Автореферат и диссертация по медицине (14.03.03) на тему:Патогенетические аспекты токсического действия изониазида на сердечно-сосудистую систему (экспериментальное исследование)

ГРИЦЕНКО Николай Сергеевич

4853743

ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ИЗОНИАЗИДА НА СЕРДЕЧНО - СОСУДИСТУЮ СИСТЕМУ (экспериментальное исследование)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

0 3 ОЕВ 2071

ОМСК-2011

4853743

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор,

Долгих Владимир Терентьевич

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

Рязанцева Наталья Владимировна (Сибирский государственный медицинский университет)

доктор медицинских наук, доцент Мордык Анна Владимировна (Омская государственная медицинская академия)

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Челябинская государственная медицин' екая академия Росздрава»

Защита состоится 15 февраля 2011 года в_часов на заседании диссертационного совета Д 208.065.04 при Омской государственной медицинской академии Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию (644043, г. Омск, ул. Ленина, 12, тел. 8(3812)233-239).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омской государственной медицинской академии.

Автореферат разослан « ль » Я^^АЯ 2011 года

Ученый секретарь диссертационного совета Е.А. Потрохова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Туберкулез в настоящее время остается одной из главных проблем здравоохранения во всем мире. От него ежегодно умирает около трех миллионов человек (Р.В. Газизуллина, 2007; А.П. Дрожжин и соавт., 2007). Несмотря на стабилизацию в Российской Федерации заболеваемости туберкулезом, ситуация по-прежнему остается плачевной, и значения этих показателей остаются высокими, превышая аналогичные в странах Европы в 5 раз (М.В. Шилова, 2005). Таким образом, туберкулез в начале третьего тысячелетия по-прежнему остается важнейшей медико-социальной проблемой, а этиотропная терапия признается приоритетным направлением в лечении больных туберкулезом (Л.И. Ольбинская и соавт., 2005; A.B. Мордык и соавт., 2006-2010). Терапевтическое действие противотуберкулезных препаратов направлено на подавление размножения микобак-терий туберкулеза или их уничтожение в организме больного (Н.М. Корецкая и соавт., 2008; A.B. Лысов и соавт., 2009).

Длительная химиотерапия может нарушать работу ферментных систем, влиять на обменные процессы и вызывать нарушения функции различных органов и систем. Это обусловливает развитие побочных реакций, что является одной из основных причин неэффективности терапии больных туберкулезом (В.Ю. Мишин и соавт., 2004-2009; Л.В. Лебедева и соавт., 2007; A.B. Мордык и соавт., 2007-2010). Значительную группу побочных реакций составляют осложнения токсического характера, обусловленные как противотуберкулезными препаратами, так и продуктами их метаболизма (А.О. Аветисян и соавт., 2007; A.B. Лысов и соавт., 2007-2009).

Основным препаратом в любой схеме лечения больных туберкулезом является изониазид - как наиболее эффективный противотуберкулезный препарат, который не отменяют на протяжении всего курса лечения, за исключением случаев формирования лекарственной резистентности микобактерий туберкулеза и развития тяжелых нейротоксических реакций. Как известно, только изониазид используется в качестве монотерапии при проведении первичной и вторичной химиопрофилактики контактных по туберкулезу и инфицированных лиц (В.Ю. Мишин и соавт., 2004; A.B. Мордык и соавт., 2009).

Курс лечения препаратом длителен, и продолжительность приема изони-азида составляет не менее 6 месяцев, что сопряжено с его малой молекулярной массой и быстрой элиминацией из организма, а также с необходимостью ежедневного приема этого препарата для постоянного поддержания терапевтической концентрации. Все это приводит к необходимости применять большие дозы изониазида, что повышает риск развития токсических осложнений, обусловленных как самим препаратом, так и продуктами его метаболизма (О Б. Нечаева и соавт., 2005; A.B. Лысов и соавт., 2006-2009).

Существующее в настоящее время представление о токсичности препарата основано в большей мере на клинических проявлениях его побочных действий (A.B. Мордык и соавт., 2007-2010). Имеющиеся публикации касаются лишь частоты возникновения и описания клинических симптомов, а также

установления факта кардиодепрессии, но только в условиях комбинированной химиотерапии (О.Б. Нечаева и соавт., 2005; A.B. Мордык и соавт., 20072010), при проведении которой не представляется возможным оценить негативное влияние каждого препарата, в частности, изониазида. Проведение настоящего исследования представляется актуальным и позволяет оценить влияние изониазида на сердечно-сосудистую систему на организменном и органном уровне.

Цель исследования - выявить механизмы формирования недостаточности кровообращения при длительном энтеральном введении изониазида.

Задачи исследования:

1. В условиях целостного организма изучить показатели системной гемодинамики и биоэлектрическую активность сердца при длительном энтеральном введении изониазида.

2. На препарате изолированного сердца крысы изучить сократительную функцию, функциональные резервы и метаболизм миокарда при длительном энтеральном введении изониазида.

3. На препарате изолированного сердца крысы исследовать его адреноре-активность путем перфузии раствором Кребса-Хензелайта, содержащим изо-ниазид.

4. В условиях целостного организма выявить интенсивность процессов свободно-радикального окисления, уровень ферментов-маркеров мембрано-деструкции и эндотоксемии при длительном энтеральном введении изониазида.

5. На препарате изолированного изоволюмически сокращающегося ин-тактного сердца крысы изучить кардиотропный и коронаротропный эффекты изониазида.

Научная новизна. Установлено, что длительное энтералыюе введение изониазида обусловливает развитие недостаточности кровообращения, выраженность которой зависит от дозы вводимого препарата. Патогенетическими факторами формирования недостаточности кровообращения являются активация процессов свободно-радикального окисления на фоне недостаточности антиоксидантной системы, гипоксия, деструкция клеточных мембран, эндотоксемия.

На модели изолированного изоволюмически сокращающегося сердца доказано, что патогенетическую роль в развитии недостаточности кровообращения играют функциональные и метаболические повреждения сердца. Установлено, что угнетение сократительной функции миокарда сопровождается снижением его устойчивости к таким патогенным факторам, как гипо-ксия/реоксигенация, нагрузке ритмом высокой частоты, повышением чувствительности адренорецелторов к адреналину, дефициту энергетических субстратов и кислорода.

Теоретическая и практическая значимость. Результаты исследования углубляют представления о механизмах формирования недостаточности кровообращения и функционально-метаболических нарушениях сердца, возникающих при длительном энтеральном введения изониазида. Доказано, что

наряду с первично-токсическими повреждениями миокарда важнейшую роль в развитии сердечной недостаточности играют вторичные гипоксические механизмы повреждения, ингибирование Са-АТФазы саркоплазматического ре-тикулума кардиомиоцитов, ответственной за своевременное удаление ионов кальция из саркоплазмы и диастолическое расслабление миокарда.

Экспериментально установлено, что при длительном введении изониазида повышается чувствительность адренорецептров миокарда к экзогенным ка-техоламинам, что необходимо учитывать при проведении инотропной поддержки больным туберкулезом, получающим изониазид в качестве этио-тропной терапии.

Результаты исследования могут послужить теоретическим базисом для разработки новых туберкулостатических препаратов и схем лечения больных туберкулезом с учетом кардиотоксических свойств и побочных реакций изониазида, используемого как в виде монотерапии, так и в сочетании с другими препаратами.

Внедрение результатов исследования. Результаты исследования используются в учебном процессе на кафедрах патофизиологии с курсом клинической патофизиологии и фтизиатрии и фтизиохирургии, а также в научно-исследовательской работе Омской государственной медицинской академии.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на X научно-практической конференции «Санкт-Петербургские научные чтения» (Санкт-Петербург, 2008); XIV межгородской конференции молодых ученых «Актуальные проблемы патофизиологии» (Санкт-Петербург, 2008); научно-практической конференции «Клинические и фундаментальные аспекты критических состояний» (Омск, 2008, 2009); научной конференции по клинической токсикологии «Проблемы стандартизации и внедрения современных диагностических и лечебных технологий в практической токсикологической помощи пострадавшим от острых химических воздействий» (Екатеринбург, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, из них 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Положения, выносимые на защиту:

1. Длительное энтеральное введение изониазида обусловливает развитие недостаточности кровообращения, одним из патогенетических факторов которой являются функционально-метаболические нарушения сердца, в большей степени связанные с повреждающим действием не изониазида, а его метаболитами и другими продуктами метаболизма.

2. Патогенетическими факторами кардиодепрессии при длительном введении изониазида являются: гипоксия, активация процессов свободно-радикального окисления, нарушение соотношения активности про- и антиок-сидантной системы, деструкция мембран кардиомиоцитов, повышение адре-нореактивности сердца и эндотоксемия.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 120 страницах машинописного текста и состоит из «Введения», «Обзора литературы», описания материалов и методов исследования, главы, содержащей результа-

ты собственных исследований и обсуждения полученных результатов, выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 12 таблицами и 21 рисунком. Список использованной литературы включает 214 источников, из них 82 - зарубежных.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проведены на кафедре патофизиологии с курсом клинической патофизиологии Омской государственной медицинской академии. В качестве экспериментальных животных использовались белые беспородные крысы-самцы. Животные содержались в виварии в условиях, регламентированных приказом МЗ СССР № 1179 от 10.10.1983 г. и № 267 МЗ РФ от 19.06.2003 г., а также с учетом требований Европейской конвенции (Страсбург, 1986) по содержанию, кормлению и уходу за подопытными животными, выводу их из эксперимента и последующей утилизации.

Вода постоянно находилась в поилках, а корм - в кормушках. Санитарная обработка клеток проводилась в утренние часы. Температура в виварии поддерживалась в пределах 22-25°С. В качестве подстилки использовалась крупная древесная стружка. Исследования на крысах проводили в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приложение к приказу Министерства здравоохранения СССР от 12.08.1977 г. №755).

Эксперименты выполнены на 140 белых крысах-самцах массой 249±10,0 г. Животные были разделены на 4 группы: I группу составили контрольные животные, не получавшие изониазад (п=30); II группу - животные, которым ежедневно энтерально вводили изониазид в дозе 15 мг/кг массы тела в течение 2 месяцев (п=30); III группу - животные, которые получали изониазид в дозе 30 мг/кг (п=30) и IV группу - животные, получавшие изониазид в дозе 75 мг/кг (п=30) также в течение 2 месяцев. Введение препарата осуществляли с использованием специального зонда. Изониазид использовали в табле-тированной форме после его измельчения (ОАО «Биосинтез», Россия).

В V группу вошло 20 интактных животных. Перфузию изолированных сердец животных этой серии опытов осуществляли, добавляя в раствор Креб-са-Хензелайта изониазид в средней терапевтической дозировке 1,65 г/л. После стабилизации сокращений применили две функциональные пробы: нагрузку ритмом высокой частоты и введение в раствор Кребса-Хензелайта адреналина гидрохлорида для оценки адренореактивности сердца.

Через 2 мес., в течение которых животным энтерально вводили изониазид, под тиопенталовым наркозом (50 мг/кг внутрибрюшинно; тиопентал натрия; ОАО «Синтез», Россия) у животных выделяли общую сонную артерию и катетеризировали ее для измерения среднего артериального давления (АД ср.) с помощью мембранного манометра. Одновременно для изучения биоэлектрической активности сердца регистрировали электрокардиограмму в трех стандартных отведениях, оценивая изменение функции автоматизма, возбудимости и проводимости (ритм, частота сокращений, длительность интервала Р<3, амплитуда зубцов Я и Т, конфигурация сегмента 8Т).

Для изучения параметров системной гемодинамики регистрировали интегральную реограмму и первую производную дифференциальной реограммы. Рассчитывали при этом следующие показатели: ударный объем сердца (УО), ударный индекс (УИ), минутный объем кровообращения (МОК), общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС):

Для изучения сократительной функции и метаболизма миокарда и последующей оценки возможного вклада поврежденного сердца в формирование недостаточности кровообращения при интоксикации изониазидом часть исследований была выполнена на изолированных изоволюмически сокращающихся сердцах крыс, лишенных регуляторных влияний со стороны организма, по методу E.L. Fallen et al. (1967).

Животному под наркозом вскрывали грудную клетку и забирали сердце, которое помешали в охлажденный до 2-4°С раствор Кребса-Хензелайта и частично удаляли предсердия. Для профилактики нарушения ритма осуществляли атриовентрикулярную блокаду, прошивая межпредсердную перегородку. После препаровки сердца его фиксировали за аорту к канюле, через которую в коронарные артерии подавался раствор Кребса-Хензелайта. В полость левого желудочка помещали латексный баллончик постоянного объема, соединенный с портативным монитором РМ-8000.

Проточную перфузию сердец осуществляли ретроградно через аорту тем же раствором, насыщенным карбогеном (95% кислорода и 5% углекислого газа), под давлением 70 мм рт. ст. при температуре 37°С, поддерживаемую ультратермостатом VT-8, и рН=7,33-7,36. Электростимуляцию сердца осуществляли прямоугольными импульсами длительностью 3 мс, напряжением на 10% выше порогового с частотой 120 мин"1 с помощью электростимулятора ЭС-50-1.

Через 30 мин нормоксической перфузии, необходимой для стабилизации работы сердца, записывали кривую давления в левом желудочке. На основании графического материала рассчитывали систолическое (СД мм рт. ст.), диастолическое (ДЦ мм рт. ст.) и развиваемое (РД мм рт. ст.) давление, а также скорость сокращения (dp/dt max) и расслабления (-dp/dt max) левого желудочка.

Для оценки функциональных резервов миокарда использовали следующие приемы (В.Т. Долгих, 2003):

1. Нагрузка ритмом высокой частоты, при которой осуществлялся внезапный переход с частоты 240 на 300,400 и 500 сокращений в минуту. После 30-секундной высокочастотной стимуляции осуществляли 5-минутный возврат к «базовой» частоте 120 мин"1. Данный прием использовался для оценки мощности кальциевого насоса сарколеммы и саркоплазматического ретику-лума, ответственного за транспорт кальция из кардиомиоцитов и реализацию диастолического расслабления миокарда.

2. Гипоксическая проба, при которой в течение 15 мин сердца перфузиро-вали раствором Кребса-Хензелайта с уменьшенным в 4 раза напряжением кислорода в растворе (с 600 до 150 мм рт.ст.) и исключением глюкозы. Далее проводили реоксигенацию в течение 20 мин исходным раствором.

3. Изучали влияние возрастающих доз адреналина (5хЮ-8; lxlO'7; 2,5><10"7; lxlO"6; 2x10"6 мкг) для оценки чувствительности адренорецепторов сердца к катехоламикам. С этой целью строили графики зависимости эффекта, в данном случае развиваемого давления, от концентрации адреналина в системе обратных координат, по которым рассчитывали величины кажущихся констант диссоциации комплекса «адреналин-адренорецептор» (Б.Н. Манухин, 1962). Численно константа равна концентрации адреналина, вызывающей реакцию, равную половине максимальной реакции.

Перфузат собирали, рассчитывая при этом объемную скорость протока, и определяли в нем содержание глюкозы, пирувата, а также активность аспар-татаминотрансферазы (АсАТ) с помощью реагентов фирмы «Human GmbH» (Германия). Содержания глюкозы определяли глюкозооксидазным методом (GOD-PAP), активность АсАТ - кинетическим методом (оптимизированный УФ тест), а затем рассчитывали потребление глюкозы и выделение пирувата на 1 г сухой массы миокарда за 1 мин на 1 мм рт. ст. развиваемого давления. Потерю АсАТ кардиомиоцитами вычисляли на 1 г сухого миокарда за 1 мин. Измерения в перфузате перечисленных показателей проводили на автоматическом биохимическом анализаторе «Autolab» (Италия) в Центральной научно-исследовательской лаборатории ОмГМА (зав. ЦНИЛ - д.м.н., профессор Т.И. Долгих; зав. биохимическим отделом - к.м.н. Т.В. Притыкина).

Интенсивность процессов свободно-радикального окисления оценивали методом хемилюминесценции цельной крови и плазмы крови с помощью хе-милюминометра «XJI-003» с компьютерным обеспечением и выводом хеми-люминограмм на принтер. С этой целью к 2 мл забуференного раствора с растворенным в нем люминолом (ОДхЮ"5 М) добавляли 0,1 мл гепаринизи-рованной крови. Кювету помещали в камеру прибора, где поддерживалась постоянная температура 37°С, и регистрировали хемилюминограмму в течение 10 мин. Затем пробу инкубировали 60 мин при 37°С в стеклянном стаканчике, к внутренней поверхности которого происходила адгезия лейкоцитов и активация их внутриклеточного метаболизма. Запись свечения осуществляли также в течение 10 мин с последующим выводом хемилюмино-грамм на принтер. Таким образом, изучали спонтанную и индуцированную светимость лейкоцитов. Подсчитывали светосумму свечения (СС, у.е.хмин) крови до и после инкубации.

Цельную кровь центрифугировали при 3000g в течение 30 мин. Затем 0,5 мл приготовленной сыворотки разводили в 20 мл солевого буфера. Величину pH полученного раствора доводили до 7,45 ед. титрованием насыщенным раствором КОН. Пробу помещали в кюветную камеру прибора XJ1-003. Свечение индуцировали добавлением 1 мл 50 мМ раствора FeS04'7H20, ускоряющего процессы перекисного окисления липидов. Запись свечения осуществляли также в течение 10 мин. При этом регистрировали значение таких параметров как спонтанная светимость (у.е.), вспышка (у.е.), амплитуда которой пропорциональна интенсивности свободно-радикального окисления и светосумма (у.е.хмин), величина которой обратно пропорциональна общей антиоксидантной активности.

Содержание ВНСММ определяли отдельно в плазме и на эритроцитах по методу М.Я. Малаховой (1995-2000). Для этого крупномолекулярные белки плазмы крови и эритроцитов осаждали 15% раствором трихлоруксусной кислоты и регистрировали спектральную характеристику водного раствора су-пернатанта в зоне длин волн от 238 до 298 им. Содержание ВНСММ рассчитывали путем интегрального измерения площади фигуры, образованной осью абсцисс, и полученными значениями экстинкций для каждого типа определения: плазмы и эритроцитов. Отдельно рассчитывали показатели уровня ВСНММ при длинах волн 238, 242 и 246 нм.

Количество ВНСММ определяли по формулам:

ВНСММ пл.= (Е238 + Е242 + Е246 + ... +Е298)х4 усл. ед.

ВНСММ эр.= (Е238 + Е242 + Е246 + ... +Е298)*4 усл. ед.

Определение концентрации олигопептидов проводили по Лоури. Для этого к 1 мл разведенного в соотношении 1:9 супернатанта, полученного при осаждении белков исследуемой среды 15% раствором трихлоруксусной кислоты, добавляли 2 мл щелочно-медного реактива. Полученный раствор инкубировали в течение 10 мин при комнатной температуре. Затем добавляли 0,2 мл реактива Фолина-Чокалтеу, перемешивали и через 30-40 мин измеряли величину оптической плотности при Х.=750 нм на спектрофотометре СФ-46. В качестве стандарта использовали раствор альбумина с заведомо известной концентрацией.

Статистическую обработку результатов исследования выполняли на персональном компьютере с использованием пакета прикладных программ Б1а-йвйса 6.0. Характер распределения данных проводили по статистическим критериям Шапиро-Уилка. В связи с ненормальным распределением данных (в большинстве выборок) использовали методы непараметрической статистики с расчетом показателей Уилкоксона (для связанных пар), Манна-Уитни (для несвязанных пар), Крускала-Уоллиса (для множественного сравнения нескольких групп). Вычисляли среднее значение, минимальное и максимальное значения, медиану (Ме), 25 (Ь<3) и 75 (Н()) процентили. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез принимался равным 0,05. Статистическая обработка результатов с целью построения интегральных критериев проводилась методом дисперсионного анализа. Адекватность получаемых при этом моделей проверялась по критерию Фишера, а значимость их коэффициентов - по критерию Стьюдента. Дизайн исследования представлен на рис. 1

Рис. I Дизайн исследования.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В группах животных, получавших изониазид, выявлялось зависимое от дозы изониазида влияние на гемодинамические показатели. Если у животных II и III групп отмечалась лишь тенденция к тахикардии, то у животных IV группы ЧСС достоверно превышала контрольные значения на 13,2% (рис. 2) Очевидно, за счет тахикардии организм стремился сохранить на нормативных значениях минутный объем кровообращения. Однако минутный объем сердца по мере увеличения дозы вводимого изониазида продолжал снижаться: у животных II группы на 5,5%, у животных III группы - на 8,7% и IV группы - 11,1%. Еще в большей степени снижался ударный объем сердца, и, несмотря на возраставшую тахикардию, минутный объем сердца неуклонно уменьшался. Это закономерно сопровождалось увеличением среднего артериального давления: во II и III группах отмечалась только тенденция к его повышению, а в IV группе - достоверное превышение контрольных значений на 11.7% (рис.2). Определяющую роль в компенсаторном повышении среднего артериального давления играло увеличение сопротивления периферических сосудов.В во II группе оно возросло на 13,6%, в III группе - на 17,0%, а в IV группе - на 23,3%, что может свидетельствовать о значительном влиянии, как самого препарата, так и продуктов его метаболизма на тонус сосудов (В.И. Капелько, 2005).

Среднее АД

—

г

—

7 —

—

Рис. 2. Влияние длительного введения изониазида на ЧСС (мин') и среднее АД (мм рт. ст.), Ме (LQ-HQ)

На фоне приема изониазида выраженных нарушений биоэлектрической активности не отмечалось. У всех животных регистрировался синусовый ритм, т.е. зубец Р предшествовал желудочковому комплексу QRS. С увеличением дозы изониазида уменьшалась длительность сердечного цикла С: со 170±2,2 .мсек (II группа) до 165±2,3 мсек (III группа) и 155±2,1 мсек (IV группа). В контрольной группе длительность сердечного цикла С составляла 176±2,6 мсек.

При анализе Э/<7" обращали на себя внимание изменения конечной части желудочкового комплекса (зубец Т), что, как известно, отражает функциональное состояние миокарда на уровне метаболизма. Вольтаж зубца Т в группах II и III превышал исходные значения в 1,3 и в 1,4 раза соответственно, свидетельствуя о нарушениях, характерных для гипоксии миокарда, и

снижение вольтажа зубца Я, что может свидетельствовать о непосредственном повреждении миокарда (Ю.Б. Лишманов и соавт., 2005).

На следующем этапе исследований нами оценивались функционально-метаболические нарушения на модели изолированного изоволюмически сокращающегося сердца. Результаты этих экспериментов отражены в табл. 1. Отчетливо видно, что перфузия изолированных сердец контрольных животных оксигенированным раствором Кребса-Хензелайта на протяжении 30 минут устраняет повреждения, вызванные гипоксией препаровки сердца и его подготовкой к перфузии, и восстанавливает систолическое и развиваемое давление, а также скорости сокращения и расслабления до значений, приводимых в литературе (В.Т. Долгих, 2003-2010). Вместе с тем, перфузия изолированных сердец животных, получавших длительное время изониазид, выявила депрессию сократительной функции миокарда левого желудочка, выраженность которой зависела от дозы вводимого препарата. У животных, получавших изониазид по 15 мг/кг массы тела, систолическое давление в левом желудочке оказалось сниженным на 16,0%, а диастолическое возросшим на 63,4% по сравнению с контролем.

Таблица I

Влияние изониазида на сократительную функцию миокарда левого желудочка сердца;

Me(LQ-HQ)_

Изучаемые показатели Серии опытов

I - контроль п=30 II - изониазид (15 мг/кг) п=30 III - изониазид (30 мг/кг) п=30 IV - изониазид (75 мг/кг) п=30

СД, мм рт. ст. 92 (86-98) 76 (75-81)* 61 (59-63)*л 54 (52-59)*л"

ДД, мм рт. ст. 4 (4-5) 7 (6-7)* 9 (8-10)*л 8 (7-9)*л

РД, мм рт. ст. 88 (82-94) 70 (68-74)* 52 (50-53)*л 46 (43-53)*л"

dp/dt max, мм рт. сг./с 1727 (1625-1775) 1520 (1510-1600)* 1335 (1256-1352)*л 950 (900-1002)*л"

-dp/dl max, мм рт. ст./с 1242 (1197-1287) 1107 (1020-1200)* 922 (890-937)*л 721 (710-790)*л"

Примечание. *• р< 0,05 по сравнению с контролем;л - р< 0,05 по отношению к труппе II,4 - р< 0,05- по отношению к группе III.

Еще в большей степени выявлялось снижение систолического давления по отношению к контролю у животных, получавших изониазид в дозе 30 мг/кг и 75 мг/кг: на 32,6% и 41,5% соответственно. Диастолическое давление, наоборот, возросло в 1,9 и 2,4 раза, косвенно свидетельствуя о контрак-турных сокращениях миокарда в условиях длительного приема изониазида.

Длительное энтеральное введение изониазида оказывало негативное влияние не только на силовые показатели сократимости миокарда, но и на скоростные. Изониазид дозозависимо снижал скорость сокращения и скорость расслабления миокарда левого желудочка. Если в группе животных, получавших изониазид в дозе 15 мг/кг, скорость сокращения в сравнении с кон-

тролем уменьшалась на 9,4%, а скорость расслабления - на 11,7%, то двукратное увеличение этой дозы препарата индуцировало более значительные нарушения скоростных параметров сократимости. В частности, скорость сокращения оказалась ниже контрольных значений на 23,4%, а скорость расслабления - на 27,5%. Еще в большей степени снижались значения этих показателей сократимости при увеличении дозы изониазида в 5 раз.

Характерно, что в большей степени уменьшались параметры скорости расслабления, характеризующей темп ликвидации актомиозиновых связей и свидетельствующей об ингибировании Са-АТФазы саркоплазматического ретикулума. Еще более отчетливо нарушения сократительной функции миокарда проявлялись при навязывании изолированному сердцу высокого ритма сокращений (табл. 2). Видно, что сердца контрольных животных на внезапное увеличение ритма отвечали положительным инотропным эффектом, т.е. увеличением систолического давления на 9,2-11,1%. По мере укорочения диастолы наблюдалось повышение диастолического давления и появление небольшого дефекта диастолы при частоте 400 мин"1 и 500 мин"1, поскольку Са2+-насос сарколеммы и саркоплазматического ретикулума не успевает при укороченной диастоле своевременно и достаточно полно удалить избыток ионов кальция из саркоплазмы, обеспечив релаксацию миокарда.

Таблица 2

Силовые показатели сократимости изолированных сердец крыс контрольной группы и

крыс, получавших изониазид, при нагрузке ритмом высокой частоты: Ме (Ь()-НО)

Показатели Частота навязываемых сердечных сокращений

240 мин"' 300 мин"' 400 мин'1 500 мин"'

Контроль (п=30)

СДЛЖ, мм рт.ст. 92 (86-98) 102 (96-104) 102(96-110) 104 (100-106)

ДДЛЖ, мм рт.ст. 4(4-5) 5 (5-7) 10(9-11) 14(12-15)

РЛЖД, мм рт.ст. 88 (82-94) 96 (91-98) 91 (87-98) 89 (86-94)

ДД, мм рт.ст. с - - 4,1 (4-6) 6,3 (5-7)

Изониазид 15 мг/кг (п-30)

СДЛЖ, мм рт.ст. 76 (75-81)* 84 (80-89)* 85 (79-90)* 92 (89-95)*л

ДДЛЖ, мм рт.ст. 7(6-7)* 7 (7-8)* 10,5 (10-12) 14(14-15)

РЛЖД, мм рт.ст. 70 (68-74)* 77(73-81)* 75 (67-80)* 78 (76-80)*л

ДД, мм рт.ст.-с - 2,6 (2-4) 8,8 (6-10) 13,7(11-14^

Изониазид 30 мг/кг (п=30)

СДЛЖ, мм рт.ст. 61 (59-63)*л 81 (75-88)* 85 (80-89)* 90 (88-95)*

ДДЛЖ, мм рт.ст. 9(8-10)*л 11 (10-12)*л 15 (13-17)*л 22 (21-25)*л

РЛЖД, мм рт.ст. 52 (50-53)*л 69 (65-77)*л 69 (64-72)* 68(65-71)*л

ДД, мм рт.ст.-с - 2,7 (2-4) 8,9 (6-10) 16,0 (14-18)л

Изониазид 75 мг/кг (п=30)

СДЛЖ, мм рт.ст. 54 (52-59)*л" 57 (55-65)*л" 57 (52-60)*А" 50 (49-52)*лн

ДДЛЖ, мм рт.ст. 8 (7-9)*л 17(15-18)*л" 23 (18-26)*л" 27 (26-28)*л"

РЛЖД, мм рт.ст. 46 (43-53)*л" 42 (33-47)*л" 33 (27-42)*л" 22 (20-25)*л"

ДД, мм рт.ст.-с - 3,8 (2-5) 10,0 (8-12) 22,0 (20-23)л

Примечание. СДГОК - систолическое давление в полости левого желудочка; ДДЛЖ - диастолическое давление в полости левого желудочка; РЛЖД - развиваемое левым желудочком давление; ДД - дефект диастолы; * - достоверность различий (р<0,05) по сравнению с исходными значениями; л - достоверность различий (р< 0,05) по сравнению с контролем.

В этих же экспериментах параллельно с регистрацией сократительной функции брали пробы перфузата, прошедшего через коронарное русло, и определяли в них активность аспартатаминотрансферазы, содержание глюкозы и пировиноградной кислоты (табл. 3).

Кроме того, оценивалось влияние изониазида на тонус коронарных сосудов, о чем судили по величине коронарного протока. Так было выявлено, что объемная скорость коронарного протока уменьшалась в зависимости от дозы вводимого препарата, и в сравнении с контролем она оказалась ниже в 1,4; 2,2 и 3,3 раза соответственно во II III и IV группе животных.

Как следует из табл. 3, сердца животных, длительное время получавших изониазид, теряли фермента больше, чем в контроле. В частности, если во II серии опытов была лишь тенденция к повышенному выходу АсАТ в коронарный проток, то сердца животных III серии теряли на 12,6% больше, чем в контроле, а сердца животных IV серии на 34,2% превышали «утечку» этого фермента в сравнении с контролем. Интоксикация изониазидом дозозависи-мо увеличивала утилизацию глюкозы сердцами. В серии опытов, где животные получали изониазид в дозе 15 мг/кг, потребление глюкозы на единицу выполняемой функции возросло на 21,5%, при двукратном повышении вводимой дозы изониазида - на 49,5%, а при пятикратном - на 58,3% больше, чем в контроле.

Таблица 3

Влияние изониазида на коронарный проток и содержание в нем АсАТ, потребление глюко-

зы и выделение пирувата изолированным сердцем; Ме (LQ-HQ)

Показатели Серии опытов

I - контроль II - изониазид (15 мг/кг) III - изониазид (30 мг/кг) IV - изониазид (75 мг/кг)

Коронарный проток, мл/(сект) 0,20 (0,18-0,27) 0,14 (0,10-0,16) 0,09 (0,05-0,13)* 0,06 (0,02-0,10)*л"

АсАТ, МЕ/мин'кг 317 (314-324) 328 (314-331) 358 (354-366)*л 427 (423-439)*л"

Глюкоза, мкмоль/(минкг) 240 (235-254) 294 (287-301)* 361 (358-369)*л 382,1 (379-391)*л"

Пируват, мкмоль/(мин-кг) 2,9 (2,6-3,7) 11,8 (11,2-12,8)* 17,8 (16,8-18,8)*л 20,9 (19,5-22,9)*л"

Примечание. В каждой группе сердца от 30 животных. р< 0,05 по сравнению с контролем; Л - р< 0,05 - по отношению к группе II;" - р< 0,05- по отношению к группе III.

На следующем этапе мы попытались оценить патогенетическую значимость гипоксии в формировании изониазидовой кардиодепрессии, используя 15-минутную перфузию раствором Кребса-Хензелайта с уменьшенным в нем в 4 раза напряжением кислорода. Создание дефицита кислорода и глюкозы вызвало значительные изменения сократимости изолированных сердец. Наблюдался устойчивый рост диастолического давления в левом желудочке, которое во II, III и IV группах увеличивалось в 1,64; 1,58 и 2,1 раза по отношению к контролю, а после 20-минутной реоксигенации оказывалось выше

исходного в 1,1; 1,3 и 1,9 раза, что является признаком сохранявшихся контрактур миокарда (табл.4).

Реоксигенадия раствором, насыщенным карбогеном, способствовала быстрому восстановлению сократимости миокарда. Это объясняется вымыванием при реперфузии из него метаболитов (Л.Д. Лукьянова, 2004), ранее снижавших сократительную активность. Однако, эти показатели не достигали исходных значений, потому что восстановление оксигенации сердца приводит к резкому увеличению образования в кардиомиоцитах активных форм кислорода и продуктов перекисного окисления липидов. Происходит поступление в клетки миокарда избытка кальция, значительная часть которого накапливается в митохондриях в виде комплекса с фосфатами и липидами и разобщает процессы окисления и фосфорилирования (И.Ф. Довгалюк и соавт., 2007).

Развиваемое левым желудочком давление во II, III и IV группах было ниже исходного на 7%, 20% и 24% соответственно. Более значительно изменялись скоростные показатели. Так скорости сокращения и расслабления левого желудочка составляли во II группе 32% и 33%, в III группе 35% и 24%, в IV группе 38% и 28,5% исходных значений. После реоксигенации скорость сокращения во II группе составила 77% исходных значений, в III группе 83%, в IV группе 92%, а расслабления 59%, 72% и 79% соответственно.

Косвенным свидетельством гипоксических и реоксигенационных повреждений кардиомиоцитов явилось увеличение выхода в проток лактата и АсАТ во всех группах, а также увеличение в 1,5 раза потребления глюкозы и повышенное содержание в коронарном протоке пирувата, что указывало на разобщение окисления с фосфорилированием (табл. 5).

Программа экспериментов включала также перфузию изолированных сердец интактных животных с добавлением в раствор Кребса-Хензелайта изониазида в средней терапевтической дозировке 1,65 г/л для оценки влияния самого изониазида на миокард изолированного сердца крысы. После стабилизации работы сердца применяли две функциональные пробы: нагрузку ритмом высокой частоты и введение в раствор Кребса-Хензелайта адреналина гидрохлорида для оценки адренореактивности сердца.

Изониазид в средней терапевтической концентрации при частоте стимуляции 240 и 300 мин"1 оказывал положительное инотропное действие, что сопровождалось тенденцией к увеличению систолического и развиваемого давления. При навязывании ритма 400 и 500 мин"1 достоверных различий с контролем не наблюдалось. Также, добавление изониазида не выявило значимых изменений углеводного обмена: показатели уровня глюкозы, пирувата и лактата были сопоставимы с показателями контрольной группы.

Данный факт позволяет заключить, что кардиотоксическое действие оказывает не сам изониазид, а продукты его метаболизма такие как моноацетил-гидразин, диацетилгидразин и реакционно способный гидразин (H.A. Жук, 2003; Л.Д. Лукьянова, 2004; S.S. Shin et al., 2006).

Реакцию изолированных сердец на катехоламины определяли путем измерения максимальной амплитуды сокращений органа после введения адреналина в исследуемой концентрации.

На рис. 3 отражена чувствительность к адреналину изолированных сердец крыс. На рисунке ЗА видно, что одна и та же доза, вводимого в перфузат адреналина, вызывала более выраженную ответную реакцию сердец животных,

2 4 10 20

а б

Рис.3. Адренореактивность сердца крысы при добавлении в перфузионный раствор изониазида.

А - кривые влияния адреналина на инотропную реакцию изолированных сердец. По оси абсцисс - количество вводимого адреналина (в КГ8 мкг) в перфузат; по оси ординат - прирост систолического давления (в %). Б -зависимость величины инотропной реакции изолированного сердца от концентрации адреналина. По оси абсцисс - обратная величина (1/10й мкг) количества адреналина, вводимого в перфузат; по оси ординат - обратная величина (1/мкг%) инотропного эффекта.

Таблица 4

Влияние гипоксической перфузии на сократительную функцию миокарда левого желудоч-

ка.- Me (LQ-HQ)

Показатели Стабилизация 30 мин Гипоксическая проба 15 мин Реоксигенация 20 мин

Контроль (п=30)

СДЛЖ, мм рт.ст. 93 (87-97) 41 (39-44) 86 (79-97)

ДЦЛЖ, мм рт.ст. 3(2-4) 8(7-9) 9(8-10)

РЛЖД, мм рт.ст. 90(85-93) 28(27-31) 77(72-87)

dp/dt max, мм рт. сг./с 1666 (1598-1714) 481(452-500) 1249(1121-1365)

-dp/dt max, мм рт. ст./с 1287(1225-1292) 415 (409-423) 966(920-1014)

Изониазид 15 мг/кг (п=30)

СДЛЖ, мм рт.ст. 75 (74-80)* 39(37-41) 64 (64-68)*

ДЦЛЖ, мм рт.ст. 5 (4-6)* 8(7-9) 8(7-9)

РЛЖД, мм рт.ст. 71 (69-75)* 31 (28-34) 57 (53-59)*

dp/dt max, мм рт. ст./с 1523(1475-1545)* 476 (450-514) 1134(1100-1201)

-dp/dt max, мм рт. ст./с 1198(1122-1245) 395 (350-408) 722 (680-775)*

Изониазид 30 мг/кг (п=30)

СДЛЖ, мм рт.ст. 62 (59-63)*л 32(31-38)* 59 (57-65)*

ДЦЛЖ, мм рт.ст. 8 (6-9)*л 13 (13-14)*л 10 (9-11)*л

РЛЖД, мм рт.ст. 52 (50-57)*л 19 (17-25)*л 49 (45-53)*л

dp/dt max, мм рт. ст./с 1331 (1254-1356)*л 470 (450-480) 1120(1016-1124)*

-dp/dt max, мм рт. ст./с 935 (923-95б)*л 221 (200-234)*л 702(675-711)*

Изониазид 75 мг/кг (п=30)

СДЛЖ, мм рт.ст. 54 (52-58)*л" 36 (34-40)* 50 (40-52)*л"

ДЦЛЖ, мм рт.ст. 7(7-8)*л 16 (12-16)*л 15(12-15)*л"

РЛЖД, мм рт.ст. 46 (43-50)*л" 22 (19-25)*л 36 (28-38)*л"

dp/dt max, мм рт. ст./с 978 (950-1 Ю1)*л" 383 (354-405)*л" 1001 (980-1023)*л

-dp/dt max, мм рт. ст./с 764 (714-810)*л" 197 (190-233)+А 604 (590-624)*л"

Примечание *- р< 0.05 по сравнению с контролем, А р< 0.05 - по отношению к группе И, " р< 0.05- по отношению к группе III

в перфузате которых находился изониазид. В частности, максимальный прирост систолического давления по отношению к его исходному уровню, принятому за 100%, составлял 30-35%, а в контроле не превышал 25-28%.

На рисунке ЗБ, кажущаяся константа диссоциации комплекса «адреналин-адренорецептор» сердец, перфузируемых с добавлением изониазида, численно равная концентрации адреналина, вызывающей адренергическую реакцию, по величине равную половине максимальной, уменьшилась с 4,7±0,54 х 10"8 мкг до 3,5±0,27 х 10"8 мкг.

Таблица 5

Влияние изониазида и гипоксии на потребление глюкозы и выделение АсАТ, лактата и _пирувата изолированными сердцами крыс; Ме (1.0-Н0)_

Этапы эксперимента

Показатели Группы животных Исходные величины Гипоксическая проба (15 мин) Реоксигенация (20 мин)

АсАТ, МЕ/минкг I (п=30) II (п-30") III (п=30) IV (п=30) 316(314-324) 327(314-330) 357 (353-366)*л 427 (422-439)*л" 356 (353-364) 391 (389-399)* 430(423-434)*А 521 (511-540)*л" 341 (338-351) 362 (359-377)* 392 (382-420)*л 502 (4 88-529) *А"

Глюкоза, мкмоль/минг I II Iii IV 240 (235-253) 293 (287-300)* 360 (358-368)*А 382 (378-390)*А" - 252 (247-261) 306(303-311)* 390 (388-396)*А 461 (457-470)*А"

Пируват, мкмоль/(мин-г) I II III IV 2,9 (2,6-3,7) 11,8(11,2-12,8)* 17,8 (16,8-18,8)*А 20,9 (19,5-22,9)*л" 4,5 (3,9-5,3) 14,7(14,1-17,2)* 21,0 (20,8-21,3)*л 30,8 (29,3-31,9)* А" 3,7 (3,2-4,9) 13,8(13,1-16,4)* 18,6 (18,1-20,1)*А 28,7 (26,8-32,0)*А"

Лакпгат, ммоль/кг'мин I II III IV 17,7(17,2-18,4) 19,1 (18,8-19,5)* 28,4 (26,6-30,6)*л 34,6 (33,9-35,2)*А" 29,8(28,9-31,6) 32,4 (30,5-34,3)* 38,3 (37,1-40,4)*А 44,6 (43,2-46,3)*А" 17,8(17,1-18,4) 25,7 (25,4-25,9)* 36,2 (34,6-37,9)*А 40,8 (39,9-42,3)*А"

Примечание *- р< 0.05 по сравнению с контролем, л р< 0.05 - по отношению к группе II, " р< 0.05- по отношению к группе III

Таким образом, при добавлении в перфузат изониазида в средней терапевтической концентрации отмечается снижение в 1,5 раза кажущейся константы диссоциации, что свидетельствует о повышении чувствительности сердца к экзогенным катехоламинам.

На фоне длительного приема препарата отмечалось снижение активности прооксидантной системы (снижение вспышки) и некоторая активация анти-оксидантной системы (увеличение светосуммы), что характерно только для группы животных, получавших изониазид в дозе 15 мг/кг. При увеличении дозы вводимого препарата выявлялась интенсификация процессов свободно-радикального окисления. Наиболее мощный дисбаланс антиоксидантной и прооксидантной системы наблюдался в группе животных, получавших изониазид в дозе 75 мг/кг. При исследовании железоиндуцированной хемилю-минесценции плазмы значения вспышки по отношению к группе контроля возросли на 91%, спонтанной светимости - на 48%, а значения светосуммы увеличились более чем в 7 раз. Такие изменения изучаемых показателей сви-

детельствуют об изменении соотношения активности прооксидантных веществ и антиоксидантных возможностей плазмы.

При исследовании эндогенной интоксикации было выявлено, что крысы II, III и IV групп по сравнению с группой контроля имели более выраженную эндотоксемию, оцениваемую по уровню ВНСММ, содержание которых постепенно возрастало с увеличением дозы вводимого препарата (табл.6).

Таблица 6

Содержание ВНСММ в плазме крови и на эритроцитах экспериментальных животных;

Me(LQ-HQ)

^\П1жазател и Группы^-^ ВНСММ плазмы, у. е. ВНСММ эритроцитов, У -е. Катаболический пул плазмы, у. е. Катаболический пул эритроцитов, у. е.

I (п=30) 5,1 (4,9-5,2) 8,0(8,1-8,5) 0,32 (0,3-0,34) 0,29 (0,21-0,37)

II (п=30) 7,0 (6,9-7,2)* 9,4 (7,9-9,2)* 0,57 (0,52-0,62)* 0,43 (0,4-0,46)*

III (п=30) 7,9 (7,7-8,2)*л 12,1 (11,8-12,6)*А 0,64 (0,59-0,69)*л 0,48 (0,41-0,55)*Л

IV (п=30) 13,3 (13,2-13,5)*л" 16,7 (1б,3-16,7)*л" 0,78 (0,72-0,84)*л" 0,69 (0,62-0,76)*л"

Примечание *- р< 0.05 по сравнению с контролем, л р< 0.05 - по отношению к группе II," р< 0.05- по отношению к группе Ш

Эндотоксемия у животных, получавших изониазид, обусловлена одними и теми же веществами (в спектре длин волн от 250 до 298 нм) во всех группах, с постепенным увеличением их концентрации. Однако в группе III, и особенно IV, заметно увеличение значений экстинкций в пределах длин волн 238-246 нм

Кроме того, программа экспериментов, направленных на изучение эндо-токсемии при длительном приеме изониазида у крыс, включала исследование содержания олигопептидов. Как видно на рис.4, в группах животных, получавших изониазид, отмечалось незначительное по отношению к контролю повышение содержания олигопептидов. При этом максимальные значения концентрации олигопептидов выявлялись в группе животных, получавших изониазид в дозе 30 и 75 мг/кг массы тела.

ОПзригроциты

ri-l

ОЛ плазма

гЗл

Iii

1

Рис. 4. Концентрация олигопептидов в крови животных длительно получавших изониазид, Ме (1<2-Н0).

Анализ полученных данных позволяет утверждать, что длительное энте-ральное введение изониазида животным приводит к повреждению миокарда:

повышается проницаемость клеточных мембран кардиомиоцитов, нарушаются метаболические процессы в них - возрастает расход глюкозы на единицу выполняемой функции, страдает обмен Са2+. Сердца опытных крыс характеризовались снижением устойчивости к гипоксии и дефициту глюкозы. Использование в эксперименте токсических концентраций препарата способствует усугублению данных проявлений. Прежде всего, это проявляется значительным снижением систолического и развиваемого давлений, уменьшением скоростных показателей, а также возрастанием диастолического давления, что особенно четко проявляется при гипоксической перфузии и нагрузке ритмом высокой частоты. При этом токсические реакции со стороны сердечно-сосудистой системы обусловлены не самим препаратом, а продуктами его метаболизма. Длительный прием изониазида также приводит к выраженной активации свободно-радикального окисления, нарастанию эндогенной интоксикации, что способствует повреждению мембран кардиомиоцитов.

В заключение мы приводим блок-схему (рис.5) отражающую ведущие патогенетические факторы формирования недостаточности кровообращения и повреждения сердца при длительном энтеральном введении изониазида беспородным белым крысам-самцам.

Рис, 5. Блок-схема развития недостаточности кровообращения при длительном энтеральном введении изониазида.

выводы

1. Длительное ежедневное энтеральное введение изониазида белым беспородным крысам-самцам приводит к развитию недостаточности кровообращения, максимально выраженной у животных, получавших препарат в дозе 75 мг/кг, что проявляется синдромом низкого сердечного выброса на фоне увеличения общего периферического сопротивления сосудов, а также индуцирует снижение вольтажа зубца Я и изменение конечной части желудочкового комплекса ЭКГ, характерное для гипоксии миокарда.

2. В основе низкого сердечного выброса при длительном энтеральном приеме изониазида лежит угнетение силовых и скоростных параметров сократимости миокарда, снижение его функциональных резервов, что обусловлено нарушением биоэнергетики, ингибированием Са2+-насоса саркоплазма-тического ретикулума, деструкцией мембран кардиомиоцитов.

3. Определенный вклад в развитие кардиодепрессии при длительном энтеральном введении изониазида вносит коронароспазм и повышение чувствительности миокарда к экзогенным катехоламинам, что сопровождается снижением константы диссоциации комплекса «адреналин-адренорецептор» в 1,5 раза.

4. Длительное энтеральное введение изониазида приводит к дозозавсимой интенсификации процессов свободно-радикального окисления на фоне изменения соотношения активности про- и антиоксидантной системы и формированию эндотоксемии как возможного патогенетического фактора кардиодепрессии, а наибольшим кардиотоксическим эффектом обладает не сам изо-ниазид, а его метаболиты и другие продукты метаболизма.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИ

1. Чекмарев Г.В. Формирование синдрома эндогенной интоксикации при остром отравлении амитриптилином / Чекмарев Г.В., Гриценко Н.С. // Материалы XIV межгородской конференции молодых ученых «Актуальные проблемы патофизиологии» Тез. докладов.- Санкт-Петербург, 2008 - С. 113-115.

2. Гриценко Н.С. Сократительная функция миокарда при длительном приеме изониазида / Гриценко Н.С., Чекмарев Г.В. // Материалы XIV межгородской конференции молодых ученых «Актуальные проблемы патофизиологии» Тез. докладов.- Санкт-Петербург, 2008. - С. 33-34.

3. Гриценко Н.С. Влияние изониазида на сократительную функцию и метаболизм изолированного сердца крысы / Гриценко Н.С., Долгих В.Т. // Материалы российской научной конференции «Проблемы стандартизации и внедрения диагностических и лечебных технологий в практической токсикологической помощи пострадавшим от острых химических воздействий» г. Екатеринбург, 2008. - С.71-73.

4. Гриценко Н.С. Кардиодепрессивный эффект изониазида / Гриценко Н.С. // Материалы научно-практической конференции «Клинические и фундаментальные основы критических состояний». - Омск, 2008. - С. 220-225.

5. Гриценко Н.С. Влияние изониазида на процессы свободно-радикального окисления плазмы крови / Гриценко Н.С., Кириенко И.В. // Материалы III Международного молодежного медицинского конгресса «Санкт-Петербургские научные чтения» Тез. докладов - СПБ ГМУ им. Павлова, 2009. - С. 206.

6. Гриценко Н.С. Эндотоксеми при длительном приеме изониазида / Гриценко Н.С // Материалы научно-практической конференции «Клинические и фундаментальные основы критических состояний». - Омск, 2009. - С. 164167.

7. Гриценко Н.С. Функционально-метаболические нарушения при длительном приеме изониазида / Гриценко Н.С., Долгих В.Т. // Вестник Уральской медицинской академической науки. - 2010. Т. 28, №1 - С. 63-66.

8. Гриценко Н.С. Кардиотоксический эффект изониазида / Гриценко Н.С., Долгих В.Т // Токсикологический вестник. - 2010. №2 - С. 44-47.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АД ср. - среднее артериальное давление АлАТ - апанинаминотрансфераза АсАТ - аспартатаминотрансфераза ДД - дефект диастолы

ДДЛЖ - диастолическое давление в левом желудочке И-15 - доза вводимого изониазида, равная 15 мг/кг И-30 - доза вводимого изониазида, равная 30 мг/кг И-75 - доза вводимого изониазида, равная 75 мг/кг ОП - олигопептиды

ОПСС - общее периферическое сопротивление сосудов РЛЖД - развиваемое левым желудочком давление СДЛЖ - систолическое давление в левом желудочке СИ - сердечный индекс УИ - ударный индекс УО - ударный объем ХЛ - хемилюминесценция ЭКГ - электрокардиограмма

+ dp/dt - максимальная скорость сокращения миокарда левого желудочка - dp/dt - максимальная скорость расслабления миокарда левого желудочка LQ - 25 персентиль HQ - 75 персентиль Ме - медиана

На правах рукописи

ГРИЦЕНКО Николай Сергеевич

ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ИЗОНИАЗИДА НА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТУЮ СИСТЕМУ (экспериментальное исследование)

14.03.03 - патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Омск-2011

Подписано в печать 12.01.2011 Формат 60x84/16 Бумага офсетная Пл. -1,0 Способ печати - оперативный Тираж 100

Издательско-полиграфический центр ОмГМА 644050, г. Омск, пр. Мира, 30, тел: 69-32-72

Актуальность исследования. Туберкулез в настоящее время остается одной из главных проблем здравоохранения во всем мире. От него ежегодно умирает около трех миллионов человек [26, 42, 63]. Несмотря на стабилизацию в Российской Федерации уровня заболеваемости туберкулезом, ситуация по-прежнему остается плачевной, и значения этих показателей остаются высокими, превышая аналогичные в странах Европы в 5 раз [129, 130]. Таким образом, туберкулез в начале третьего тысячелетия по-прежнему остается важнейшей медико-социальной проблемой, а этиотропная терапия признается приоритетным направлением в лечении больных туберкулезом [26, 88, 99, 102, 113]. Терапевтическое действие противотуберкулезных препаратов направлено на подавление размножения микобактерий туберкулеза или их уничтожение в организме больного [62, 64, 89, 98, 135, 169].

Химиотерапия, требующая длительного приема противотуберкулезных препаратов, может вызывать нарушение функционирования ферментных систем, обменных процессов и расстройство функционирования некоторых органов и систем, что обусловливает развитие побочных реакций, являющихся одной из основных причин неэффективности терапии больных туберкулезом [113, 121, 173, 192, 203]. Значительную группу побочных реакций составляют осложнения токсического характера, обусловленные как противотуберкулезными препаратами, так и продуктами их метаболизма [1, 9, 35, 77, 95].

Основным препаратом в любой схеме лечения больных туберкулезом является изониазид — как наиболее эффективный противотуберкулезный препарат, который не отменяют на протяжении всего курса лечения за исключением случаев формирования лекарственной резистентности микобактерий туберкулеза и развития тяжелых нейротоксических реакций. Как известно, только изониазид используется в качестве монотерапии при первичной и вторичной химиопрофилактике контактных по туберкулезу и инфицированных лиц [59, 62, 75, 102].

Курс лечения препаратом длителен: продолжительность приема изониазида составляет не менее 6 месяцев, что сопряжено с его малой молекулярной массой и быстрой элиминацией из организма, а также с необходимостью ежедневного приема этого препарата для постоянного поддержания терапевтической концентрации. Все это приводит к необходимости применять большие дозы изониазида, что повышает риск развития токсических осложнений, обусловленных как самим препаратом, так и продуктами его метаболизма [78, 95, 96].

Существующее в настоящее время представление о токсичности препарата основано в большей мере на клинических проявлениях его побочных действий [90]. Имеющиеся публикации касаются лишь частоты возникновения и описания клинических симптомов, а также установления факта кардиодепрессии, но только в условиях комбинированной химиотерапии [90, 91, 92, 96], при проведении которой не представляется возможным оценить негативное влияние каждого препарата, в частности, изониазида. Проведение настоящего исследования представляется актуальным и позволяет оценить влияние изониазида на сердечнососудистую систему на организменном и органном уровне.

Цель исследования - выявить механизмы формирования недостаточности кровообращения при длительном энтеральном введении изониазида.

Задачи исследования:

1. В условиях целостного организма изучить показатели системной гемодинамики и биоэлектрическую активность сердца при длительном энтеральном введении изониазида.

2. На препарате изолированного сердца крысы изучить сократительную функцию, функциональные резервы и метаболизм миокарда при длительном энтеральном введении изониазида.

3. На препарате изолированного сердца крысы исследовать его адренореактивность путем перфузии раствором Кребса-Хензелайта, содержащим изониазид.

4. В условиях целостного организма выявить интенсивность процессов свободно-радикального окисления, уровень ферментов-маркеров мембранодеструкции и эндотоксемии при длительном энтеральном введении изониазида.

5. На препарате изолированного изоволюмически сокращающегося интактного сердца крысы изучить кардиотропный и коронаротропный эффекты изониазида.

Научная новизна. Установлено, что длительное энтеральное введение изониазида обусловливает развитие недостаточности кровообращения, выраженность которой зависит от дозы вводимого препарата. Патогенетическими факторами формирования недостаточности кровообращения являются активация процессов свободно-радикального окисления на фоне недостаточности антиоксидантной системы, гипоксия, деструкция клеточных мембран, эндотоксемия.

На модели изолированного изоволюмически сокращающегося сердца доказано, что патогенетическую роль в развитии недостаточности кровообращения при длительном энтеральном введении изиониазида играют функциональные и метаболические повреждения сердца. Установлено, что угнетение сократительной функции миокарда сопровождается снижением его устойчивости к таким патогенным факторам, как гипоксия/реоксигенация, нагрузке ритмом высокой частоты, повышением чувствительности адренорецепторов к адреналину, дефициту энергетических субстратов и кислорода.

Теоретическая и практическая значимость. Результаты исследования углубляют представления о механизмах формирования недостаточности кровообращения и функционально-метаболических нарушениях сердца, возникающих при длительном энтеральном введения изониазида. Доказано, что наряду с первично-токсическими повреждениями миокарда важнейшую роль в развитии сердечной недостаточности играют гипоксические механизмы повреждения, ингибирование Са-АТФазы саркоплазматического ретикулума, ответственной за своевременное удаление ионов кальция из саркоплазмы и диастолическое расслабление миокарда.

Экспериментально установлено, что при длительном введении изониазида повышается чувствительность адренорецептров миокарда к экзогенным катехоламинам, что необходимо учитывать при проведении инотропной поддержки больным туберкулезом, получающим изониазид в качестве этиотропной терапии.

Результаты исследования могут послужить теоретическим базисом для разработки новых туберкулостатических препаратов и схем лечения больных туберкулезом с учетом кардиотоксических свойств и побочных реакций изониазида, используемого как в виде монотерапии, так и в сочетании с другими препаратами.

Внедрение результатов исследования. Результаты исследования используются в учебном процессе кафедр патофизиологии с курсом клинической патофизиологии и фтизиатрии и фтизиохирургии, а также в научно-исследовательской работе Омской государственной медицинской академии.

Апробация работы. Результаты исследования доложены и обсуждены на X научно-практической конференции «Санкт-Петербургские научные чтения» (Санкт-Петербург, 2008), XIV межгородской конференции молодых ученых «Актуальные проблемы патофизиологии» (Санкт-Петербург, 2008), научно-практических конференциях «Клинические и фундаментальные аспекты критических состояний» (Омск, 2008, 2009), научной конференции по клинической токсикологии «Проблемы стандартизации и внедрения современных диагностических и лечебных технологий в практической токсикологической помощи пострадавшим от острых химичексих воздействий» (Екатеринбург, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, из них 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Положения, выносимые на защиту:

1. Длительное энтеральное введение изониазида обусловливает развитие недостаточности кровообращения, одним из патогенетических факторов которой являются функционально-метаболические нарушения сердца, в большей степени связанные с повреждающим действием не изониазида, а его метаболитами и другими продуктами метаболизма.

2. Патогенетическими факторами кардиодепрессии при длительном введении изониазида являются: гипоксия, активация процессов свободно-радикального окисления, нарушение соотношения активности про- и антиоксидантной системы, деструкция мембран кардиомиоцитов, повышение адренореактивности сердца и эндотоксемия.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 120 страницах машинописного текста и состоит из «Введения», «Обзора литературы», описания материалов и методов исследования, главы, содержащей результаты собственных исследований и обсуждения полученных результатов, выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 12 таблицами и 21 рисунком. Список использованной литературы включает 214 источников, из них 82 — зарубежных.

выводы

1. Длительное (на протяжении двух месяцев) ежедневное энтеральное введение изониазида белым беспородным крысам-самцам приводит к развитию недостаточности кровообращения, максимально выраженной у животных, получавших препарат в дозе 75 мг/кг, что проявляется синдромом низкого сердечного выброса на фоне увеличения общего периферического сопротивления сосудов, а также индуцирует снижение вольтажа зубца К и изменение конечной части желудочкового комплекса ЭКГ, характерное для гипоксии миокарда.

2. В основе низкого сердечного выброса при длительном энтеральном приеме изониазида лежит угнетение силовых и скоростных параметров сократимости миокарда, снижение его функциональных резервов, что обусловлено нарушением биоэнергетики, ингибированием Са -насоса саркоплазматического ретикулума, деструкцией мембран кардиомиоцитов.

3. Определенный вклад в развитие кардиодепрессии при длительном энтеральном введении изониазида вносит коронароспазм и повышение чувствительности миокарда к экзогенным катехоламинам, что сопровождается снижением константы диссоциации комплекса «адреналин-адренорецептор» в 1,5 раза.

4. Длительное энтеральное введение изониазида приводит к дозозавсимой интенсификации процессов свободно-радикального окисления на фоне изменения соотношения активности про- и антиоксидантной системы и формированию эндотоксемии как возможного патогенетического фактора кардиодепрессии, а наибольшим кардиотоксическим эффектом обладает не сам изониазид, а его метаболиты и другие продукты метаболизма.