УДК: 611.018.74: 616-001.34
1Воронков А.В., 1Поздняков Д.И., 1Хури Е.И.,
2Воронкова М.П.
1Пятигорский медико-фармацевтического институт - филиал ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный медицинский университет». 357532, г. Пятигорск, пр. Калинина, д.11.
2Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования «Волгоградский государственный медицинский университет». 400131, г. Волгоград, пл. Павших Борцов, д. 1.

Влияние производного пиримидин-4-1(Н)-она на вазодилятирующую функцию эндотелия сосудов у крыс в условиях экспериментальной черепно-мозговой травмы

Резюме. Актуальность проблемы. В виду неуклонного роста случаев черепно-мозгового травматизма и значительной роли в патогенезе черепно-мозговой травмы эндотелиальной дисфункции сохранение эндотелиальной функции представляет несомненный научно-практический интерес.

Ключевые слова: черепно-мозговая травма, эндотелий, эндотелиопротекторы, глиатилин.

Контактное лицо:

Поздняков Дмитрий Игоревич
преподаватель кафедры фармакологии с курсом клинической фармакологии Пятигорского медикофармацевтического института. 357532, Пятигорск, пр. Калинина, 11. тел: +7-918-756-08-89
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

1Voronkov A. V., 1Pozdnyakov D. I., 1Khoury E. I.,
2Voronkovа M.P.
1Pyatigorsk medical and pharmaceutical Institute - branch of the «Volgograd state medical University». 357532, Pyatigorsk, Kalinina Ave, 11.
2Federal state educational institution of the higher education «Volgograd state medical University». 400131 Volgograd, square of the Fallen fighters, 1.

Effect of pyrimidine-4-1 (H) -OH derivative on vasodilating function of vascular endothelium of rats under conditions of experimental traumatic brain injury

Abstract. Background. In view of the steady increase in cases of craniocerebral trauma and a significant role in the pathogenesis of craniocerebral trauma of endothelial dysfunction, preservation of endothelial function is of undoubted scientific and practical interest.

Key words: traumatic brain injury, endothelium, endotheliopathy, gliatilin.

Contact person:

Pozdnyakov Dmitry
lecturer of the Department of pharmacology with a course of clinical pharmacology Pyatigorsk medical
and pharmaceutical Institute. 357532, Pyatigorsk, av.Kalinina, 11. tel: +7-918-756-08-89
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Введение. Последние статистические данные показывают неуклонный рост случаев черепномозгового травматизма – 55 млн. человек ежегодно переносят черепно-мозговую травму (ЧМТ) [11]. Помимо бытового травматизма, дорожно-транспортных происшествий черепно-мозговой травме в значительной степени подвержены профессиональные спортсмены, действующие военные [6,12]. Бимодальность возрастного пика у лиц, подверженных ЧМТ также играет существенную роль в распространенности данного состояния [11]. С точки зрения эпидемиологии, экономических затрат на диагностику и лечение/реабилитацию, а также высокие показатели отдаленных негативных последствий, ЧМТ несет огромную социально -экономическую нагрузку и стоит в одном ряду с ишемическим инсультом, болезнью Альцгеймера [10]. Уникальность ЧМТ, состоит в том, что церебральная дисфункция возникает только посредством действия экзогенного фактора [11]. Однако, несмотря на униполярность повреждения, травмирующий фактор запускает целый патофизиологический каскад деструкции мозговой ткани, т.е. наблюдается полимодальность вторичной травмы головного мозга. Помимо «классических» составляющих каскада вторичного повреждения мозга в условиях ЧМТ: воспаление, эксайтотоксичность, оксидативный стресс, митохондриальная дисфункция и т.д. [10], в последнее время некоторыми авторами выделяется еще одна немаловажная его составляющая – эндотелиальная дисфункция [9,11]. Структурно-функциональный дефект эндотелия церебральных сосудов может являться «связующим» фактором, объединяющим большинство «классических» механизмов повреждения - существует
тесная взаимосвязь между эндотелиальной дисфункцией, окислительным стрессом, нарушением проницаемости гемато-энцефалического барьера и дисфункцией митохондрий (рис.1) [11].

На основании вышеизложенного сохранение эндотелиальной функции можно считать одним из новых и перспективных направлений коррекции последствий ЧМТ [9,11].

Производные пиримидин-4- 1(Н)-она характеризуются обширным спектром фармакологической активности, включающем в себя: регенерирующую, противовоспалительную, антигипертензивную, антиоксидантную и др. виды активности [5]. В ранее проведенных экспериментальных исследованиях были установлены эндо [4] – и церебротропные [3] свойства для некоторых производных пиримидин- 4-1(Н)-она, что делает данный класс соединений перспективным для дальнейшего изучения на предмет наличия эндотелиопротекторного действия.
Цель исследования. Оценить влияние нового пептид-замещенного производного пиримидин-4-1(Н)- она на изменение вазодилатирующей функции эндотелия сосудов в условиях экспериментальной черепно-мозговой травмы у крыс
Материалы и методы исследования. Исследование выполнено на 48 крысах-самцах линии Wistar. Животных рандомизировали по возрасту и весу (половозрелые, массой 220-240 грамм), было сформировано 4 равные экспериментальные группы (n=12). ЧМТ моделировали методом свободного падения груза массой 150 г на теменно-затылочную область черепа животного с высоты 50 см [1]. Первая группа животных – позитивный контроль (ПК), которым не воспроизводили ЧМТ. Вторая группа крыс – негативный контроль (НК), с ЧМТ и не получавшая фармакологическую поддержку. Третья и четвертая группы животных (крысы с ЧМТ) получали референтный препарат глиатилин в дозе 50 мг/кг и изучаемое производное пиримидин-4-1(Н)-она под
лабораторным шифром GLY в дозе 50 мг/кг соответственно. Исследуемое соединение и референтный препарат вводили интраперитонеально на протяжении 3-х суток (1 инъекция ежедневно) с момента воспроизведения ЧМТ. По истечении указанного времени у крыс регистрировали изменение состояния вазодилатирующей функции эндотелия сосудов, а также оценивали изменение концентрации гомоцистеина в сыворотке крови. Состояние вазодилатирующей функции эндотелия сосудов оценивали у наркотизированных хлоралгидратом (350 мг/кг) крыс допплерографическим методом (ультразвуковой допплерограф, датчик УЗОП-010-01 с рабочей частотой 25 МГц и программного обеспечения «ММ-Д-К-Minimax Doppler» v.1.7. (Санкт–Петербург, Россия) при модификации синтеза эндогенного оксида азота. Датчик допплерографа устанавливали в теменную об ласть головного мозга крыс, в качестве модификаторов синтеза NO использовали: ацетилхолин (АЦХ) 0.1 мг/кг (Sigma-Aldrich), L-аргинин 150 мг/кг (Panreac), нитро-L—аргинин метиловый эфир (L- NAME) 15 мг/кг (Sigma-Aldrich), для оценки эндотелий-независмой вазодилатации вводили нитроглицерин 0,007 мг/кг (Биомед). Все используемые тест–системы вводились внутривенно в левую бедренную вену, непосредственно в процессе регистрации кровотока [2]. Далее у животных производили забор венозной крови с последующим получением сыворотки для определения концентрации гомоцистеина (коммерческий набор реактивов для определения гомоцистеина производства компании «DiaSyS» (Германия)). Пробоподготовка и дальнейший ход анализа соответствовал инструкции, прилагаемой к набору. После проведения всех необходимых манипуляций животные выводились из эксперимента декапитацией до выхода из наркоза.

Полученные в ходе проведения исследования результаты обрабатывали методами вариационной статистики с применением программного комплекса «STATISTICA 6.0». Данные представляли в виде М±SE, проверяли на нормальность распределения с применением критерия Шапиро-Уилка. Для сравнения средних применяли метод однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA) с пост-тестом Ньюмена-Кейсла и рангового критерия Крускалла-Уоллиса. Различия считались статистически значимыми при p<0,05.
Результаты исследования. Оценивая состояние вазодилатирующей функции эндотелия сосудов у ПК группы крыс (рис.2), установлено повышение скорости мозгового кровотока в ответ на введение АЦХ данной группе животных на 45,1% (p<0,05) и ее снижение при введении L-NAME на 30,2% (p<0,05) относительно фоновой скорости церебрального кровотока (4,3±0,289 см/сек) ПК группы крыс. Введение L-аргинина данной группе животных не привело к значимому изменению скорости мозгового
кровотока. Введение НТГ животным группы ПК способствовало увеличению скорости локального церебрального кровотока на 46,3% (p<0,05). Полученные данные согласуются с литературными источниками [2]. У группы крыс НК в условиях ЧМТ, по сравнению с группой животных позитивного контроля отмечено ухудшение сосудистой реакции в ответ на введение АЦХ и L-NAME, что отражается в менее значимом увеличении/уменьшении скорости мозгового кровотока при введении данных анализаторов эндотелиальной функции (скорость церебрального кровотока изменилась на +26% и -12,3% соответственно от ее исходного уровня (3,7±0,618 см/сек)). Кроме того у НК группы животных наблюдалось увеличение скорости церебрального кровотока в ответ на введение L-аргинина на 20,2% (p<0,05), что свидетельствует о развитии у данной группы крыс феномена «L-аргининового парадокса [2].

Следует отметить, что скорость локального мозгового кровотока при введении НТГ у всех групп животных с ЧМТ статистически значимо не отличалась от таковой у ПК группы крыс (рис.2).

У крыс с ЧМТ, получавших глиатилин отмечено восстановление эндотелиальной функции, что отражается в более выраженной сосудистой реакции при введении АЦХ и L-NAME у данной группы животных, по сравнению с НК группой крыс на 30,4% (p<0,05) и 72,4% (p<0,05) соответственно. В ответ на введение L-аргинина скорость церебрального кровотока у крыс, получавших глиатилин, увеличилась всего на 16,4% (p<0,05) от ее фонового значения (4,9±0,255 см/сек.), что было меньше аналогичного значение НК группы животных на 23,2% (p<0,05).
В условиях коррекции ЧМТ изучаемым соединением GLY (рис.2) скорость мозгового кровотока у
крыс в ответ на введение АЦХ увеличилась на 31,4% (p<0,05) относительно ее исходного значения (4,2±0,155 см/сек.), в то время как при введении L-NAME данный показатель уменьшился на 19% (p<0,05). Введение L-аргинина данной группе животных привело к увеличению скорости локального церебрального кровотока на 14,7% по сравнению с ее первоначальным значением. Следует отметить, что статистически значимых отличий между группами животных, получавших глиатилин и GLY, установлено не было. Оценивая изменение концентрации гомоцистеина у крыс в условиях ЧМТ (рис.3), установлено повышение данного показателя у НК группы животных, относительно группы крыс позитивного контроля в 6,6 раза (p<0,05).
У крыс, получавших глиатилин и исследуемое соединение GLY, содержание гомоцистеина снизилось относительно НК группы животных на 14% (p<0,05) и 34,8% (p<0,05) соответственно.
Обсуждение результатов. Известно, что эндотелий сосудов играет существенную роль в поддержании оптимального сосудистого тонуса, обеспечивая адекватный уровень кровоснабжения головного мозга, что немаловажно в условиях заболеваний, сопряжен-ных с недостаточностью церебральной гемодинамики, например, черепно-мозговой травме [9,11].

