научная статья по теме К ВОПРОСУ О МЕХАНИЗМЕ РАДИОЗАЩИТНОГО ДЕЙСТВИЯ ИНГИБИТОРОВ NO-СИНТАЗ Биология

Текст научной статьи на тему «К ВОПРОСУ О МЕХАНИЗМЕ РАДИОЗАЩИТНОГО ДЕЙСТВИЯ ИНГИБИТОРОВ NO-СИНТАЗ»

МОДИФИКАЦИЯ РАДИАЦИОННЫХ ЭФФЕКТОВ

УДК [57+61]::539.1.04:577.152.634:615.84

К ВОПРОСУ О МЕХАНИЗМЕ РАДИОЗАЩИТНОГО ДЕЙСТВИЯ

ИНГИБИТОРОВ NO-СИНТАЗ

© 2014 г. М. В. Филимонова1, *, Л. И. Шевченко1, Т. П. Трофимова2, В. М. Макарчук1,

А. С. Шевчук1, Г. А. Лушникова1

Медицинский радиологический научный центр Министерства здравоохранения Российской Федерации, Обнинск 2Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва

Проведено изучение влияния на гемодинамику и проявления противолучевой активности двух ингибиторов NO-синтаз (NOS) из класса производных изотиомочевины, различающихся селективностью к изоформам фермента: соединения Т1023 — селективного ингибитора эндотелиальной и ин-дуцибельной NOS; и соединения NTT2 — высокоселективного ингибитора нейрональной NOS. Оба соединения в дозе 1/7 ЛД50/15, оказывая вазопрессорное действие, вызывали у нормотонических крыс Вистар резкую барорефлекторную реакцию. Однако характер изменений гемодинамики качественно различался. При воздействии Т1023 высокий тонус сосудов сохранялся длительно, и рефлекторный сдвиг приводил к значительному и продолжительному снижению системного кровотока (на 35—45%), создающего условия для развития циркуляторной гипоксии. Под влиянием NTT2 рефлекторное изменение гемодинамики сопровождалось вазодилятацией, и системный кровоток сохранялся на исходном уровне. В дозах 1/4—1/3 ЛД50/15 Т1023 эффективно защищал мышей-гибридов Fj при воздействии у-излучения в дозе 10 Гр и стволовые клетки их костного мозга при облучении в дозе 6 Гр, не уступая в противолучевом действии цистамину. Соединение NTT2 в этих дозах радиозащитного действия не проявляло. Полученные результаты свидетельствуют в пользу того, что ведущим механизмом радиозащитного действия ингибиторов NOS является развитие гемоцир-куляторных изменений, сопровождающихся тканевой гипоксией. При таком механизме действия значимую противолучевую активность можно ожидать у ингибиторов, эффективно подавляющих прежде всего эндотелиальную NOS.

Производные изотиомочевины, ингибиторы NO-синтаз, вазопрессорное действие, радиозащитное действие.

DOI: 10.7868/S086980311405004X

Понимание механизмов действия фармакологического средства является необходимым условием для его эффективного применения. Радиозащитные средства в этом смысле — не исключение. Результаты проведенных нами ранее исследований свидетельствуют, что противолучевая активность производных изотиомочевины в значительной мере определяется их способностью к ингибированию синтаз оксида азота (NOS) [1, 2]. Вместе с тем, взаимосвязь NOS-ин-гибирующей и противолучевой активности позволяет лишь предполагать возможные пути повышения радиорезистентности под влиянием этих соединений, поскольку NO отличается крайне широким и многоплановым участием во многих физиологических и патологических процессах.

* Адресат для корреспонденции: 249036 Обнинск, Калужская обл., ул. Королева, 4, ФГБУ МРНЦ МЗ РФ, лаб. радиационной фармакологии; тел.: (48439) 9-71-36; e-mail: mari fil@mail.ru.

