Спосіб запобігання розвитку реперфузійних порушень функції серця

Реферат: UA 77864 U UA 77864 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до медицини і кардіології і може бути використана для профілактики і корекції ішемічно-реперфузійних порушень роботи серця та інших органів під час операцій по їх трансплантації. Ішемія-реперфузія виникає при операціях на серці з використанням апаратів штучного кровообігу, при трансплантації органів і тканин. Профілактика і лікування реперфузійного пошкодження при тромболітичній терапії також досить гостро стоїть перед лікарями різних напрямків, бо наслідки реперфузії істотно обмежують можливості тромболітичної терапії, призводячи до порушень судинного тонусу, кровопостачання і функціонального стану реперфузованого органу. Нестача кровопостачання і обмежений доступ кисню до ішемізованих ділянок міокарда різко обмежують здатність кардіоміоцитів синтезувати АТФ, що необхідний для забезпечення скорочення і розслаблення серцевою м'язу. Протягом короткого часу у такому стані кардіоміоцити можуть зберігати цілісність мембран, необхідну для підтримання життєдіяльності, і в подальшому відновити скоротливу активність міокарда. Однак, тривалий період ішемії призводить до істотних клітинних пошкоджень: в кардіоміоцитах спостерігається збільшення 2+ вільних радикалів, перевантаження іонами Са , утворення мітохондріальних пор, зниження мембранного потенціалу, запалення і ацидоз. Робота серця при цьому відновлюється частково і є низькоефективною. Утворення надмірної кількості активних форм кисню (АФК) при різкому відновленні кровопостачання ішемізованих ділянок міокарда є основним пошкоджуючим фактором при реперфузії, що супроводжується розвитком так званого окисного стресу. При цьому значно порушується тканинне дихання і АТФ-синтезуюча функція мітохондрій, а також погіршується скоротлива активність серця. Встановлено, що дихання мітохондрій ішемізованих або реперфузованих сердець знижується на 20-30 % внаслідок пошкодження мітохондріальної 2+ мембрани АФК або іонами Са . Отже, розвиток окисного стресу - головна причина реперфузійних порушень функції органів. Подальше виживання клітин і відновлення їх функцій залежить багато в чому від активності антиоксидантної системи. Саме чому найбільш ефективними для профілактики або корекції наслідків ішемії-реперфузії є засоби і агенти, що запобігають розвитку окисного стресу. Серед методів метаболічної корекції станів, зумовлених ішемією-реперфузією, все більшу увагу привертають препарати, що мають властивості антиоксидантів і мембранопротекторів. Сучасні наукові дані та результати власних досліджень свідчать, що використання тролоксу, мелатоніну, коензиму Q10, які мають антиоксидантні властивості, призводять до зменшення реперфузійних порушень функції серця і виступають блокаторами утворення мітохондріальних пор (1, 2). Однак, важливим також є стимуляція власної антиоксидантної системи кардіоміоцитів, що в результаті може забезпечити повноцінне відновлення скоротливої функції серця в реперфузійний період. В літературі є дані про використання амінокислоти L-цистеїну як сполуки, що здатна зменшувати негативний вплив ішемії-реперфузії на міокард, а саме зменшувати зону інфаркту (3), збільшувати активність супероксиддисмутази і пригнічувати продукцію АФК (4). Даний спосіб є найбільш близьким до запропонованої корисної моделі. Недоліком даного способу є реалізація дії L-цистеїну через продукт свого метаболізму, а саме сірководень, який утворюється ферментом цистатіон-γ-ліазою і виступає тригером у кардіопротекторних механізмах міокарда. Однак, L-цистеїн може використовуватися клітиною не лише для синтезу сірководню, але й для синтезу білків і як попередник утворення найпотужнішого ендогенного антиоксиданта - глютатіону. Таким чином, використання клітиною L-цистеїну в багатьох метаболічних шляхах супроводжується відсутністю бажаного ефекту на відновлення функціонального стану серця, незважаючи на характерний біохімічний ефект зниження впливу окисного стресу при ішемії-реперфузії. В основу корисної моделі поставлено задачу попередити розвиток реперфузійних порушень функціональної активності серця і збільшити ефективність утилізації кисню мітохондріями міокарда. Технічним результатом корисної моделі є запобігання розвитку реперфузійних пошкоджень органів (міокарда), пов'язаному з надмірним утворенням АФК і порушенням мітохондріального дихання. Поставлена задача вирішується завдяки застосуванню L-цистеїну на фоні попереднього введення DL-пропаргілгліцину. Запропонований спосіб дозволяє активізувати захисні властивості міокарда не через клітинну сигналізацію, залежну від сірководню, а через спрямування метаболічних шляхів перетворення L-цистеїну в антиоксидантні сполуки. При цьому DL-пропаргілгліцин, що 1 UA 77864 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вводиться попередньо до введення L-цистеїну, пригнічує активність цистатіон-γ-ліази, під дією якої з L-цистеїну утворюється сірководень. Даний спосіб передбачає також і позитивний вплив на функцію мітохондрій, що проявляється в запобіганні утворення мітохондріальних пор транзиторної проникності, відкривання яких веде до апоптозу/некрозу кардіоміоцитів. Такий підхід щодо корекції реперфузійних порушень функції серця використовується вперше і дозволяє не лише отримати значний кардіопротекторний ефект, але й збільшити ефективність кисневого метаболізму серця у реперфузійний період. В способі, що заявляється, водний розчин DL-пропаргілгліцину вводять внутрішньоочеревинно. Через 10 хв здійснюють ін'єкцію водного розчину L-цистеїну. Через 30 хв відтворюють ішемію-реперфузію ізольованого серця щурів та реєструють скоротливу активність ізольованого серця за показниками кардіодинаміки, кисневого обміну та зміною рівнів мітохондріального фактора. Приклад. Дослідження проводили на дорослих щурах лінії Вістар. Здійснювали внутрішньочеревинне введення DL-пропаргілгліцину у концентрації 11,3 мг/кг маси тіла, а через 10 хв L-цистеїну у концентрації 121 мг/кг маси тіла. Через 30 хв реєстрували скоротливу активність ізольованого серця за методом Лангендорфа, припиняли перфузію коронарних судин на 20 хв, після чого реперфузія тривала 40 хв. Оцінювали скоротливу активність ізольованого серця, кисневу вартість його роботи і ступінь проникності мітохондріальних мембран за вивільненням у відтікаючий розчин мітохондріального фактора методом спектрофотометрії в ультрафіолетовій ділянці спектру (230-260 нм) (5). У контрольній групі щурів протягом усього періоду реперфузії показники скоротливої активності і розслаблення міокарда були знижені більше ніж в два рази. Величина тиску, який розвивав лівий шлуночок, на початку реперфузії була зменшена на 90 % від вихідного рівня, поступово збільшуючись до 30 % від вихідного значення (фіг. 1, фіг. 2). Поруч з цим величина коронарного потоку була значно зниженою (фіг. 3). Застосування вибраної комбінації речовин (L-цистеїну на фоні введення DLпропаргілгліцину) мало потужний кардіопротекторний ефект при дії ішемії-реперфузії (фіг. 1). Корисна модель пояснюється за допомогою наступних фігур. Фіг. 1. Попередження реперфузійного зниження тиску, що розвиває лівий шлуночок, при ішемії - реперфузії. А - контроль; Б - сумісний вплив DL-пропаргілгліцину і L-цистеїну (Б). Фіг. 2-5. Зміни показників кардіодинаміки при ішемії-реперфузії міокарда у контрольних умовах і після застосування L-цистеїну і його комбінації з DL-пропаргілгліцином; фіг. 2 розвинутий і кінцево-діастолічний тиск у лівому шлуночку; фіг. 3 - коронарний потік; фіг. 4 швидкість скорочення і розслаблення міокарда; фіг. 5 - інтенсивність скоротливої функції серця /ІСФ/. Фіг. 6. Вплив DL-пропаргілгліцину і L-цистеїну на зміни величини кисневої вартості роботи серця при ішемії-реперфузії. Фіг. 7. Зміни рівнів мітохондріального фактора, що визначався у перфузійному розчині, який відтікав від серця за 1 хвилину реперфузії. Спостерігали значне попередження реперфузійних змін всіх досліджуваних показників функціонального стану міокарда. Була зареєстрована достовірна різниця між серіями експериментів щодо величини тиску у лівому шлуночку (92 %±5,3 % проти 30 %±9,4 % у контрольній серії) (фіг. 2), швидкості скорочення (96,0 %±4,0 % проти 64,7 %±9,8 % у контрольній серії) і розслаблення міокарда (92,95±4,5 % проти 59,6 %±13,3 % у контролі), Р