science-review.ru
При акклиматизации к высокогорным районам под влиянием недостаточности кровообращения и биоклиматических факторов развивается ряд адаптационных реакций, направленных на сохранение физиологического баланса в организме животных и человека. Гомеостаз означает наличие у организмов сложных приспособительных реакций, направленных на устранение или ограничение факторов, способствующих нарушению функции биологической организации Это понятие отражает способность организма поддерживать жизненно важные функции в оптимальном режиме [1]. Понижение парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе ухудшает процесс диффузии газов из альвеолярного воздуха в кровь. Вследствие этого насыщение и напряжение кислорода в артериальной крови падает, что ведет к последующим биохимическим сдвигам во внутренней среде организма. Эти изменения являются «чрезвычайными сигналами тревоги» для интерорецепторов, особенно хеморецепторов. Сигналы, посылаемые рецепторами с рефлексогенных полей, достигают соответствующих центров вегетативной корреляции. Происходит их тоническое возбуждение. При этом резко возрастает активность симпатической нервной системы.
Краткосрочная адаптация – это приспособительная реакция организма на чрезвычайные раздражители высокогорного климата как на стрессирующий фактор с целью компенсации возникающих в организме отклонений от равновесного состояния. Механизмы стрессорного ответа направлены на устранение или ограничение факторов, способствующих нарушению функции биологической организации. Это понятие отражает способность организма поддерживать жизненно важные функции в оптимальном режиме. При этом в организме и его системах возникают непрекращающиеся функциональные и морфологические сдвиги, которые являются жизненно необходимой, целесообразной реакцией и передаются по наследству и характеризуются изменчивостью [2].
Избыток катехоламинов (особенно адреналина) в миокарде обусловливает развитие кардиотоксического эффекта. Он является результатом следующих процессов: 1) чрезмерного повышения расхода кислорода и субстратов обмена веществ в связи с положительным хроно- и инотропными эффектами катехоламинов и значительным возрастанием работоспособности миокарда; 2) снижения энергопродуцирующих процессов и в связи с этим «непроизводительного расхода» кислорода и субстратов окисления. Последнее обусловлено повреждением мембранного аппарата кардиомиоцитов; инактивацией их ферментных систем (тканевого дыхания, гликолиза, пентозофосфатного шунта). Мембраны и ферменты альтерируются свободными радикалами, продуктами нарушенного метаболизма и свободнорадикального перекисного окисления липидов, образование которых стимулируют катехоламины, а также активированными гидролазами лизосом; разобщением процесса окислительного фосфорилирования, избытком высших жирных кислот и ионов кальция, накапливающихся в кардиомиоцитах, в том числе в их митохондриях под влиянием катехоламинов; 3) уменьшением (в сравнении с потребным) объема коронарного кровотока.
Липиды играют важную роль в развитии сердечно-сосудистых заболеваний. Помимо общепризнанной структурной функции липидов – образование бислоев клеточных мембран, липиды могут также действовать как сигнальные молекулы и вторичные молекулы-мессенджеры, которые участвуют в передаче сигналов рецепторов, связанных с G-белками. Избыток «плохих» видов липидов также может способствовать прогрессированию заболеваний сердца. Диеты с высоким содержанием жиров и холестерина, принятые в западных странах, способствуют развитию сердечно-сосудистых факторов риска, таких как гиперлипидемия и гиперхолестеринемия. Высокий уровень этих циркулирующих липидов может привести к накоплению липидных бляшек на стенках артерий (атеросклероз).
В последнее время в медицине интенсивно развивается «метаболическое» направление, целью которого является анализ нарушений клеточного метаболизма при сердечно-сосудистых патологиях.
Показано, что спектр заболеваний, при которых мельдоний демонстрирует свои разноплановые положительные эффекты, очень широкий. Наряду с гемодинамическим и метаболическими эффектами он обладает нейрорегуляторным и нейроадаптогенным действием, что позволяет рассматривать его как препарат «узловой», или наднозологической фармакотерапии [3].
В условиях недостатка кислорода в крови и тканях милдронат восстанавливает равновесие процессов доставки кислорода и его потребления в клетках, предупреждает нарушение транспорта энергии (АТФ); одновременно с этим усиливает процесс окисления глюкозы, который протекает без дополнительного потребления кислорода. В результате снижения уровня карнитина усиленно образуется гамма-бутиробетаин, который обладает сосудорасширяющим эффектом [4].
С развитием методов доказательной медицины и созданием профессиональными сообществами врачей клинических руководств и рекомендаций по ведению пациентов обострились дискуссии об эффективности и безопасности проведения медикаментозной терапии с использованием ЛП метаболического действия. Несмотря на широкое использование мельдония, доступно лишь несколько клинических исследований или клинических испытаний его эффективности и безопасности [5]. В исследованиях, оценивающих мельдоний, использовались разные схемы лечения и разные критерии оценки, препарат оценивался разными категориями пациентов. Основные направления использования данного препарата – ИБС, энцефалопатии различного генеза. Все опубликованные результаты исследований свидетельствуют о тех или иных положительных эффектах мельдония. Во многих публикациях оценка эффекта во многом основана на субъективных ощущениях пациента, которые ассоциированы с качеством жизни, обусловленным здоровьем, и которым придают не меньшее (чем увеличение продолжительности жизни) значение в последние десятилетия.
Как известно, даже по поводу детально изученных лекарственных препаратов периодически возникают дискуссии о соотношении польза/вред при применении их в клинической практике. Поэтому совершенно естественно, что для решения вопроса об эффективности и безопасности применения тех или иных недостаточно хорошо изученных лекарств необходимо проведение дополнительных исследований.
Цель исследования – изучение показателей липидного обмена в сыворотке крови у крыс до и после искусственного повреждения миокарда в условиях низкогорья и на 3-й день адаптации к горному климату с последующим 10-дневным лечением препаратом милдронат.
Материалы и методы исследования
Эксперименты проводились на лабораторных крысах-самцах в возрасте 3-4 месяцев массой 200-300 г. в условиях низкогорья (в Межотраслевом учебно-научном центре биомедицинских исследований Киргизской государственной медицинской академии им. И.К. Ахунбаева, г. Бишкек, 720 м над уровнем моря), и на 3-и сутки пребывания животных в условиях высокогорья (перевал Тоо-Ашуу, 3200 м над уровнем моря) до и после искусственного повреждения миокарда.
Забор крови у экспериментальных животных осуществлялся в пробирку при декапитации в соответствии с рекомендациями Приложения 4 к Правилам проведения работ с использованием экспериментальных животных Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях [6]. Крысы содержались в условиях сбалансированного питания.
В условиях низкогорья и на 3-и сутки пребывания животных в условиях высокогорья животные были разделены на следующие группы:
• 1 – группа животных, которым вводили раствор эпинефрина гидрохлорида в дозе 0,025 мг/кг массы тела;
• 3 – группа крыс, получавших перорально милдронат в дозе 50 мг/кг массы тела 1 раз в сутки в течение 10 дней через 2 часа после введения раствора эпинефрина гидрохлорида;
• 4 – группа крыс, получавших перорально плацебо в дозе 50 мг/кг массы тела 1 раз в сутки в течение 10 дней через 2 часа после введения раствора эпинефрина гидрохлорида.
Катехоламиновые некрозы у экспериментальных животных провоцировались одноразовым внутривенным введением 0,1%-ного раствора адреналина гидрохлорида в дозе 0,025 мг/кг массы тела в условиях низкогорья и в дозе 0,015 мг/кг массы тела в условиях высокогорья [7; 8].
До и после моделирования катехоламинового повреждения миокарда, а также после введения милдроната и плацебо исследовались следующие показатели липидного обмена: ЛПВП, ЛПНП, триглицериды, общий холестерин на настольном биохимическом автоанализаторе RESPONS 920 фирмы DiaSys Diagnostic Systems GmbH, Германия.
При проведении исследований использовался мельдоний в виде капсул под торговым наименованием «Милдронат», производства латвийской компании «Гриндекс». Содержимое капсул «Милдронат» и плацебо – порошкообразную массу в дозе, рассчитанной для каждой особи, смешивали с водой и вводили крысам внутрь с помощью металлического атравматического зонда через 2 часа после введения адреналина. Экспериментальных животных содержали в клетках в виварии МУНЦ БМИ «КГМА им. И.К. Ахунбаева»; кормили через 4 часа после введения милдроната и плацебо, в питье воды не ограничивали.
Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью программы SPSS 16.0. Данные представлены в виде среднее значение ± средняя статистическая ошибка (Independent Samples T-Test). За уровень статистической значимости принимали р < 0,05.
Результаты исследований и их обсуждение
Ранее в проведенных нами исследованиях в условиях низкогорья у животных с моделированным некрозом миокарда отмечалось возрастание уровня ХЛ (р < 0,1), фракций ЛПНП (р <0,01), ТГ (р <0,001). Кроме того, было отмечено уменьшение уровня фракций ЛПВП при р ≤ 0,003.
Рис. 1. Показатели (среднее значение) фракций липидного спектра сыворотки крови после искусственного повреждения миокарда с последующим применением милдроната и плацебо в условиях низкогорья * – р < 0,05 при сравнении 2-й группы с 1-й группой; 3-й группы с 1-й группой
Рис. 2. Показатели (среднее значение) фракций липидного спектра сыворотки крови опытных крыс на 3-й день пребывания в Туя-Ашуу * – р < 0,05 при сравнении 2-й и 3-й групп с 1-й группой.
После лечения 2-й группы животных милдронатом в сыворотке крови наблюдалось возрастание уровня ХЛ с 1,7 ± 0,1 до 1,82 ± 0,03 ммоль/л (р < 0,3), ЛПВП с 0,46 ± 0,08 до 0,75 ± 0,05 ммоль/л (р < 0,04). Также было отмечено снижение уровня ЛПНП с 0,91 ± 0,1 до 0,57 ± 0,01 ммоль/л (р < 0,03), ТГ с 1,03 ± 0,02 до 0,74 ± 0,05 ммоль/л (р < 0,001).
У крыс с кардионекрозом, получавших плацебо, отмечалось ухудшение липидного спектра крови: уровень ХЛ увеличился с 1,7 ± 0,1 до 2,3 ± 0,06 ммоль/л (р < 0,001); уровень ЛПВП незначительно снизился с 0,46 ± 0,08 до 0,43 ± 0,02 ммоль/л (р < 0,7); уровень ЛПНП остался без изменений (р ≤ 0,9); уровень ТГ повысился с 1,03 ± 0,02 до 1,21 ± 0,02 ммоль/л (р < 0,001). Описанные изменения свидетельствуют о появлении ишемических очагов в миокарде экспериментальных животных.
В крови у крыс с искусственным повреждением миокарда на 3-й день адаптации к условиям горного климата демонстрировалось увеличение уровня ХЛ (р < 0,007) и фракций ЛПНП (р < 0,005). Уровень ТГ увеличился статистически незначимо (р < 0,3), а уровень фракций ЛПВП недостоверно повысился (р < 0,7) [9].
У животных с кардионекрозом, пролеченных милдронатом, наблюдалось уменьшение уровня ХЛ с 2,46 ± 0,08 до 1,61 ± 0,09 ммоль/л (р < 0,001); ЛПНП с 1,32 ± 0,07 до 0,37 ± 0,04 ммоль/л (р < 0,001). Также было отмечено снижение уровня ЛПВП с 0,79 ± 0,08 до 0,74 ± 0,02 ммоль/л (р < 0,6); ТГ с 1,07 ± 0,02 до 0,80 ± 0,07 ммоль/л (р < 0,003) (рис. 2).
У крыс с искусственным повреждением миокарда, получивших плацебо, на 3-и сутки адаптации отмечалось дальнейшее ухудшение показателей: уровень ХЛ увеличился с 2,46 ± 0,08 до 2,7 ± 0,1 ммоль/л (р < 0,1); уровень ЛПВП снизился с 0,79 ± 0,08 до 0,43 ± 0,04 ммоль/л (р < 0,001); уровень ЛПНП увеличился с 1,32 ± 0,07 до 1,48 ± 0,09 (р < 0,2); уровень ТГ повысился с 1,07 ± 0,02 до 1,44 ± 0,09 ммоль/л (р ≤ 0,001). Описанные изменения липидного спектра крови экспериментальных животных произошли вследствие воздействия факторов стресса на большой высоте.
Заключение
Таким образом, у животных с экспериментальным катехоламиновым повреждением миокарда наиболее выраженные изменения показателей количественного содержания фракций липидного спектра в сыворотке крови регистрировались на 3-и сутки адаптации животных к особенностям высокогорного климата.
Известно, что понижение парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе ухудшает процесс диффузии газов из альвеолярного воздуха в кровь. Вследствие этого насыщение и напряжение кислорода в артериальной крови падает, что ведет к последующим биохимическим сдвигам во внутренней среде организма. Увеличение производительности сердца не является беспредельным, поэтому неадекватная нагрузка на сердечную мышцу отрицательно сказывается на организме человека и животных. Для обеспечения увеличивающейся при стрессе кислородной потребности, увеличения кровоснабжения работающих органов и тканей большую роль играет метод фармакологической поддержки организма на клеточном уровне.
Проведенное экспериментальное контролируемое исследование по изучению перорального десятидневного введения милдроната крысам с экспериментальным адреналиновым кардионекрозом на 3-й день адаптации к высокогорью показало, что изучаемый препарат оказывал нормализующее влияние на соотношение проатерогенных (ХЛ, ЛПНП) и антиатерогенных (ЛПВП) фракций липидов крови.