С целью уточнения механизмов радиозащитного действия ингибиторов NOS в данном исследовании проведено сравнительное изучение влияния на центральную гемодинамику и радиочувствительность опытных животных двух соединений, избирательно ингибирующих различные изофор-мы NOS.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА

Ингибиторы NOS. В исследованиях использованы два химических соединения: Т1023, относящееся к классу ^ацил^-алкил-замещенных изотиомочевин, полученное в лаборатории радиационной фармакологии МРНЦ Минздрава РФ, и NTT2, относящееся к классу тетразамещенных тиомочевин с ^(1-иминоэтильным) фрагментом, полученное на кафедре радиохимии химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. Оба соединения имеют в молекулярной структуре фрагмент, изостеричный гуанидиновой группе L-аргинина, что позволяет им конкуриро-

вать с субстратом за активный центр NOS и таким путем ингибировать активность этих ферментов. Вместе с тем, данные соединения резко различаются по избирательности ингибирования различных изоформ NOS. В радиометрических исследованиях на изолированных изоформах показано, что соединение Т1023 в 18—22 раза активнее подавляет эндотелиальную и индуцируемую NOS (концентрация 50%-го ингибирования — IC50 — 2.0—2.5 мкмоль), чем нейрональную NOS (IC50 — 45 мкмоль), в то время как NTT2 ингибирует nNOS (IC50 — 30 мкмоль) и практически не влияет на eNOS и iNOS (IC50 > 5 ммоль). Оба соединения растворимы в воде и являются умеренно токсичными — ЛД50/15 Т1023 для мышей при внутрибрю-шинном (в/б) введении составляет 410 мг/кг, NTT2 — 141 мг/кг. Во всех исследованиях соединения Т1023 и NTT2 вводили в/б в виде 0.6% асептического водного раствора.

Гемодинамические исследования. Опыты проведены на 24 крысах самцах линии Вистар, массой 300—350 г. Наркотизированному животному (тио-пентал натрия, 60 мг/кг, в/б) устанавливали тра-хеостому, катетеризировали яремную вену и сонные артерии, подключали инвазивные датчики давления, электроды ЭКГ и с помощью полиграфа RM-6000 ("Nihon Kohden", Япония) регистрировали исходные значения частоты сердечных сокращений (ЧСС; уд./мин), дыхательных движений (ЧДД; дв./мин), систолического и диа-столического артериального давления (АДс и АДд; мм рт. ст.) в левой сонной артерии и центрального венозного давления (ЦВД; мм рт. ст.) в яремной вене. Минутный объем крови (МОК; л/мин) измеряли методом термодилюции в модификации, описанной в [3]. Далее животному вводили исследуемое соединение и продолжали мониторинг физиологических показателей в течение 60— 120 мин. При анализе проводили расчет стандартных показателей [4] — сердечный индекс (СИ, л/мин/м2): СИ = МОК/ППТ, где ППТ -площадь поверхности тела, которую рассчитывали по Улановой [5]; ударный объем (УО, мл): УО = МОК/ЧСС • 1000; удельное периферическое сопротивление сосудов (УПСС, дин/с/см5/м2): УПСС = 80 • (АДср - ЦВД)/СИ, где АДср = АДд + (АДс - АДд)/3.

Исследование противолучевого действия. Изучение радиозащитных свойств исследуемых соединений проведено на 310 мышах-гибридах F1 (CBA х C57BL6j) самцах в возрасте 2-3 мес., массой 18-23 г. Экспериментальных животных в подопытных группах, по 15-20 особей в каждой, облучали на у-установке 60Co "Луч-2" (Россия) с мощностью дозы 48 мГр/с (последняя поверка

установки проведена 23.01.2013 ДСИиСУЗ ФГУП "ГНЦ РФ - ФЭИ"). Животным опытных групп вводили исследуемые соединения в дозах 1/4 и 1/3 от ЛД50/15 за 15 мин до радиационного воздействия. Животным группы позитивного контроля в эти же сроки вводили в/б цистамина дигидро-хлорид в дозе 225 мг/кг. Радиозащитный эффект оценивали по тесту 30-суточной выживаемости животных при облучении в дозе 10 Гр и численности селезеночных эндоколоний при облучении в дозе 6 Гр. При проведении эндоколониального теста животных выводили из опыта на 9-е сут после облучения путем цервикальной дислокации под эфирным наркозом, извлекали селезенки, фиксировали в среде Буэна и подсчитывали на их поверхности число колоний диаметром более 0.4 мм.

