л. Мясникова ФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава России

Лукошкова Елена Владимировна — д.б.н., вед. научный сотрудник лаборатории экспериментальной патологии сердца ИЭКФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава России; https://orcid.org/0000-0002-1564-3469; тел.: +7(495)414-6751

Ермишкин Владимир Вячеславович — к.б.н., вед. научный сотрудник лаборатории экспериментальной патологии сердца ИЭК отделения легочной гипертензии и других заболеваний сердца ИКК им. А.Л. Мясникова ФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава России; https://orcid.org/0000-0002-3965-0233

Арзамасцев Евгений Вениаминович — д.б.н., гл. научный сотрудник, руководитель лаборатории лекарственной токсикологии отделения легочной гипертензии и других заболеваний сердца ИКК им. А.Л. Мясникова ФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава России

Ванин Анатолий Федорович — д.б.н., гл. научный сотрудник, зав. лабораторией физической химии биополимеров «ФГБУН Институт химической физики им. Н.Н. Семенова» РАН, гл. научный сотрудник Института регенеративной медицины Сеченовского университета

Место выполнения: лаборатория экспериментальной патологии сердца ИЭК, отделение легочной гипертензии и других заболеваний сердца ИКК им. А.Л. Мясникова, ФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава России; 121552, Москва, 3-я Черепковская ул., 15, а

Контактная информация:

Капелько Валерий Игнатьевич — д.м.н., рук. лаб. экспериментальной патологии сердца; тел.: +7(495)414-6754; моб. тел.: +7(915)185-6032; e-mail: valk69@yandex.ru; Phone: +7(495)414-6754; fax.: +7(495)414-6699; e-mail: valk69@yandex.ru

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail