Автореферат и диссертация по медицине (14.03.06) на тему:Механизмы гиполипидемического действия сесквитерпенового лактона леукомизина

ДИССЕРТАЦИЯ
Механизмы гиполипидемического действия сесквитерпенового лактона леукомизина - диссертация, тема по медицине
АВТОРЕФЕРАТ
Механизмы гиполипидемического действия сесквитерпенового лактона леукомизина - тема автореферата по медицине
Роднова, Екатерина Александровна Томск 2013 г.
Ученая степень
кандидата биологических наук
ВАК РФ
14.03.06
 
 

Автореферат диссертации по медицине на тему Механизмы гиполипидемического действия сесквитерпенового лактона леукомизина

На правах рукописи £

Роднова Екатерина Александровна

МЕХАНИЗМЫ ГИПОЛИПИДЕМИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ СЕСКВИТЕРПЕНОВОГО ЛАКТОНА ЛЕУКОМИЗИНА

14.03.06 - фармакология, клиническая фармакология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

7 НОЯ 2013

005537538

Томск-2013

005537538

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Научный руководитель:

доктор фармацевтических наук

Чучалин Владимир Сергеевич

Официальные оппоненты:

Плотников Марк Борисович, доктор биологических наук, профессор,заслуженный деятель науки РФ, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научно-исследовательский институт фармакологии» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук, лаборатория фармакологии кровообращения, руководитель лаборатории

Новожеева Татьяна Петровна, доктор биологических наук, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научно-исследовательский институт психического здоровья» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук, лаборатория нейробиологии, старший научный сотрудник

Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Алтайский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Защита состоится «_» _ 2013 г. в «_» часов на заседали

диссертационного совета Д 001.031.01 при Федеральном государственном бюджетно учреждении «Научно-исследовательский институт фармакологии» Сибирского отделен Российской академии медицинских наук (634028, Томск, пр. Ленина, 3)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного учреждения «Научно-исследовательский институт фармакологии» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук

Автореферат разослан " " октября_2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор биологических наук

Амосова Е.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Сердечно-сосудистые заболевания занимают первое место среди основных причин смертности населения России (Шилова А Н., 2012). Высокий риск возникновения и развития этой патологии обусловлен дислипидемней (Беленков Ю.Н. с соавт., 2010). Гиперлипидемия (гппертриглицеридемия, пшерхолестеринемия или их сочетания) является ведущим фактором, определяющим развитие неалкогольной жировой болезни печени, что приводит к дисфункции этого органа, нарушениям деятельности других систем организма и обменных процессов. Современная липидоснижающая терапия использует широкий спектр лекарственных средств (статины, фибраты, ингибиторы абсорбции холестерола, препараты никотиновой кислоты, секвестранты желчных кислоты и др.). Они широко применяются как для коррекции гиперлипидемии, так и в целях первичной и вторичной профилактики осложнений атеросклероза. Однако клиническая значимость всех биохимических эффектов гиполипидемических препаратов до конца не ясна (BellostaS., 1998). Кроме того, номенклатура такихсредств в Российской Федерации представлена, в основном, импортными дженериковыми препаратами, часть которых, хотя и выпускается отечественными предприятиями, производятся из субстанций, закупаемых за рубежом. Это обуславливает их дороговизну и, соответственно, ограниченную доступностьдля населения. При доказанной эффективности статинов доля больных в России, получающих эти препараты, в десятки раз ниже соответствующего показателя США.

В связи с выше изложенным, поиск новых источников и разработка гиполипидемических препаратов, обладающих высокой эффективностью и низкой себестоимостью, является актуальной научно-практической задачей.

Из полыни беловатой (Artemisia leucodes Schrenk) методом углекислотной экстракции учеными АО «Международный научно-производственный холдинг «Фитохимия» выделен сесквнтерпеновый лактон гвайанового типа леукомизии. В условиях эксперимента он продемонстрировал способность снижать уровень триацнлглицеролов и холестерола в крови крыс при алиментарной гиперлигшдеимии (Аксартов P.M., 2004, KirmukovA.G. etal., 1991). Эго определило целесообразность проведения исследований по выявлению механизмов фармакологических эффектов леукомизина, определяющих перспективу его использования в качестве лекарственного средства.

Цель работы

На экспериментальных моделях гиперлипидемии выявить возможные механизмы гиполипидемического действия сесквитерпенового лактона леукомизина.

Задачи исследовании*.

1. Исследовать гиполипидемическое действие леукомизина на моделях острой экспериментальной гиперлипидемии, индуцированной детергентом твин-80 и этиловым спиртом in vivo у крыс.

2. Изучить возможный механизм гиполипидемического действия сесквитерпенового лактона полыни беловатой, обусловленного ингибированием липолиза в жировой ткани крыс.

3. Оценить влияние леукомизина на показатели липидного обмена при экспериментальном окислительном стрессе, индуцированном четыреххлористым углеродом.

4. Исследовать антиоксидантную активность леукомизина в экспериментах in vivo и in vitro.

5. Изучить влияние леукомизина на экскрецию холестерола у крыс.

6. Исследовать способность леукомизина влиять на активность ключевого фермента синтеза холестерола З-гидрокси-З-метилглутарил-коэнзим А(ГМГ-КоА) редуктазы.

Научная новизна работы

Впервые проведены исследования пшолипидемического действия сесквитерпенового лактона леукомизина на моделях острой экспериментальной гиперлипидемии индуцированной этиловым спиртом и твином-80.

Впервые исследована антиоксидантная и антирадикальная активность леукомизина. Изучены механизмы его гиполипидемического действия обусловленные ингибированием липолиза в жировой ткани, снижением активности ГМГ-КоА редуктазы и повышенной экскрецией холестерола через желудочно-кишечный тракт.

Практическая значимость работы

Полученные данные определяют целесообразность дальнейших доклинических исследований сесквитерпенового лактона леукомизина и обосновывают перспективность разработки гиполипидемического препарата на его основе. Результаты,полученные в ходе выполнения диссертации, могут быть использованы для формирования протокола дальнейшего изучения специфической активности и оформления регистрационного досье на новый лекарственный препарат.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Курсовое применение сесквитерпенового лактона леукомизина в дозе 10 мг/кг в течение 10 суток на фоне острой экспериментальной гиперлипидемии у крыс, вызванной этанолом и твином-8, препятствует увеличению содержания триацилглицеролов и холестерола в сыворотке крови и печени.

2. В реализации гиполипидемического эффекта леукомизина существенную роль играет его ингибирующее влияние на липолиз в жировой ткани и способность понижать уровень свободных жирных кислот в сыворотке крови.

3. Леукомизин оказывает антиоксидантное действие, обусловленное активацией ферментов антиперекисной защиты и увеличением редокс-потенциала системы глутатиона в печени крыс, что может способствовать гиполипидемическому действию сесквитерпеноида.

4. Введение леукомизина крысам в дозе 10 мг/кг в течение 10 суток ингибируст активность ключевого фермента биосинтеза холестерола - ГМГ-КоА редуктазы в печени крыс. При этом сесквитерпсновоый лактон увеличивает экскрецию холестерола через желудочно-кишечный тракт.

Апробация работы.

Материалы настоящего исследования докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-практической интернет-конференции с международным участием «Современные аспекты разработки и совершенствования состава и технологии лекарственных форм» (г. Курск, 2011), международной научно-практической конференции «Кластерные подходы фармацевтического союза: образование, наука и бизнес» (г. Белгород, 2012), Всероссийской научно-практической конференции «Сибирские медико-биологические чтения» (г. Барнаул, 2012).

Публикации: По теме диссертации опубликовано S работ, из них 3 - в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК, 1 - в иностранном журнате.

Объем и структура работы: Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, результатов собственных исследований, заключения, выводов и списка использованной литературы. Работа изложена на 98 страницах, иллюстрирована 16 таблицами и 15 рисунками. Библиография включает 135 источников, из них -101зарубежный.

МАТЕРИАЛА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Леукомизпн представляет собой сесквитерпеновый лактон гвайанового ряда. Образец леукомизина был предоставлен АО «Международный научно-производственного холдинг «Фитохимия» (Республика Казахстан). Субстанция соответствует ФС РК 42-190908, количественное содержание леукомизина в исследуемой серии составляло 99,7 %.

Эксперименты выполнены на 172 белых беспородных крысах-самцах массой 160-280 г, полученных из питомника НИИ «Фармакологии», г. Томск (сертификат имеется). Животные находились в стандартных условиях содержания на естественном световом режиме, при свободном доступе к воде и пище. Кормление животиых осуществляли дважды в день, для кормления использовали полнорационный гранулированный корм для лабораторных крыс и мышей, имеющий сбалансированный витаминный, макро- и микроэлементный состав. Содержание и все манипуляции, которым подвергаюсь животные соответствуют правилам лабораторной практики (GLP) и Приказу Минздравсоцразвития РФ№ 708н от 23.08.2010.

Для доказательства гиполипидемического эффекта леукомизина исследовали его действие на различных моделях: гиперлипидемин, индуцированной детергентом твин 80 и острой гиперлшшдсмии, вызванной этиловым спиртом. Для выяснения механизмов гиполипидемического действия сесквитерпенового лактона изучили его антиоксидантную и антирадикальную активность ill vitro в модельных системах и in vivo на модели окислительного стресса, вызванного тетрахлорметаном (ТХМ). В экспериментах in vivo на

крысах и in vitro на изолированных адипоцитах крыс исследовали способность леукомизина ингибировать спонтанный и стимулированный адреналином липолиз. Кроме того, изучено влияние сесквитерпенового лактона на активность ключевого фермента синтеза холестерола Г'МГ-КоАредуктазы и экскрецию холестерола через желудочно-кишечный тракт.

Распределение животных по экспериментальным группам представлено в таблице 1.

Леукомизин вводили внутрижелудочно в виде водной суспензии, приготовленной в течение 5 мин с помощью ультразвука. Никотиновую кислоту и розувастатин кальция вводили также внутрижелудочно в виде водного раствора.

Твин 80 вводили внутрибрюшинно в виде 10 % водного раствора. Этиловый спирт крысы получали внутрижелудочно в виде 40 % водного раствора. Гепатоксин ТХМ вводили в виде раствора 1:1 (v/v) в растительном масле внутрибрюшинно.

Содержание ТАГ и холестерола в сыворотке крови определяли с помощью ферментативных наборов «Triglycerides» и «Cholesterol» фирмы Chronolab (Испания) согласно протоколам, прилагаемым к наборам.

Активность аланинаминотрансферазы (АЛТ) и аспартатаминотрансфераы (ACT) в сыворотке крови измеряли кинетическим методом с помощью наборов фирмы «Chronolab» (Испания).

Содержание СЖК в сыворотке крови определяли ферментативным методом с использованием наборов «NEFA» («Randox», Великобритания).

Содержание ТБК-реактивных продуктов в сыворотке крови определяли по методу К. Jagi (1976)

Содержание ТАГ, ФЛ и холестерола в печени измеряли после экстракции по методу J. Folch (1957). Определение липидных фракций в экстракте проводили ферментативными методами с помощью наборов фирмы «Chronolab» (Испания) с добавлением детергента Thesit® по методу Р.Р VanVeldhoven (1997).

Содержание диеновых конъюгатов в печени определяли спсктрофометрически (Владимиров Ю.А., 1972) в липидной фракции после экскракции по Фолчу. Содержание диеновых конъюгатов выражали в нмоль на мг ФЛ и в нмоль на г печени.

Гидроперекиси липидов в печени крыс оценивали FOX-2 методом (Hermes-Lima М. eta], 1995).

Содержание глутатиона а печени определяли высокоспецифичным и чувствительным циклическим методом, основанным на реакции глутатиона с 5,5-дитнобис-2-нитробензойиой кислотой (Anderson М.Е, 1985)

Глутатионпероксидазную активность определяли по методу С. Little (1968).

Активность глугатионредуктазы определяли спектрофотометрическим методом (Smith I.K., 1988).

Определение активности ГМГ-КоА редуктазы в печени осуществляли с применением метода ВЭЖХ как описано (Mozzicafreddo М., 2010)

Таблица 1 - Распределение животных по экспериментальным группам при исследовании_____

Экспериментальные группы Режим введения препаратов и дозы Контролируемые показатели

1 2 я

1. Модель острой типе рлипидемии,индуцированной твин 80

Контрольная группа Вода очищенная 10 суток Уровень ТАГ и общею холестерола в сыворотке крови

Твин 80 Вода очищенная 10 суток,твин 80 2 г/кгпа 10 суткнэксперимепта

Леукомизн +ГВИН 80 Леукомизин 10 мг/кг10 суток, твин 80 2 г/кг на 10 сутки эксперимента

2.Модель острой гиперлипидемии, индуцированной введением этилового спирта

Контрольная группа Вода очищенная 10 суток Уровень СЖК, ТАГ и общего холестерола в сыворотке крови. В печени — содержаниеТАГ, холестерола, диеновых конъюгатов, уровень общего^Н+СБЗС), окисленного (05,ЧО) и восстановленного глугатиона(СЗН), активность глутатионпероксидазы (вРх) и глутатионредуктазы (ОК).

Этанол Вода очищенная 10 суток, этанол 5 г/кг на 10 сутки эксперимента

Никотиновая кислота + этанол Никотиновая кислота 25 мг/кг 10 суток, этанол 5 г/кг на 10 сутки эксперимента

Леукомизин + этанол Леукомизин 10 мг/кг 10 суток, этанол 5 г/кг на 10 сутки эксперимента

3. Модель окислительного стресса, индуцированного тетрахлорметаном

Контрольная группа Вода очищенная 8 суток В сыворотке крови — активность АЛТ, АСТ, уровень ТБК-реактивных продуктов. В печени -содержание ТАГ, фосфолниидов (ФЛ), диеновых конъюгатов, гидроперекисей липидов, уровень ОЗН+СББС, вЗЗв и вЯН, и активность вРх и СК.

СС14 Вода очищенная 8 суток, раствор ССЦ 1 мл/кг па 1, 4, 7 сутки

Леукомизин Леукомизин 10 мг/кг внутрижелудочно 8 суток

Леукомизин + СС14 Леукомизин 10 мг/кг 8 суток, раствор СС14 1 мл/кг на 1, 4, 7 сутки

4. Влияние леукомизина на концентрацию СЖК в крови (спонтанный липолиз)

Контрольная группа Вода очищенная внутрижелудочно СЖК в сыворотке крови

Никотиновая кислота 25 мг/кг Никотиновая кислота 25 мг/кг однократно

Никотиновая кислота 50 мг/кг Никотиновая кислота 50 мг/кг однократно

Леукомизин 10 мг/кг Леукомизин 10 мг/кг однократно

Леукомизин 25 мг/кг Леукомизин 25 мг/кг однократно

1 1 2 1 .1

5. Влияние леукомизина на уровень СЖК в крови при стимуляции липолиза адреналином

Контрольная группа Вода очищенная внутрижелудочно однократно Физиологический раствор внутрибрюшинно СЖК в сыворотке крови

Адреналин Вода однократно, и через 2 ч после ее введения адреналин 1,5 мг/кг

Никотиновая кислота + адреналин Никотиновая кислота 25 мг/кг однократно, через 2ч- адреналин 1,5 мг/кг

Леукомизин 10 мг/кг + адреналин Леукомизин 10 мг/кг однократно, через 2 ч-адреналин 1,5 мг/кг

Леукомизин 25 мг/кг + адреналин Леукомизин 25 мг/кг, однократно, через 2ч- адреналин 1,5 мг/кг

6. Исследование влияния леукомизина на экскрецию холестерола и активность ГМГ-КоА редуктшы

Контрольная группа Вода очищенная 10 суток ТАГ, общий холестерол в сыворотке крови; ТАГ, холестерол, активность ГМГ-КоАредуктазы в печени, холестерол в экскрементах

Леукомизин Леукомизин 10 мг/кг 10 суток

Розувастатин Розувастатин кальция 10 мг/кг 10 суток

Для определения содержание холестерола в экскрементах кал крыс собирали в течение 1 суток, высушивали до постоянного веса и экстрагировал» липиды методом J. Folch (1957) с последующим определением холестерола в экстракте ферментативным методом с помощью набора фирмы «Chronolab» (Испания) с добавлением детергента Thesit® по методу Р.Р VanVeldlioven (1997).

Для изучения одного из возможных механизмов гиполипидемического действия леукомизина, связанного с его способностью иигибировать свободно-радикальное окисление, изучили в модельных системах in vitro антиоксидантную и антирадикальпую активность леукомизина в отношении стабильного радикала 1,1-дифенил-2-пикрилгидразил(ДФПГ) по методуЯ. Hirano (2001), супероксидного анион-радикала и гидроксилыюго радикала - по методуЬ.М. McCune (2002).

Одним из возможных механизмов гиполипидемического действия препаратов является ингибирование липолиза в жировой ткани, поэтому проведена оценка влияния леуко.чиина на липолизв изолированных адипоцитах. Выделение адииоцитов осуществлялось по методуМ. Rodbell (1964). Леукомизин добавляли к изолированным адипоцнтам в конечных концентрациях 50 и 100 мкг/мл (200 и 400 мкМ соответственно), в качестве препарата сравнения использовали никотиновую кислоту (20 мкМ). Липолиз стимулировали агонистомР2-адренорецепторов изопретеренолом(10 мкМ) и ингибитором фосфодиэстеразы З-изобутил-1-метилксантин (IBMX) в конечной концентрации 0,5 мМ. Интенсивность липолиза в изолированных адипоцитах оценивали по выходу в

8

инкубационную среду глицерола, поскольку адипоциты не способны к его обратному захвату в отличие от СЖК (M.Rodbell, 1964). Определение глицерола в инкубационной среде проводили ферментативным методом с использованием «Free glycerol reagent» («Sigma», США).

Статистическую обработку данных проводили общепринятыми методами с определением среднеарифметической (X) и се стандартной ошибки (±in). Проверку статистических гипотез о различии между исследуемыми группами проводили с использованием непараметрического критерия Вилкоксона-Манна-Уитпи (Гублер Е.В., 1998). Расчеты проводили с использованием программы Statistica 8.0 для Windows.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Гинолнпндемнческое действие леукомизипа па фоне строп экспериментальной гиперлипидемии, пндуцпрпвашкш г ни и 80

На модели острой гиперлипидемии, индуцированной твин 80, в сыворотке крови экспериментальных животных возрастали уровни ТАГ в 2,5 раза и общего холестерола- на 22 % (р< 0,05) относительно соответствующего показателя контрольной группы (табл. 2). Леукомизин снижал повышенный под действием детергента уровень общего холестерола и ГАГ в крови крыс на 16 % (р< 0,05) и 52 % (р < 0,01) соответственно.

Таблица 2 - Влияние сыворотке крови крыс при ост леукомизипа на содержание ТАГ и общего холестерола в рой гиперлипидемии, индуцированной твин 80 (± m, п = 6)

Показатели Экспериментальные г іуппьі

I II III

Контроль Твин 80 Леукомизіш+твин 80

Содержание ТАГ, мМ 0,989 ±0,124 2,500± 0,204 + 153%, р< 0,01 (II-I) 1,194±0,104 +20%, р> 0,05 (ІІІ-І) -52%, р< 0,01(111-11)

Содержание общего холестерола, мМ 1,69 ±0,06 2,07 ±0,04 +22%, р< 0,05 (II-1) 1,74 ±0,07 +3%, р> 0,05 (11І-І) -16%, р<0,05(Ш-И)

Увеличение концентрации ТАГ и холестерола в сыворотке крови при введении экспериментальным животным детергента обусловлено усилением их эндогенного синтеза в печени или снижением выведения из сыворотки крови с участием липопротеиилипазы(Т.А. Тузиков и др., 2010). Поэтому достоверное уменьшение уровней ТАГ и холестерола в сыворотке крови под влиянием леукомизипа может быть обусловлено, с одной стороны, ннгибированием их синтеза, с другой стороны, уменьшением скорости секреции липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП), в составе которых они выводятся из печени.

Гн пол ни идем н чес кий эффект леукомизина при гиперлипидемии, индуцированной этанолом

При оценке способности леукомизина влиять на липидный обмен на модели острой гиперлипидемии, индуцированной этиловым спиртом, выявили, что сесквнгерпеновый лактон на 40 % (р<0,01) снижет повышенный алкоголем уровень ТАГ в крови экспериментальных животных (табл. 3). Увеличение концентрации ТАГ в сыворотке крови в 3,5 раза на данной модели связано с усилением их синтеза в печени из СЖК, концентрация которых повышалась на 118 % (р<0,01) вследствие активации липолиза в жировой ткани под влиянием этанола.

Таблица 3 — Влияние леукомизина и никотиновой кислоты на показатели липидного

обмена и содержание диеновых конъюгатов в печени крыс при экспериментальной гиперлипидемии, индуцированной этанолом (х ± т, п = 6)

Показатели Экспериментальные группы

1 II III IV

Контроль Этанол Леукомизин + этанол Никотиновая кислота + этанол

Концентрация СЖК в сыворотке крови, мМ 0,563± 0,046 1,230+0,104 + 118%, р<0,01 (11-1) 0,605± 0,080 +7 %, р > 0,05 (III-I) -51 %, р<0,01 (III-II) 0,502+ 0,047 -11 %, р>0,05 (IV-I) -59 %, р<0,01 (IV-I1)

Содержание ТАГ в сыворотке крови, мМ 0.66 ±0,07 2,32 ± 0,23 + 251 %, р<0,01 (IM) 1,37±0,09 +108 %, р<0,01 (III-I) -40 %, р <0,01 (III-II) . 1,14± 0,11 +72%, р < 0,05 (IV-I) -51 %, р <0,01 (IV-II)

Уровень ТАГ в печен», мг/г печени 4,35 ± 0,53 11,66± 1,56 +168 % р<0,01 (II-I) 6,70 ± 0,33 +54 %, р< 0,05(111-1) -43, %, р<0,01 (III-II) 6,20 ± 0,43 +43 %, р< 0,05(111-1) -47 %, р<0,01 (III-II)

Диеновые конъюгаты, ОДгзз/г печени 1,13 ±0,13 1,76 ±0,08 + 56 % р< 0,0! (II-I) 1,32 + 0,09 + 17%, р < 0,05 (III-I) -43 %, р < 0,05 (111-11) 1,77 + 0,10 + 57 % р> 0,05 (IV -I) + 1% р< 0,01 (IV-II)

Снижение содержания ТАГ в крови может быть обусловлено ингибированием их синтеза в печени. Действительно, леукомизин достоверно уменьшал повышенный этиловым спиртом уровень ТАГ в печени экспериментальных животных на 43 %. Причиной этого может быть обнаруженное нами снижение концентрации СЖК в сыворотке крови крыс под действием исследуемого препарата на 51 % (р<0,01).

Известно, что токсическое действие алкоголя на печень связано с активацией свободно-радикального окисления липидов, белков и ДИК (ЗшаЛегзЯ.Ь. еЫ., 2011).

В печени крыс,получавших этанол, существенно повышалось содержание диеновых конъюгатов на 56%(р<0,01), что свидетельствовало о стимуляции ПОЛ.

При этом значительно,на 66 % (р<0,01),снижался уровень основного антиоксиданта печени - восстановленного глутатиона (табл. 4). Это сопровождалось уменьшением отношения уровня восстановленного глутатиона к окисленному с 13,1 до 8,2, что указывало на снижение восстановительного потенциала системы глутатиона.

Таблица 4 - Влияние курсового введения леукомизинана показатели антиоксидантной системы печени крыс при экспериментальной гиперлипндемии, индуцированной этанолом (^ ± т, п = 6)_____

Показатели Экспериментальные группы

I 11 III IV

Контроль Этанол 5 г/кг Леукомизин + этанол Никотиновая кислота + этанол

ОЗН+ОЗБО, мкмоль/г печени 6,92 ± 0,80 2,46 ±0,28 -64%, р< 0,01 (II-I) 4,62 ±0,15 -33%, р <0,0! (III-I) + 87 %, р<0,01 (III-II) 3,54 ±0,14 -49 %, р< 0,01 (IV-1) + 44 %, р< 0,05 (1V-II)

СБН, мкмоль/г печени 6,4 5 ±0,79 2,19± 0,27 - 66 %, р <0,01 (IM) 4,48 ±0,16 -31 %, р<0,01 (III-I) +105 %, р<0,01 (111-11) 3,33 ±0,14 -48 %, р<0,01 (IV-1) + 52 %, р< 0,01 (IV-II)

мкмоль/г печени 0,47 ±0,04 0,27 ± 0,01 -43%, р <0,0! (II-I) 0,14 ±0,02 - 70 %, р < 0,01 (III-I) - 48%, р<0,01 (III-II) 0,22± 0,02 -53 %. р<0,01 (IV-I) -19%, р = 0,11 (IV-II)

вЯН/вЗЯС 13,1 8.2 36,6 15,7

Активность глугатионпероксидазы, мкмоль НАДФНг /' мин -мг Селка 0,458 ±0,017 0,362 ±0,007 - 20 %, р< 0,05(11-1) 0,467 ±0,040 + 2%, р > 0,05 (I1I-I) + 27 %. р<0,01 (III-II) 0,443 ±0,011 - 3%, р > 0,05 (IV-I) + 21%, р<0,01 (IV-I1)

Активность глутатионредуктазы, нмольСББС/мин ■ мг белка 53,4 ± 1,2 33,6 ±3,3 - 30%, р<0,01 (II-I) 58,6 ±4,1 + 8%, р > 0,05 (11I-I) + 54%, р<0,01 (III-II) 44,4 ± 1,9 - 17%, р< 0,05 (IV-I) + 18%, р = 0,05 (IV-II)

Уменьшение уровня восстановленного глутатиона в печени может быть обусловлено, с одной стороны, с его расходом в реакциях детоксикации, с другой стороны,снижением на 30% (р<0,01) активности глутатионредуктазы - фермента, восстанавливающего

11

окисленную форму трипептида (табл.4). О снижении антиоксидантного потенциала печени свидетельствует также ингибирование на 20%(р<0,05) активности глугатионпероксидазы, восстанавливающей гидроперекиси липидов (табл.4)

Сесквитерпеновый лактон полыни беловатой на модели гиперлипидемии, вызванной этанолом, повышал активность глутатионредуктазы и глугатионпероксидазы на 18% (р = 0,05) и21%(р<0,01) соответственно и увеличивал редокс-потенциал системы глутатиона, о чем свидетельствует рост отношения уровня восстановленного глутатиона к окисленному с 8,2 до 15,7.

Поскольку леукомизин показал способность ингибировать стимулированное алкоголем перекпсное окисление липидов в печени и положительно влиял на активность ферментов антиперекисной защиты, мы изучили на модельных системах in vitro антиоксидантную и антирадикальную активность исследуемого препарата.

Антиоксидантное и антнрадикалыюе действие лсукомнзнна

В модельных системах in vitro леукомизин проявил весьма умеренную активность в отношении исследуемых свободных радикалов - стабильного радикала ДФПГ, супероксидного анион-радикала и гидроксилыюго радикала. Антирадикальная активность леукомнзина в отношении стабильного радикала ДФПГ значительно ниже соответствующего показателя антиоксиданта ВНТ. Исследуемый сесквитерпеноид практически не взаимодействовал с супероксидным анион-радикалом.Леукомизин показал большее сродство к гидроксильному радикалу(1С50 составило 1,8 ± 0,03-10"3 М).

Для изучения антиоксидантной активности леукомнзина in vivo использовали классическую модель токсического поражения печени, вызываемую энтеральным введением ТХМ

В результате экспериментов обнаружили, что леукомизин, применяемый ежедневно в течение 8 дней, не приводил к существенному изменению активности ACT и снижал активность АЛТ на 56% (р<0Д)1) в сыворотке крови крыс, что свидетельствовало, с одной стороны, о наличие у препарата мсмбранотроиных свойств, с другой - об отсутствии выраженной гепатотоксичносги при использовании в исследуемой дозе(табл.4).

Наряду с этим, леукомизин снижал содержание в печени диеновых конъюгатов на 40% (р< 0,05), гидроперекисей липидов на 20 % (р<0,05), а также ТБК-активных продуктов в сыворотке крови на 16% (р<0,05) относительно показателей контрольной группы (табл. 5).

При введешш ТХМ у экспериментальных животных значительно активизировались процессы свободно-радикального окисления, что приводило к увеличению количества продуктов ПОЛ в сыворотке крови и печени. Содержание ТБК-реактивных продуктов в сыворотке крови крыс возрастало на 75 % (р<0,01), а уровень диеновых конъюгатов и гидроперекисей липидов увеличивался на 144% (р<0,01) и 66 % (р<0,01) соответственно относительно показателей контрольной группы крыс.

Активация ПОЛ при токсическом гепатите обусловлена дисбалансом системы про- и антиоксиданты. В печени животных под влиянием ТХМ было значительно снижено содержание восстановленного глугатиона и повышен уровень окисленной формы трипептида (табл. 6), При этом активность глутагионпероксидазы и глугатион редуктазы уменьшалась на 28%(р<0,05) и 40 % соответственно (р<0,01).

При окислительном стрессе, вызванном ТХМ, в гепатоцитах значительно увеличивалось содержание 'ГАГ - в 6,2 раза (р<0,01) и снижался уровеньФЛ- на 29 % (р<0,01)(табл. 7). Соотношение ФЛ к ТАГ значительно снижалось- с 5,4 до 0,6 (табл. 7). Таким образом, ТХМ вызывал жировое перерождение печени с изменением баланса ее липидных компонентов.

Леукомизин на фоне токсического гепатита, индуцированного четыреххлористым углеродом, достоверно ограничивал выход маркерных ферментов АЛТ и ACT в сыворотку крови на 17 % (р<0,05) и 20% (р<0,0 ^соответственно. Однако акгивность АЛТ a ACT в сыворотке крови оставалась достоверно выше соответствующих значений контрольной группы животных.

На модели окислительного стресса, индуцированного ТХМ, леукомизин проявил способность снижать интенсивность свободно-радикального окисления, уменьшая уровень первичных и конечных продуктов ПОЛ. В сыворотке крови экспериментальных животных сесквитерпеноид снижал концентрацию ТБК-реактивных продуктов на 43% (р<0,01), а в печени уровень диеновых конъюгатов и гидроперекисей липидов на 26% (р 0,05) и 34% соответственно (р<0,01) (табл. 5).

Таблица 5 - Влияние леукомизина на активность АЛТ, ACT и содержание продуктов Г10Л в сыворотке крови и печени крыс при окислительном стрессе, индуцированном теграхлорметаном (ТХМ)

Показатели Экспе риментальные группы

1 II III IV

Контроль Леукомизин cci4 Леукомизии + СС14

АЛТ, и/1 44,5 ± 2,3 19,7 ± 1,7 -56% р< 0,01 (II-1) 1023,7 + 52,3 +2200%, р<0,01 (HI-I) 847,0 + 33,9 +1803%, р< 0,01 (1V-1) -17%, р< 0,05 (1V-II1)

лет, и/1 52,9 + 5,4 47,7+1,9 -10% р>0,05 (П-1) 113,7 + 5,3 +115%, р<0,01 (III-I) 90,8 + 5,3 +91%, р< 0,01 (IV-I) -20%, р< 0,01 (IV-III)

Содержание ТБК-реактивных продуктов в сыворотке крови, мкМ/л 3,30+0,15 2,76 + 0,11 -16% р< 0,05(11-1) 5,76+0,20 + 75%, р< 0,01 (III-I) 3,26+0,23 -1%, р> 0,05 (IV-I) -43%, р< 0,01 (IV-III)

Диеновые конъюгаты, нмоль/мг ФЛ 2,55±0,15 1,53 + 0,32 -40% р< 0,05 (I1-I) 6,22 + 0,37 +144%, р<0,01 (III-I) 4,62 ± 0,28 +81%, р<0,01 (IV-I) -26%, р = 0,05 (IV-III)

Гидроперекиси липидов, имоль/г печени 5584+409 4492 + 224 -20% р< 0,05(11-1) 9258 + 329 +66%, р<0,01 (ИМ) 6124 + 440 +10%, р> 0,05 (IV-I) -34%, р< 0,01 (IV-IH)

Леукомизин, применяемый совместно с ТХМ, повышал до контрольных знамений уровень общего и восстановленного глутатиона в печени, что сопровождалось увеличением отношения восстановленной к окисленной форме трипептида, которое характеризует редокс-потенциал системы глутатиона (табл. 6).

Сесквитерпеновый лактон на модели окислительного стресса, индуцированного ТХМ, достоверно увеличивал активность ферментов антиперекисной защиты -глугатионпероксидазы и глугатионредуктазы в печени, на 27%(р<0,01) и 36 % (р<0,05) соответственно, в сравнении с группой крыс, которым не вводили исследуемый препарат. При этом активность исследуемых ферментов достоверно не отличалась от соответствующих показателей контрольной группы животных.

Таблица 6 - Влияние леукомизина на показатели антиперекисной защиты печени крыс при индуцированном тетрахлорметаном (ТХМ) окислительном стрессе ( X ± т, п = 8)

Показатели Экспериментальные группы

I 11 Ш IV

Контроль Леукомизин сст 4 Леукомизин + СС14

сян+с^с;, мкмоль/г печени 7,56 ±0,61 8,06 ±0,71 +7% р> 0,05 (ИТ) 5,43± 0,52 -28%, р<0,01 (Ш-1) 8,19 ±0,50 ±8%, р> 0,05 (IV-!) + 51%, р = 0,01 (1У-И1)

йЯН, мкмоль/ г печени 6,85 ± 0,65 7,77 ± 0,79 + 13% р> 0,05 (11-1) 4,79± 0,57 -30%, р< 0,05 (Ш-1) 7,58 ± 0,57 111, р> 0,05 (!\Ч) ±58%, р< 0,01 (1У-Ш)

мкмоль/г печени 0,72 ±0,13 0,28 ± 0,03 -61%, р< 0,01 (И-1) 0,64± 0,05 - 11%, р> 0,05 (Ш-1) 0,61 ±0,05 -15%, р> 0,05 (1У-1) - 5%, р> 0,05 (1У-Ш)

СБН /СББС 11,7 28,5 7,7 13,4

Активность СРх, мкмоль НАДФН2 / мин ■ мг белка 0,467 ±0,051 0,540 ± 0.033 + 16% р> 0,05 (11-1) 0,334± 0,012 - 28%, р< 0,05 (Ш-1) 0,423 ± 0,020 -9%, р> 0,05 (1У-1) + 27%, р< 0,01 (1У-Ш)

Активность С! К, нмольОББС / мин • мг белка 52,9 ± 5,7 56,3 ± 5,5 + 6% р> 0,05 (11-1) 31,7 ±2,7 - 40%, р<0,01 (Ш-1) 43,1 ±2,9 -19%, р> 0,05 (1У-1) + 36%, р< 0,05 (1У-111)

При окислительном стрессе, вызванном ТХМ, леукомизин препятствовал жировой инфильтрации печени, снижая повышенный уровень ТАГ на 39 % (р<0,05) и увеличивая отношение содержания фосфолипидов к трнацилглицеролам с 0,58 до 0,94 (таб. 7). Этот эффект может также способствовать нормализации липидного обмена в гепатоцитах в условиях окислительного стресса.

Полученные данные свидетельствуют о том, что антиоксидантное действие сесквитерпеноидаитуо обусловлено преимущественно не его взаимодействием с актив-

Таблица 7 - Влияние леукомизина на содержание ТАГ, ФЛ и отношения ФЛ/ТАГ в печени крыс при окислительном стрессе, индуцированном тетрахлорметаном(ТХМ) (X ± т, п = 8)

Показатели Экспериментальные группы

I 11 III IV

Контроль Леукомизин CCI, 4 Леукомизин + СС14

Содержание ТАГ, мг/г печени 4,14 ±0,42 2,48 ± 0,20 -40% р<0,01 (II-I) 25,86 ±0,68 + 523%, р<0,01 (III-I) 15,76± 1,43 +281%, р< 0,01 (IV-I) - 39%, р< 0,05 (IV-III)

Содержание фосфолнпидов, мг/г печени 21,01 ±2,47 18,72 ± 1,08 -11% р= 0,09(11-1) 14,99 ± 1,34 - 29%, р< 0,01 (III-I) 14,83±0,48 -29%, р< 0,01 (IV-I) -1%, р> 0,05 (IV-1II)

мг ФЛ/мг ТАГ 5,35 7,96 0,58 0,94

ными радикалами, а другими механизмами - мембранно-стабилизирующим действием, характерным для некоторых терпеноидов (Панфилова Т.В., 2006, KumarM.S., 2010) и индукцией антиоксидантных ферментов антиперекисной защиты через антиоксидант-респопсивный элемент (МеньщиковаЕ.Б., 2006).

Влияние леукомизина на липолиз in vivo п in vitro

Одним из механизмов гиполипидемического действия лекарственных препаратов является их способность ингибировать липолиз в жировой ткани, на чем основано действие препаратов никотиновой кислоты, ее производных и некоторых вторичных метаболитов растительного происхождения (RenN.ctal., 2011).

Для более детального изучения влияния леуко.чизина на липолиз в жировой ткани исследовали его влияние на спонтанный и стимулированный адреналином уровень СЖК в сыворотке крови крыс, который в определенной мере характеризует липолиз (RodbellM., 1964, MoliammedA. étal., 1990).

Таблица 8 - Влияние леукомизина и никотиновой кислоты па содержание свободных жирных кислот (СЖК) в сыворотке крови крыс

Экспериментальные группы

I 11 III IV V

Показатель Контроль Никотиновая кислота 25 м кг/кг Никотиновая кислота 50 м кг/кг Леукомизин 10 мг/кг Леукомизин 25 мг/кг

Содержание 0,796 ± 0,333 ±0,029 0,235 ±0,032 0,497 ± 0,034 0,294 ± 0,025

СЖК 0,085 -58% (11-1) -70% (III-I) -38% (IV-I) -63% (V-I)

(X ± m), мМ р<0,01 р<0,01 р с 0,01 р < 0,01

Леукомизин в дозах 10 и 25 мг/кг, подобно никотиновой кислоте, снижал уровень СЖК в сыворотке кровн экспериментальных животных на 38% (р<0,01)и 63 % (р<0,01) соответственно, в сравнении с аналогичным показателем контрольной группы (табл. 8).

15

Таблица 9 — Влияние адреналина, леукомизина и никотиновой кислоты на содержание свободных жирных кислот (СЖК) в сыворотке крови крыс_

Показатель Экспериментальные группы

I II III IV V

Контроль Адреналин 1,5 мг/кг Никотиновая кислота 25 мкг/кг + Адреналин 1,5 мг/кг Леукомизин 10 мг/кг + Адреналин 1,5 мг/кг Леукомизин 25 мг/кг + Адренал ин 1.5 мг/кг

Содержание СЖК (X ± ш), мМ 0,529 ± 0,035 0,918 ±0,074 +74% (11-1) р<0,01 0,574 ±0,036 + 9% (Ш-1) р> 0,05 - 37 % (Ш-Н) р<0,01 0,715 ±0,040 +35% (IV-!) р < 0,05 -22 % (IV-!!) р < 0,05 0.637 ±0,036 +20% (V-!) р> 0,05 -31% (VII) р < 0,01

На фоне действия адреналина сесквитерпеноид в дозе 25 мг/кг практически в равной степени с никотиновой кислотой также препятствовал увеличению концентрации СЖК (табл. 9). Меньшая доза сесквшерпенового лактона (10 мг/кг) оказывала менее выраженный ингибирующий эффект относительно исследуемого показателя (-22 %, р<0,05). Полученные результаты свидетельствуют об уменьшении интенсивности спонтанного и стимулированного адреналином липолиза под влиянием леукомизина.

Известно, что концентрация СЖК в сыворотке крови только в определенной мере характеризует процесс расщепления жиров, поэтому было исследовано влияние леукомизина на базальный и стимулированный липолиз в экспериментах на изолированных адипоцитах крыс.

Рисунок 1 - Влияние леукомизина и никотиновой кислоты на содержание глицерола в инкубационной среде изолированных адипоцитов при стимуляции липолиза изопротеренолом (ИП) и 3-изобутил-1 -метилксантином (1ВМХ) Примечание: * -р<0,05

Леукомизин, добавленный к изолированным адиноцнтам в конечных концентрациях 200 мкМ и 400 мкМ, достоверно снижал относительно контрольных значений уровень глицерола в среде инкубации на 20 % и 32 % соответственно. Это свидетельствует о способности сескшперпена ингибировать базальиый липолиз в изолированных жировых клетках. В этих же концентрациях леукомизин в присутствии изопретеренола и IBMX подобно никотиновой кислоте уменьшал концентрацию глнцерола в инкубационной среде, то есть ингибировал стимулированный липолиз в адипоцитах (рис. 1).

Молекулярный механизм ингибнрующего действия сесквитерпенового лактоиа на липолиз не установлен. Известно, что сесквитерпеноид фарпезол конкурентно ингибирует липазу золотистого стафилококка (S. aureus) (KurodaM. etal., 2007). С другой стороны, учитывая структурные сходства леукомизина и агониста рецепторов к никотиновой кислоте - ацифрана, не исключено влияние сесквитерпеноида на липолиз через рецептор GPR109A адипоцитов. Имеются данные, что взаимодействие с этим рецептором лежит в основе механизма гиполипидемического действия никотиновой кислоты, ацифрана и некоторых фенольных кислот растительного происхождения (BodorE.T., 2008, SzkudekskiT., 2009, RenNetal., 2011).

Согласно современным представлениям, гормон-чувствительная липаза является главным ферментом для стимулируемого катехоламинами липолиза, тогда как триглицероллипаза жировой ткани (кальций-независимая фосфолипаза А2) ответственна за гидролиз ТАГ при не стимулированном (спонтанном) липолизе (LanginD., 2006). Доступность ТАГ для триглицероллипазы жировой ткани определяется состоянием фосфолипидного слоя, покрывающего жировую каплю, поэтому ингибирование липолиза сесквитерпеноидом полыни беловатой может быть также обусловлено его мембраностабилизирующим действием, которое характерно для веществ териеноидного ряда (GrassmannJ., 2005).

Таким образом, механизм гиполипидемического эффекта леукомизина в определенной мере реализуется за счет снижения интенсивности липолиза в жировой ткани.

Влияние леукомизина на активность ГМГ-КоА редуктазын экскрецию

холестерола

Снижение уровня холестерола в сыворотке крови на модели острой гиперлипидемии под влиянием леукомизина может быть обусловлено ингибированием его синтеза либо увеличением выведения через желудочно-кишечный тракт.

ГМГ-КоА редуктаза катализирует синтез мевалоновой кислоты, лимитирующую стадию метаболического пути биосинтеза холестерола и других изопреноидов. Ингибирование данного фермента лежит в основе механизмов фармакологического эффекта лекарственных препаратов из группы статииов - наиболее важного класса гиполипидемических средств, которые наиболее часто применяют для лечения и профилактики днелипидемий.

Препарат сравнения розувастатин кальция статистически достоверно снижал активность ключевого фермента биосинтеза холестерола - ГМГ-КоА редуктазы па 51% (114,8±5,7 пмоль ГМГ-КоА/мин-мг белка, р<0,01) в сравнении с контрольной группой (236,1±8,5 пмоль ГМГ-КоА/мин-мг белка).

Леукомизин, подобно препаратам из группы статинов, снижал активность ГМГ-КоА редуктазы в печени экспериментальных животных на 35 % (153,3±8,5пмоль ГМГ-КоА/мин-мг белка, р<0,01). Механизм этого фармакологического эффекта сесквитерпена может быть обусловлен прямым конкурентным ингибированием ключевого фермента биосинтеза холестерола, что связано с наличием в структуре молекулы леукомизина лактонного кольца, которое также имеется и в молекулах статинов (Трошков В.В., 2008). Роль лактонового кольца леукомизина в реализации гиполипидемического действия сссквитерпеноида подтверждается данными о способности других терпенондов ингибировать ключевой фермент биосинтеза холестерола. Показано, что дитерпеновые лактоны пол и ал тип длиннолистной (Polyalthialongi folia) ингибируют ГМГ-КоА peflyKTa3y(SashidharaK-V., 2011), а сесквитерпеноид фарнезол угнетает мевалонатный путь биосинтеза холестерола в культуре S. aureus, иншбируя ГМГ-КоА редуктазу(КапекоМ., 2011). С другой стороны, не исключено, что активность фермента в печени крыс при введении леукомизина снижается вследствие уменьшения скорости его трансляции, как это было недавно показано для терпенондов лимонена и гераниола (PefTleyD.M., 2003). Таким образом, способность ингибировать ключевой фермент биосинтеза холестерола - ГМГ-КоА редуктазу является одним из механизмов гиполипидемического действия леукомизина.

Известно, что лекарственные препараты из группы статинов оказывают гипохолестеролемическое действие не только путем ингибирования ГМГ-КоАредуктазы, но и за счет выведения холестерола через желудочно-кишечный тракт.

В результате наших экспериментов было установлено, что курсовое введение крысам розувастатина кальция (10 мг/кг 10 суток) увеличивало выведение холестерола с фекалиями на 127 % (р<0,01). (9,68±0,33 мг холестерола/г фекалий), относительно показателя контрольной группы (4,26±0,11 мг холестерола/г фекалий). Курсовое введение крысам леукомизина также способствовало повышенному выведению холестерола с фекалиями, концентрация холестерола составляла 6,60±0,24 мг/г фекалий, что на 55 % (р<0,01) выше значений у контрольной группы животных.

Таким образом, леукомизин оказывает выраженное гиполипидемическое действие, которое наиболее вероятно обусловлено механизмами, представленными на рис. 2.

К ним относятся ишибирование спонтанного и стимулированного липолиза в жировой ткани, снижение активности ГМГ-КоА редуктазы в печени, увеличение выведения холестерола через желудочно-кишечный тракт и антиоксидантное действие обусловленное активацией ферментов ангиперекисной защиты - глутатионредуктазы и глутатионпероксидазы, а также увеличением редокс-потенциапа системы глутатиона.

Рисунок 2 - Механизмы гиполипидемического действия леукомизина (ЛЗ)

ВЫВОДЫ

1. Курсовое введение леукомизина крысам в дозе 10 мг/кг в течение ¡0 суток снижает уровень триацилглицеролов и холестерола в сыворотке крови при острой экспериментальной гиперлипидемии, индуцированной твин-80.

2. Леукомизин на модели острой гиперлипидемии, вызванной этанолом, оказывает гиполипидемическое действие, снижая уровень свободных жирных кислот, триацилглицеролов в сыворотке крови и ТАГ в печени крыс.

3. Одним из механизмов гиполипидемического действия леукомизина является его способность ингибировать спонтанный и стимулированный липолиз, что проявляется в снижении уровня свободных жирных кислот в сыворотке крови.

4. Влияние леукомизина на липидный обмен при экспериментальном жировом перерождении печени, индуцированном тетрахлормеганом, проявляется в нормализации уровня триацилглицеролов и фосфолипидов печени.

5. Антиоксидантная активность сесквигерпенового лактона леукомизина проявляется в снижении ТБК-реактивных продуктов, диеновых конъюгатов и гидроперекисей липидов в сыворотке крови и печени крыс, активации ферментов антиперекисной защиты - глутатионредуктазы и глутатионпероксидазы, а также увеличении редокс-потенциала системы глутатиона.

6. Леукомизин снижает активность ГМГ-КоА редуктазы в печени и увеличивает выведение холестерола через желудочно-кишечный факт.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Влияние леукомизина на процесс генерации активных форм кислорода в условиях in vitro / Е.А. Роднова, Л.И. Арыстан, С.И. Ледюкова, А.Н. Белоусовская, А.Н. Мелентьева, A.C. Тимофеев // Современные аспекты разработки и совершенствования состава и технологии лекарственных форм: Материалы Всероссийской научно-практической интернет-конференции с международным участием, 27 апреля 2011. -Курск: ГОУ ВПО КГМУ Минздравсоцразвития России, 2011. -С. 176-179.

2. Взаимодействие оксимапиностробина и леукомизина с активными формами кислорода в модельных системах / Е.А. Роднова, В.В. Иванов, B.C. Чучалин, А.Н. Мелентьева, Л.И. Арыстан, З.Т. Шульгау, С.М. Адекенов // Бюллетень сибирской медицины. -2011.-№ 5.-С. 95-100.

3. Роднова, Е.А. Влияние сесквитерпенового лактона полыни беловатой леукомизина на базальный и стимулированный адреналин липолиз у крыс / Е.А. Роднова// Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сборник научных трудов. - Пятигорск: Пятигорская ГФА, 2012. - Вып. 67. - С. 365-367.

4. Роднова, Е.А. Влияние сесквитерпенового лактона леукомизина на уровень общего холестерола в сыворотке крови и активность ГМГ-КоА редукгазы в печени крыс // Е.А. Роднова, В.В. Иванов //Кластерные подходы фармацевтического союза: образование, наука и бизнес: Сборник материалов II Международной научно-практической конференции, 26 апреля 2012. - Белгород: ИПК НИУ «БелГУ», 2012. -С. 169-171.

5. Роднова, Е.А. Гиполипидемическое дейсвтие сесквитерпенового лактона гвайанового типа леукомизина, выделенного из полыни беловатой на модели острой экспериментальной гиперлииидемии у крыс / Е.А. Роднова, С.И. Ледюкова //Материалы II Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Сибирские медико-биологические чтения», 18 мая 2012. - Барнаул: Изд-во ГБОУ ВПО АГМУ Минздравсоцразвития России, 2012.-С. 56-58.

6. К механизму гипохолестеролемического действия сесквитерпенового лактона леукомизина / С.М. Адекенов, Е.А. Роднова, В.В. Иванов, B.C. Чучалин, С.И. Ледюкова // Фармацевтический бюллетень. - 2012. - № 2-3. - С. 50-53.

7. Влияние леукомизина - сесквитерпенового лактона полыни беловатой (Artemisia leucodes Schrenk) на липолиз в изолированных адипоцитах крыс / Е.А. Роднова, В.В. Иванов, B.C. Чучалин, С.И. Ледюкова, A.B. Ратькин, Б.Б. Рахимова, И.А. Хабаров, С.М. Адекенов // Вестник новых медицинских технологий. - 2012. - Т. XIX, № 4. - С. 114-115.

8. Гиполипидемическое действие лекукомизина на модели острой гиперлипидемии, индуцированной этанолом / Е.А. Роднова, В.В. Иванов, С.И. Ледюкова, B.C. Чучалин, A.B. Ратькин, Б.Б. Рахимова, И.А. Хабаров, С.М. Адекенов // Бюллетень сибирской медицины. -2013.-Т. 12, № 1. -С. 43-48.

СОКРАЩЕНИЯ, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ

1ВМХ - З-изобугнл-1-метилксантин

ОЙН+ вЗБО - общий глутатион

ОБН - восстановленный глутатион

ОББв -окисленный глутатион

СРх - глутатиопероксидаза

вЯ - глутатионредуктаза

АЛТ - алашшаминотрансфераза

АСТ - аспартатаминотрансфераза

ГМГ-КоА - З-гидрокси-З-метилглутарил коэнзим А

ДФПГ - 1,1-дифенил-2-пикрилгидразил

ЛПОНП - липопротеины очень плотности

ПОЛ - перекисное окисление липидов

СЖЬС - свободные жирные кислоты

ТАГ — триацилглицеролы

ТБК - тиобарбитуровая кислота

ТХМ -тетрахлорметан

ФЛ — фосфолипиды

Подписано в печать 18 октября 2013 г. Усл. печ, листов Печать на ризографе. Отпечатано в лаборатории оперативной полиграфия СибГМУ 634050, г. Томск, Московский тракт, 2, тел. 53-04-08 Заказ №247 Тираж 100 Экземпляров

 
 

Текст научной работы по медицине, диссертация 2013 года, Роднова, Екатерина Александровна

Государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

04201 364319 На правах рукописи

Роднова Екатерина Александровна

МЕХАНИЗМЫ ГИПОЛИПИДЕМИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ СЕСКВИТЕРПЕНОВОГО ЛАКТОНА ЛЕУКОМИЗИНА

14.03.06 - фармакология, клиническая фармакология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор фармацевтических наук, Чучалин В.С.

Томск - 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Общая характеристика работы..............................................................................5

1 Обзор литературы: Современные подходы к лечению нарушений липидного обмена...................................................................................................9

1.1 Характеристика гиполипидемических средств.......................................9

1.2 Перспективы использования терпеновых соединений в качестве гиполипидемических средств..............................................................................18

1.3 Характеристика терпеноидных соединений..........................................21

2 Материалы и методы исследования..............................................................29

2.1 Характеристика объекта исследования..................................................29

2.2 Экспериментальные животные, модели и методики исследования.... 31

2.3 Модель острой гиперлипидемии, индуцированной твин 80................32

2.4 Модель острой гиперлипидемии, индуцированной этанолом.............35

2.5 Определение антиоксидантной и антирадикальной активности леукомизина in vitro..............................................................................................40

2.6 Модель окислительного стресса в эксперименте in vivo.....................42

2.7 Оценка интенсивность липолиза in vivo и in vitro...............................45

2.8 Определение активности ГМГ-КоА редуктазы и экскреции холестерола............................................................................................................47

2.9 Статистическая обработка данных.........................................................48

3 Результаты собственных исследований........................................................49

3.1 Гиполипидемическое действие леукомизина на фоне острой экспериментальной гиперлипидеми, индуцированной твин 80.......................49

3.2 Гиполипидемический эффект леукомизина при гиперлипидемии, индуцированной этанолом...................................................................................50

3.3 Антиоксидантное и антирадикальное действие леукомизина.............55

3.3.1 Антирадикальная активность леукомизина в отношении стабильного радикала 1,1 -дифенил-2-пикрилгидразила (ДФПГ),„„„„„„„ 5 5

3.3.2 Антирадикальная активность леукомизина в отношении супероксидного анион-радикала..................................................... 56

3.3.3 Антирадикальная активность леукомизина в отношении гидроксильного радикала.............................................................. 57

3.4 Влияние леукомизина на перекисное окисление липидов и глутатионзависимую систему антиперекисной защиты в печени при индуцированном тетрахлорметаном окислительном стрессе..........................59

3.5 Влияние леукомизина на липолиз in vivo и in vitro..............................64

3.5.1 Влияние леукомизина на содержание СЖК в сыворотке крови крыс......................................................................................... 64

3.5.2 Влияние леукомизина на уровень СЖК в сыворотке крови при стимуляции липолиза адреналином.................................................. 65

3.5.3 Влияние леукомизина на липолиз в изолированных адипоцитах крыс......................................................................................... 66

3.6 Влияние леукомизина на активность ГМГ-КоА-редуктазы в печени крыс..................................................................................................................69

3.7 Влияние леукомизина на экскрецию холестерола через желудочно-кишечный тракт.............................................................................71

4 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ..............................................................73

5 ВЫВОДЫ........................................................................................................83

6 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.................................84

СОКРАЩЕНИЯ, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ

GPx — глутатионпероксидаза

GR - глутатионредуктаза

GSH - восстановленныйглутатион

GSSG - окисленный глутатион

АЛТ - аланинаминотрансфераза

АПЗ - антиперекисная защита

ACT - аспартатаминотрансфераза

ГМГ-КоА - З-гидрокси-З-метилглутарил коэнзим А

ДМАПФ - диметилаллилпирофосфат

ДТНБ - 5,5-дитиобис-2-нитробензойная кислота

ДФПГ -1,1 -дифенил-2-пикрилгидразил

ИППФ — изопентенилпирофосфат

ЛПВП — липопротеины высокой плотности

ЛПНП - липопротеины низкой плотности

ЛПОНП — липопротеины очень низкой плотности

МДА - малоновый диальдегид

МНН - международное непатентованное наименование

НСТ — нитросиний тетразолий

ПОЛ - перекисное окисление липидов

СЖК — свободные жирные кислоты

СОД - супероксиддисмутаза

ТАГ - триацилглицерол

ТБК - тиобарбитуровая кислота

ТХМ - тетрахлорметан

ФЛ - фосфолипиды

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Сердечно-сосудистые заболевания занимают первое место среди основных причин смертности населения России [34]. Высокий риск возникновения этой патологии обусловлен дислипидемией [28]. Гиперлипидемия (гипертриглицеридемия, гиперхолестеринемия или их сочетания) является ведущим фактором, определяющим развитие неалкогольной жировой болезни печени, что приводит к дисфункции этого органа, нарушениям деятельности других систем организма и обменных процессов. Современная липи до снижающая терапия использует широкий спектр лекарственных средств (статины, фибраты, ингибиторы абсорбции холестерола, препараты никотиновой кислоты, секвестранты желчных кислоты и др.) [27, 68]. Они широко применяются как для коррекции гиперлипидемии, так и в целях первичной и вторичной профилактики осложнений атеросклероза. Однако клиническая значимость всех биохимических эффектов гиполипидемических препаратов до конца не ясна. Кроме того, номенклатура гиполипидемических средств, используемых в Российской Федерации, представлена, в основном, импортными дженериковыми препаратами, часть которых, хотя и выпускается отечественными предприятиями, производятся из субстанций, закупаемых за рубежом. Это обуславливает их дороговизну и, соответственно, ограниченную доступность для населения. При доказанной эффективности статинов доля больных в России, получающих эти препараты, в десятки раз ниже соответствующего показателя США.

В связи с выше изложенным, поиск новых источников и разработка эффективных гиполипидемических препаратов с низкой себестоимостью, является актуальной научно-практической задачей.

Из полыни беловатой (Artemisia leucodes Schrenk) методом углекислотной экстракции в АО «Международный научно-

производственный холдинг «Фитохимия» выделен сесквитерпеновый лактон гвайанового типа леукомизин. В условиях эксперимента он продемонстрировал возможность снижения уровня триацилглицеролов и холестерола в крови крыс при алиментарной гиперлипидеимии [130]. Это определило целесообразность проведения исследований по выявлению механизмов фармакологических эффектов леукомизина, определяющих перспективу его использования в качестве лекарственного средства. Цель работы

На экспериментальных моделях гиперлипидемии выявить возможные механизмы гиполипидемического действия сесквитерпенового лактон а леукомизина.

Многообразие и сложность биологических эффектов, обусловливающих гиполипидемические свойства фармакологических агентов, предполагают использование при их оценке различных модельных систем, в том числе, рекомендованных Руководством по доклиническому исследованию лекарственных средств.

(

Задачи исследования:

1. Исследовать гиполипидемическое действие леукомизина на моделях острой экспериментальной гиперлипидемии, индуцированной детергентом твин-80 и этиловым спиртом in vivo у крыс.

2. Изучить возможный механизм гиполипидемического действия сесквитерпенового лактона полыни беловатой, обусловленного ингибированием липолиза в жировой ткани крыс.

3. Оценить влияние леукомизина на показатели липидного обмена при экспериментальном окислительном стрессе, индуцированном четыреххлористым углеродом.

4. Исследовать антиоксидантную активность леукомизина в экспериментах in vivo и in vitro.

5. Изучить влияние леукомизина на экскрецию холестерола у крыс.

6. Исследовать способность леукомизина влиять на активность ключевого

фермента синтеза холестерола З-гидрокси-З-метилглутарил-коэнзим А

(ГМГ-КоА) редуктазы.

Научная новизна работы

Впервые проведены исследования гиполипидемического действия сесквитерпенового лактона леукомиина на моделях острой экспериментальной гиперлипидемии индуцированной этиловым спиртом и твином-80.

Впервые исследована антиоксидантная и антирадикальная активность леукомизина. Изучены механизмы его гиполипидемического действия, обусловленные ингибированием липолиза жировой ткани, снижением активности ГМГ-КоА редуктазы и экскрецией холестерола через ЖКТ.

Практическая значимость работы

Полученные данные определяют целесообразность дальнейших доклинических исследований сесквитерпенового лактона леукомизина и обосновывают перспективность разработки гиполипидемического препарата на его основе. Результаты, полученные в ходе выполнения диссертации, могут быть использованы для формирования протокола дальнейшего изучения специфической активности и оформления регистрационного досье на новый лекарственный препарат.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Курсовое применение сесквитерпенового лактона леукомизина в дозе 10 мг/кг в течение 10 суток на фоне острой экспериментальной гиперлипидемии у крыс, вызванной этанолом и твином-80, препятствует увеличению содержания триацилглицеролов и холестерола в сыворотке крови и печени.

2. В реализации гиполипидемического эффекта леукомизина существенную роль играет его ингибирующее влияние на липолиз в жировой ткани и способность понижать уровень свободных жирных кислот в сыворотке крови

3. Леукомизин оказывает антиоксидантное действие, обусловленное активацией ферментов антиперекисной защиты и увеличением редокс-потенциала системы глутатиона в печени крыс, что может способствовать гиполипидемическому действию сесквитерпеноида.

4. Введение леукомизина крысам в дозе 10 мг/кг в течение 10 суток ингибирует активность ключевого фермента биосинтеза холестерола - ГМГ-КоА редуктазы в печени крыс. При этом сесквитерпеновоый лактон увеличивает экскрецию холестерола через желудочно-кишечный тракт.

Апробация и публикации

Материалы настоящего исследования докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-практической интернет-конференции с международным участием «Современные аспекты разработки и совершенствования состава и технологии лекарственных форм» (г. Курск, 2011), международной научно-практической конференции «Кластерные подходы фармацевтического союза: образование, наука и бизнес» (г. Белгород, 2012), Всероссийской научно-практической конференции «Сибирские медико-биологические чтения» (г. Барнаул, 2012).

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, посвященного проблемам заболеваний, обусловленных нарушениями липидного обмена и перспективам применения БАВ терпеноидной структуры в терапии данных заболеваний, материалов и методов, результатов собственных исследований, заключения, выводов и списка использованной литературы. Работа изложена на 98 страницах, иллюстрирована 16 таблицами и 15 рисунками. Библиография включает 135 источников, из них - 101 зарубежный.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ: СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К ЛЕЧЕНИЮ НАРУШЕНИЙ ЛИПИДНОГО ОБМЕНА

1.1 Характеристика гиполипидемических средств

В терапии нарушений липидного обмена и связанных с ними патологий, применяют лекарственные средства, хирургические и немедикаментозные методы воздействия на липиды и липидтранспортную систему крови [4, 10, 68].

В терапии дислипидемий используют достаточно большое количество препаратов, обладающих различными механизмами действия. Некоторые из них характеризуются недостаточно высокой активностью и вызывают серьезные побочные эффекты [29,72,73,106, 111].

В качестве гиполипидемических средств применяют ингибиторы ГМГ-КоА редуктазы (статины), производные фиброевой кислоты (фибраты), анионообменные смолы (секвестранты желчных кислот), производные никотиновой кислоты, препараты с другими механизмами действия, а также различные комбинации ингибиторов ГМГ-КоА редуктазы и других лекарственных средств (табл. 1).

Всемирная организация здравоохранения относит все гиполипидемические средства к препаратам, влияющим на сердечнососудистую систему (код С) [33,56].

Фармакотерапевтическая структура мирового фармацевтического рынка достаточно стабильна. В общем объеме продаж традиционно лидером среди товарных групп по анатомо-терапевтической химической (АТС)-классификации 3-го уровня являются лекарственные средства группы С10А - «гиполипидемические препараты, монокомпонентные» [34].

Таблица 1 - Гиполипидемические препараты по АТС-классификации

ВОЗ

3 уровень АТС-классификации Наименование класса лекарственных средств Наименование лекарственного препарата (МНН)

Препараты, снижающие концентрацию холестерола и триацилглицеролов в сыворотке крови, монокомпонентные Ингибиторы ГМГ КоА-редуктазы Симвастатин, ловастатин, правастатин,флувастатин, аторвастатин, церивастатин, розувастатин, питавастатин.

Фибраты Клофибрат, безафибрат, алюминия клофибрат, гемфиброзил, фенофибрат, симфибрат, ронифибрат, ципрофибрат, этофибрат, клофибрид, холина фибрат

Секвестранты желчных кислот Холестирамин, колестипол, колекстран, колесевелам

Никотиновая кислота и ее производные Ницеритрол, никотиновая кислота, никофураноза, алюминия никотинат, никотиниловый спирт, аципимокс

Прочие препараты, снижающие концентрацию холестерола и триглицеролов в сыворотке крови Декстротироксин, пробукол, тиаденол, меглутол, омега-3-триглицериды, магния пиридоксаль 5-фосфат глутамат, поликосанол, эзетимиб, алипогентипарвовек, мипомерсен

Препараты, снижающие концентрацию холестерола и триацилглицеролов в сыворотке крови, комбинации Ингибиторы ГМГ КоА-редуктазы в комбинации с другими гиполипидемическими средствами Ловастатин и никонитовая кислота, симвастатин и эзетимиб, правастатин и фенобибрат

Ингибиторы ГМГ КоА-редуктазы в комбинации с другими лекарственными средствами Симвастатин и ацетилсалициловая кислота, правастатин и ацетилсалициловая кислота, аторвастатин и амлодипин, симвастатин, ацетилсалициловая кислота и рамиприл

Гиполипидемические препараты представлены 4 основными

группами:

- статины;

- фибраты;

- секвестранты желчных кислот;

- никотиновая кислота и ее производные.

Статины. Эта группа включает наиболее изученные и эффективные средства, способствующие снижению уровня холестерола. На территории Российской Федерации зарегистрированы оригинальные препараты статинов: ловастатин (Мевакор®), правастатин (Липостат®), флувастатин (Лескол-форте®), симвастатин (Зокор®), аторвастатин (Липримар®) и розувастатин (Крестор®), а также большое количество дженериков [27,28,34].

Статины являются структурными ингибиторами фермента ГМГ-КоА редуктазы, основного фермента, регулирующего биосинтез холестерола

[61]. Строение молекул лекарственных средств этой группы имеет стереоструктурное сходство с ГМГ-КоА [82]. Они по конкурентному принципу блокируют НАДФ*Н-зависимую редуктазу ГМГ-КоА -фермента, катализирующего превращение ГМГ-КоА в предшественник холестерола - мевалоновую кислоту [62]. В результате снижения внутриклеточного содержания холестерола печеночная клетка увеличивает на своей поверхности количество мембранных рецепторов к липопротеинам низкой плотности (ЛПНП). Рецепторы связывают и выводят из кровотока атерогенные частицы ЛПНП и, таким образом, снижают концентрацию холестерола в крови [68].

Первый препарат группы статинов - мевастатин был выделен в 1976 г. из культуры грибов Pénicillium citricum и Pénicillium brevicompactum, и в настоящее время снят с производства. Ловастатин является продуктом жизнедеятельности грибов Aspergillus terreus и Monascus rubber. Симвастатин и правастатин являются химически модифицированными соединениями, которые изначально также были выделены из грибов. Флувастатин, аторвастатин и розувастатин получают химическим синтезом

[62].

Все препараты из группы статинов содержат необходимый для ингибирования ГМГ-КоА редуктазы фрагмент 3,5-дигидроксигептановой кислоты [82]. Ловастатин и симвастатин являются пролекарствами-лактонами: в печени их лактоновое кольцо гидролизуется в активную

гидроксикислоту. Аторвастатин, правастатин, флувастатин, церивастатин, питавастатин и розувастатин содержат гидроксикислоту в нативной молекуле (рис. 1). Варьирование липофильной части молекулы приводит к более тонкой «подстройке» ингибитора под активный центр фермента [79,82].

Рисунок 1 - Химическая структура препаратов группы статинов

Примечания: ловастатин, 2 - симвастатин, 3 - правастатин, 4 -аторва