Статистическая обработка данных. Статистические расчеты проведены стандартными методами вариационной статистики. Различие показателей 30-суточной выживаемости оценивали по точному критерию Фишера. В остальных случаях применяли дисперсионный анализ с использованием критерия Крускала-Уоллиса и критериев множественного сравнения Ньюмена—Кейлса и Данна [6]. Межгрупповое различие считали достоверным приp < 0.05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Ранее в гемодинамических исследованиях нами было показано, что соединение Т1023, ингибируя еМ08 и {N08, оказывает выраженное вазопрес-сорное действие. Введение этого соединения в дозе 10 мг/кг приводило к быстрому и длительному повышению тонуса кровеносных сосудов. Продолжительность действия Т1023 в 3—4 раза превышала длительность эффекта адреномиметиков. При этом у подопытных животных, находящихся в состоянии тяжелого гиповолемического или вазо-дилятационного шока, вазопрессорное действие Т1023 сопровождалось значительным подъемом АД и длительной стабилизацией гемодинамики [2, 7]. Так, например, однократная инъекция Т1023 в дозе 10 мг/кг поддерживала АД животных, потерявших 50% объема циркулирующей крови, на уровне 85—90% физиологической нормы в течение 1.5 ч.

Однако совершенно иное изменение гемоди-намического статуса наблюдается при введении Т1023 в этой же дозе нормотоническим животным. Как показано на рис. 1, быстрое повышение тонуса сосудов в этом случае вызывало "классическую" барорефлекторную реакцию, предотвращающую рост АД и перегрузку миокарда возрас-

120

100

80

120

100

80

Систолическое АД, %

120

120 -

100 -

I ■ I

20 Ш

40 ■ 2

60

80 100 120

ЧСС, %

0 20 40 60 80 100 120 Диастолическое АД, %

80

150

100

50

0 20 40 УПСС, %

4

60 150

100 -

50 -

80 100 120

СИ, %

30 60 90 120

30 60 90 120

Время наблюдения, мин

Рис. 1. Влияние соединения Т1023 на гемодинамические показатели нормотонических животных. Все показатели нормированы на начальное значение (до введения Т1023). 1 — доза 10 мг/кг, 2 — доза 60 мг/кг.

0

0

0

тающим сосудистым сопротивлением. Этот защитный рефлекс развивается при раздражении барорецепторов каротидного синуса и дуги аорты под влиянием высокого АД и реализуется путем повышения тонуса парасимпатических и торможения симпатических сосудодвигательных центров в продолговатом мозге [8]. Усиление секреции ацетилхолина нейронами вагуса и снижение секреции норадреналина преганглионарными симпатическими нейронами сопровождается быстрым замедлением сердечного ритма и ограничением роста АД. Однако, поскольку eNOS в данном случае подавлена Т1023, сосудорасширяющее влияние ацетилхолина, реализуемое через активацию eNOS [9], в значительной мере блокировано, и тонус сосудов остается повышенным, о чем свидетельствуют значения диастолического АД и УПСС. В целом, вазопрессорное действие Т1023 в дозе 10 мг/кг относительно непродолжительное — к 60-й мин УПСС снижается практически до исходного уровня, а ответная реакция носит умеренный гипокинетический характер — брадикардия и гипотония не превышают 10—15%, и существенного изменения насосной функции сердца и системного кро

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком