Кардиотропное действие природного донора оксида азота при доксорубициновой кардиомиопатии

В настоящее время хроническая сердечная недостаточность (ХСН) — одна из ведущих причин смерти в России. Несмотря на обширный арсенал лекарственных средств, активно ведется поиск новых способов терапии, среди которых можно отметить подход, использующий естественные соединения. Одним из них является оксид азота (нитроксид), постоянно образующийся в кардиомиоцитах в ходе каждого сердечного цикла [1] двумя нитроксид-синтазами — NOS-3, локализованной на сарколемме, и NOS-1, находящейся в саркоплазме вблизи митохондрий и саркоплазматического ретикулума. Именно NOS-1 посредством S-нитрозилирования цистеиновых концов белков саркоплазматического ретикулума регулирует транспорт Ca⁺⁺ в кардиомиоцитах [2, 3]. Использование внешнего донора нитроксида может компенсировать сниженную при ХСН активность эндотелиальной и внутриклеточной NO-синтаз [4, 5].

Среди доноров нитроксида наиболее перспективным представляется естественное соединение динитрозильных комплексов железа (ДНКЖ), образующееся в клетках. Синтезированный на экспериментальном производстве медико-биологических препаратов ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии им. акад. Е.И. Чазова» Минздрава России препарат динитрозильный комплекс железа с лигандом глутатионом (ДНКЖ-Глт ), представляющий соединение ДНКЖ с глутатионом, проявил себя как надежное гипотензивное средство, способное стабильно удерживать артериальное давление (АД) не только у экспериментальных животных, но и у добровольцев, у больных гипертонической болезнью, снижая их АД в течение 8—10 ч [6, 7]. Препарат ДНКЖ-Глт показал эффективность и безопасность на 2-й фазе клинических испытаний. Кроме того, он оказался эффективным также при лечении легочной гипертонии на монокроталиновой модели у крыс [8]. Внутривенное введение ДНКЖ-Глт приводило к сильному повышению содержания нитроксида в органах и тканях крыс, а в сердце был 14-кратный прирост NO [9]. Еще раньше была показана способность ДНКЖ-Глт нормализовать кальциевые сигналы в изолированных кардиомиоцитах [10] и повышать показатели сократимости и расслабленности миокарда [11] при ХСН, вызванной изопротеренолом. В данной работе было изучено действие ДНКЖ-Глт при ХСН, возникшего после длительного введения доксорубицина — эффективного антиопухолевого антибиотика, оказывающего кардиотоксическое действие.

Опыты выполняли на 44 самцах крыс стока Вистар массой 402—455 г, 3—4-месячного возраста, наркотизированных кетамином (100 мг/кг). Все действия с лабораторными животными производили в соответствии с Международными рекомендациями по проведению биомедицинских исследований с лабораторными животными, с требованиями Этического комитета ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии» Минздрава России (протокол №ЛЭПС/18.07.23 от 18 июля 2023 г.) и принципами национального стандарта ГОСТП 53434-2009. Также при работе с животными руководствовались директивой 2010/63/eu Европейского парламента и Совета Европейского союза от 22 сентября 2010 г. по охране животных, используемых в научных целях. Доксорубицин (TEVA) вводили п/к в дозе 2 мг/кг еженедельно в течение 4 и 8 нед. В каждой группе было по 12 крыс, отдельно выполнены серии на контрольных животных, в каждой по 10 крыс. Потери: 1 крыса в контроле — от фибрилляции желудочков при катетеризации, 4 крысы — в группе 8 нед доксорубицина от систолической сердечной недостаточности и аритмий.

В остром опыте измеряли АД в бедренной артерии и давление в левом желудочке (ЛЖ) с помощью электроманометров Gould Statham P23 Db (США) и тензометрического усилителя Hugo Sachs Elektronik (Германия). Сигналы с датчиков подавали на 4-канальный усилитель Biograph-4, оцифровывали с частотой 1 кГц с помощью аналого-цифрового преобразователя NI-USB-6210 («National Instruments», США) и записывали на жесткий диск компьютера. Обрабатывали сигналы с помощью программы, созданной Е.В. Лукошковой [11]. Индекс сократимости вычисляли по формуле:

+dP/dtmax/P,

где P — давление в момент достижения максимума +dP/dt, а в качестве показателя расслабления ЛЖ использовали экспоненциальную константу скорости расслабления [11]. Оксаком вводили болюсно внутривенно в дозе 10 мг/кг.

При статистической обработке результатов измерений применяли алгоритмы, предоставляемые программой Microsoft Excel (2013). Результаты представлены в виде M±m. При статистической обработке использовали двусторонний критерий Стьюдента с уровнем значимости p<0,05.

К каждой серии доксорубицина были соответствующие по времени контрольные группы. Их результаты были весьма близки, поэтому они подверглись объединению. Исходное состояние после 4 и 8 нед применения доксорубицина перед введением Оксакома было разным — 8-недельное применение вызвало тяжелую ХСН с глубоким снижением показателей сократимости и расслабленности миокарда, в то время как 4-недельное применение сопровождалось лишь умеренным снижением этих показателей (см. таблицу).

Сократительная функция сердец после 4 и 8 нед применения доксорубицина

Примечание. ДОК — доксорубицин; ЛЖ — левый желудочек.

* — p<0,05; ** — p<0,01; *** — p<0,001 по сравнению с контролем.

Эффект от введения Оксакома также оказался разным. Крысы после 4-недельного введения доксорубицина реагировали приблизительно так же, как контрольные животные, — умеренным снижением АД (рис. 1), в такой же степени снижалось и максимальное давление в ЛЖ, снижалось и конечно-диастолическое давление в ЛЖ на 1,7—2,7 мм рт.ст. Частота сокращений и индекс сократимости в этих сериях повышались незначительно — на 7—10%. Эти изменения обусловлены уменьшением притока к ЛЖ вследствие снижения АД и направлены на поддержание должного минутного объема. Введение ингибитора NO-синтаз здоровым молодым добровольцам значительно увеличивало конечно-систолический объем ЛЖ и уменьшало ударный объем, т.е. насосная функция сердца ухудшалась. На таком фоне донор NO S-нитрозоглутатион эти параметры восстанавливал и даже немного повышал ударный объем [12]. Нужно отметить, что доза S-нитрозоглутатиона была так мала, что не вызывала снижения АД и, следовательно, наблюдаемые эффекты были целиком обусловлены действием NO на миокард.

Рис.1. Действие ДНКЖ-Глт на среднее АД в контрольной серии (точки), 4-недельной (квадраты) и 8-недельной (треугольники) сериях с введением доксорубицина.

В наших опытах реакция сердец после 8-недельного введения доксорубицина была гораздо более выраженной — АД снижалось на 30% вследствие снижения сосудистого тонуса (см. рис. 1), конечно-диастолическое давление в ЛЖ также заметно падало — с 4,8±0,7 до 1,0±0,3 мм рт.ст. (p<0,001). Частота сокращений и индекс сократимости в этих сериях изменялись незначительно — на 7—10%, но константа скорости расслабления возрастала весьма значительно — на 69% (рис. 2), достигая контрольного уровня. Минимум конечно-диастолического давления в ЛЖ и максимум константы скорости расслабления в 8-недельной серии доксорубицина совпадали, что выглядит естественным — ускорение расслабления миокарда снижает диастолическое давление в ЛЖ, облегчая его наполнение. Примечательно, что аналогичный результат наблюдали ранее на другой модели ХСН, вызванной изопротеренолом [11], также при наличии систолической дисфункции.

Рис. 2. Действие ДНКЖ-Глт на константу скорости расслабления (КСР) ЛЖ в контрольной серии (точки), 4-недельной (квадраты) и 8-недельной (треугольники) сериях с введением доксорубицина.

Известно, что в нормальных условиях активность внутриклеточной NOS1 способствует расслаблению благодаря повышению транспорта Ca⁺⁺ в саркоплазматический ретикулум, которое происходит через S-нитрозилирование кальциевой АТФазы SERCA2a [13, 14]. На фоне снижения такой стимуляции в сердце, пораженном доксорубицином, экзогенный NO способен восстановить нужный уровень S-нитрозилирования, что сопровождается ускорением расслабления миокарда и отчетливым снижением конечного диастолического давления в ЛЖ с последующим облегчением его наполнения [15, 16]. Таким образом, ДНКЖ-Глт, не влияя на сократимость миокарда, может существенно улучшить его расслабленность и растяжимость.

Применение Оксакома при тяжелой ХСН привело к ускорению расслабления ЛЖ и значительному снижению конечно-диастолического давления в нем. Эти изменения способствуют облегчению наполнения ЛЖ и улучшению насосной функции. Оксаком может рассматриваться как потенциальный кардиотропный препарат при доксорубициновой кардиомиопатии.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Работа выполнена в рамках Рег. №НИОКТР 121031300048-3.

The study was carried out within the framework of Research No.121031300048-3.