способ предотвращения развития осложнений экспериментального инфаркта миокарда у крыс

Формула изобретения

Способ изучения течения экспериментального инфаркта миокарда при воздействии кардиопротекторного средства, отличающийся тем, что инфаркт вызывают путем наложения лигатуры на заднюю ветвь правой коронарной артерии у крысы, а в качестве кардиопротекторного средства используют L-аргинин, который вводят однократно внутривенно в дозе 50 или 100 мг/кг за 20-30 минут до наложения лигатуры.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной физиологии.

В настоящее время инфаркт миокарда занимает первое место по смертности от сердечно-сосудистых заболеваний. Отсюда разработка методов лечения и профилактики инфаркта миокарда является приоритетной задачей. В последнее время активно обсуждается вопрос о роли системы оксида азота и веществ связанных с его обменом в профилактике сердечно-сосудистых заболеваний. Считают, что L-аргинин, участвуя в метаболизме оксида азота и увеличивая его концентрацию в тканях, вызывает расширение сосудов. Данные о влиянии L-аргинина на работу сердца противоречивы.

Известна работа, где в 1990 Криджер и сотр. продемонстрировали (Creager M.A. et al.), что L-аргинин улучшает эндотелиальные NO-опосредованные сосудорасширяющие ответы предплечья у пациентов с гиперхолестеринемией. L-аргинин вызвал улучшение сосудорасширяющей функции эндотелия в атероматозной левой передней нисходящей артерии. С этого времени многочисленные исследования подтвердили, что и однократное введение L-аргинина, и его хроническое применение per os улучшают функцию сосудов при гиперхолестеринемии, при микрососудистых заболеваниях, при лечении пациентов с устойчивой стенокардией и на участках стеноза коронарной артерии. По мнению этих авторов эти эффекты связаны через высвобождение оксида азота (NO). Они считают, что у людей с гиперхолестеринемией или застойной сердечной недостаточностью это связано с пониженной способностью эндотелия продуцировать или высвобождать биологически активный NO (Lefer et al., 1993).

Механизм, через который L-аргинин может увеличить производство NO, все еще обсуждается. Считают, что вазодилятация вызвана увеличением доступности внутриклеточного субстрата для эндотелиальной NO-синтазы. Однако K_m конститутивной эндотелиальной NO-синтазы значительно ниже внутриклеточной концентрации L-аргинина. В культуре клеток, например, внутриклеточное содержание L-аргинина в 30-800 раз выше, чем K_m для NO-синтаз, что подвергает сомнению обоснованность предположения, что L-аргинин служит просто субстратом для NO-синтаз. Также недавно появилось несколько доказательств, позволяющих предположить, что L-аргинин может увеличить освобождение NO вследствие обратимости ингибирующего эффекта L-глутамина, но опять, очевидно, независимо от его роли как субстрата для NO-синтаз. Третья возможность состоит в том, что вазодилататорный эффект L-аргинина может быть неспецифическим (Loscaizo J., 2000).

Исследователи рассмотрели несколько прямых механизмов для положительных эффектов L-аргинина на продукцию NO. Активность аргиназ увеличена в плазме людей с сосудистыми заболеваниями, и дополнительный L-аргинин может быть использован, чтобы преодолеть аргиназную активность и увеличить установившиеся (стабилизированные) уровни аминокислоты в плазме. L-аргинин сначала превращается в N^G-hydroxy-L-arginine при помощи eNOS, и альтернативными путями для N-hydroxylation L-аргинина могут увеличить доступность этого промежуточного звена реакции, которое могло облегчить использование субстрата ферментом. Кроме того, N^G-hydroxy-L-arginine ингибирует аргиназу и может таким образом увеличить внутриклеточный уровень L-аргинина. Ясно, что дополнительный L-аргинин действительно увеличивает уровни аминокислоты в плазме, но вследствие большого различия между концентрацией субстрата и K_m польза субстрата является маловероятной, чтобы быть скорость лимитирующим фактором даже в присутствии аргиназ (Loscaizo J., 2000).

Кроме этого, показано, что L-аргинин увеличивает секрецию инсулина, который сам вызывает расширение сосудов. L-аргинин стимулирует секрецию гистамина тучными клетками, который также вызывает сосудорасширяющий ответ. Наконец, L-аргинин может уменьшить влияние норадреналина, таким образом косвенно увеличивая эффекты эндогенных вазодилятаторов. L-аргинин имеет существенные концентрационно-зависимые антиоксидантные свойства.

Некоторые данные свидетельствуют о влиянии L-аргинина на работу сердца. В эксперименте после вызванной желудочковой тахикардии морские свинки получали различные дозы L-аргинина (0, 25, 50, 100, 200 и 400 мг/кг), и в этих экспериментах наблюдалось прекращение желудочковой тахикардии после введения L-аргинина. Было предположено, что L-аргинин эффективен в устранении желудочковой тахикардии в естественных условиях in vivo и что основной механизм его действия - образование NO (Chan YJ, et al., 2001). Некоторыми исследователями показано, что внутрикоронарная инфузия L-аргинина в ранней фазе реперфузии уменьшает аккумуляцию нейтрофилов и зону инфаркта миокарда и сохраняет эндотелиальную функцию, возможно, через образование оксида азота (Nakanishi К. Et al, 1992). Другие исследователи обнаружили, что внутрикоронарное введение L-аргинина ухудшает оглушение миокарда через оксидативный стресс и цитотоксичность вызвана производными NO через образование пероксинитритов [Mori Е, 1998].

Не было найдено различий между эффектами L- и D-изомеров аргинина, которые производят благоприятные эффекты на частоту сердечных сокращений и потребление кислорода тканями у кроликов после кровотечения, эти изменения не являются стереоспецифическими. Однако ингибирование эндотелиальной NO-синтазы вызвало заметное повышение артериального давления, которое было восстановлено к исходным величинам L-аргинином, но не D-аргинином (Loscalzo J., 2000).

Приведенные литературные данные свидетельствуют о том, что нет однозначного мнения о влиянии L-аргинина на работу сердца и сердечно-сосудистую систему при экспериментальном инфаркте миокарда, что и определило проведение наших исследований.

Целью работы является изучение течения экспериментального инфаркта миокарда на фоне введения L-аргинина. Сущность изобретения заключается в том, что введение L-аргинина предотвращает развитие осложнений при экспериментальном инфаркте миокарда и уменьшает смертность у крыс с экспериментальным инфарктом миокарда. Проведенные нами исследования с предварительным введением L-аргинина приводили к поддержанию насосной функции у крыс, частоты сердечных сокращений и артериального давления. Полученные нами данные позволяют сделать вывод, что L-аргинин обладает собственным независимым от метаболизма оксида азота кардиопротекторным эффектом.

Недостатками прототипа является то, что отсутствуют данные о влиянии L-аргинина на электрофизиологические и сосудистые изменения работы сердца при экспериментальном инфаркте миокарда.

Способ осуществляется следующим образом. Экспериментальный инфаркт миокарда вызывают наложением лигатуры на заднюю ветвь правой коронарной артерии. Эксперименты проводят на половозрелых белых беспородных крысах-самцах в возрасте 4-6 месяцев, массой тела 180-220 г. Для введения фармакологических агентов проводят катетеризацию бедренной вены (для введения L-аргинина, Sigma) и бедренной артерии с целью прямой регистрации артериального давления. Животных наркотизируют введением хлоралгидрата в дозе 0,4 г/кг. Экспериментальный инфаркт миокарда вызывают путем перевязки задней ветви правой коронарной артерии на границе нижней и средней трети от основания сердца. Под наркозом (левостороняя торакотомия) разрезом в 3-5 межреберье производят перикардиотомию, выводят сердце в полость грудной клетки, выделяют заднюю ветвь правой коронарной артерии и накладывают лигатуру. Разрез перикарда и грудной клетки послойно ушивают. Для перевязки используют двойной скользящий узел, что позволяет полностью исключить возможность неполной перевязки просвета коронарной артерии. L-аргинин вводят однократно внутривенно (в дозах 50, 100 и 200 мг/кг) за 20-30 мин до наложения лигатуры. Время от начала разреза кожи грудины до начала регистрации занимает не более 5 минут.

В ходе всего эксперимента, начиная с момента фиксации крысы на операционном столе, проводят непрерывную регистрацию электрокардиограммы, реограммы и артериального давления.

При экспериментальном инфаркте миокарда в группе контроля (наложение лигатуры без введения веществ) наблюдается снижение артериального давления и ударного объема крови, а также урежение частоты сердечных сокращений. Смертность в этой группе животных составила 66,7%. Очень возможно, что в этих изменениях принимает участие и система NO. Происходящие в сердце изменения скорее всего связаны с активацией индуцибельной NO-синтазы, увеличением образования NO и пероксинитритов.

Предварительное введение L-аргинина (в дозе 50, 100 и 200 мг/кг) за 20-30 мин до перевязки коронарного сосуда предотвращает развитие осложнений при экспериментальном инфаркте миокарда. На фоне L-аргинина при ЭИМ сохраняется баланс между потребностью и доставкой кислорода к миокарду, а L-аргинин обладает кардиопротекторными свойствами. О поддержании сократительной функции сердца, необходимой для благоприятного течения ЭИМ, свидетельствует рост ударного объема крови и частоты сердечных сокращений, что предотвращает падение артериального давления. Смертность животных в этой группе составила 20,0%. Обращает на себя внимание отсутствие грубых изменений сердечно-сосудистых показателей, которые наблюдались в контроле или при блокировании синтеза оксида азота, и положительная динамика на электрокардиограмме.

Источники информации

1. Creager M.A., Cooke J.P., Mendelsohn M.E. et al. Impaired vasodilation of forearm resistance vessels in hypercholesterolemic humans // J. Clin. Invest - 1990. - v.86. - P.228-234.

2. Lefer A. and Ma X-l Decreased basal nitric oxide release in hypercholesterolemia increases neutrophil adherence to rabbit coronary artery endothelium // Arterioscler. Thromb. - 1993. - v.13. - P.771-776.

3. Loscaizo J, MD, PhD. What We Know and Don't Know About L-Arginine and NO Circulation. 2000; 101:2126.

4. Chan J., Wang L., Wu K., Chan S. Reduced Functional Expression and Molecular Synthesis of Inducible Nitric Oxide Synthase in Rostral Ventrolateral Medulla of Spontaneously Hypertensive Rats // Circulation.- 2001. - v.104. - P.1676.

5. Mori E., Haramaki N., Ikeda H. and Imaizumi T. Intra-coronary administration of L-arginine aggravates myocardial stunning through production of peroxynitrite in dogs // Cardiovasc. Res.-1998. - v.40. - P.113-123.

6. Lass A., Suessenbacher A., Wolkart G., Mayer B. and Brunner F. Functional and Analytical Evidence for Scavenging of Oxygen Radicals by L-Arginine // Mol. Pharmacol. - 2002. - vol.61. - P.1081-1088.

7. Nakanishi К, Vinten-Johansen J, Lefer DJ, Zhao Z, Fowler WC 3rd, McGee DS, Johnston WE. Intracoronary L-arginine during reperfusion improves endothelial function and reduces infarct size. Am J Physiol 1992 Dec;263(6 Pt 2): H1650-8.