Однако, являясь в большой степени лабильной структурой, сосудистый эндотелий подвержен воздействию ряда неблагоприятных факторов, что нарушает его структурно-функциональную целостность, усугубляя течение заболевания [2]. Исходя
из значительной роли эндотелия сосудов в поддержании оптимального уровня мозгового кровотока, представляется перспективным сохранение эндотелиальной функции посредством применения фармакологически активных субстанций – эндотелиопотекторов [2]. В настоящем исследовании установлено положительное эндотелиотропное действие нового пептид-замещенного пиримидин-4-1(Н)-она под лабораторным шифром GLY, применение которого в дозе 50 мг/кг способствовало сохранению вазодилатирующей функции эндотелия сосудов в условиях ЧМТ. Подобное действие соединения GLY может быть связано с уменьшением образования гомоцистеина, что также отражено в данном исследовании. Гомоцистеин – продукт деметиилирования метионина играет значимую роль в патогенезе эндотелиальной дисфункции. Гипергомоцистеинемия приводит к прямой альтерации эндотелиоцитов, снижая продукцию оксида азота, нарушает обмен фолатов, необходимых для адекватного функционирования эндотелия, ухудшает реологические свойства крови и эластичность сосудистой стенки [8]. Кроме того в литературных источниках приводятся данные свидетельствующие о том, что избыток гомоцистеина усиливает генерацию свободных радикалов, интенсифицируя вторичное – окислительное повреждение эндотелия [7]. Таким образом, снижение уровня гомоцистеина на фоне применения соединения GLY способно восстановить вазодилатирующую функцию эндотелия в условиях ЧМТ. Однако нельзя отрицать и другие потенциально возможные механизмы эндотелиотропного действия соединения GLY. Так для производных пиримидин- 4-1(Н)-она описана PKC – ингибирующая активность и прямое воздействие на функцию eNOS [4], что также может лежать в основе эндотелийпозитивной активности субстанции GLY, как представителя класса производных пиримидин-4- 1(Н)-она.

Выводы.
1. В условиях черепно-мозговой травмы у крыс наблюдается ухудшение вазодилатирующей функции эндотелия сосудов, сопровождаемое снижением вазореактивности к АЦХ и L-NAME, развитием феномена «L-аргининового парадокса» и повышением концентрации гомоцистеина в 6,6 раза (p<0,05).
2 Применение соединения GLY способствовало сохранению вазодилатирующей функции эндотелия сосудов, а также снижению концентрации гомоцистеина, по сравнению с животными, не получавшими фармакологическую поддержку на 34,8% (p<0,05).
3. Эндотелиотропный эффект соединения GLY был сопоставим с таковым у референтного препарата – глиатилина, что делает его перспективным объектом для дальнейшего изучения как средства комплексной терапии ЧМТ с эндотелиотропным действием.

Литература.
1. Воронков А.В. Моделирование черепно-мозговой травмы в условиях эксперимента у крыс / Воронков А.В., Калашникова С.А., Хури Е.И., и др. // Современные проблемы науки и образования. - 2016. - № 5; URL: https://www.science-education.ru/ru/article/view?id=25242 (дата обращения: 05.01.2018).
2. Воронков А.В. Влияние флавоноидов: гесперидина и патулетина на вазодилатирующую функцию эндотелия сосудов головного мозга экспериментальных животных на фоне его фокальной ишемии / Воронков А.В., Оганесян Э.Т., Поздняков Д.И., и др. // Научные ведомости БелГУ. Серия: Медицина. Фармация. - 2017.- №19. - С.186-194
3. Воронков А.В. Влияние новых производных пиримидин-4(1Н)-она на психоэмоциональный дисбаланс и некоторые нарушения энергетического обмена у крыс на фоне ишемии головного мозга / Воронков А.В., Шабанова Н.Б., Поздняков Д.И., и др. // Современные проблемы науки и образования. - 2017. - № 5.; URL: https://science-education.ru/ru/article/ view?id=26738 (дата обращения: 05.01.2018).
4. Воронков А.В. Изучение влияния 2-стирилпроизводных пиримидин- 4(1Н)-она на состояние антитромботического потенциала, на фоне экспериментально вызванной недостаточности половых гормонов /Воронков А.В., Мамлеев А.В., Поздняков Д.И. // Здоровье и образование в XXI веке. - 2016. - №2. - С.603-608
5. Сочнев В.С. Молекулярное моделирование и синтез новых НПВС в ряду производных 1H-пиримидин-4-ОНа / Сочнев В.С. // Фундаментальные исследования. - 2015. - № 2. - С. 5610-5613;
6. Amyot F. A Review of the Effectiveness of Neuroimaging Modalities for the Detection of Traumatic Brain Injury / Amyot F., Arciniegas D.B., Brazaitis M.P., et al. // Journal of Neurotrauma. – 2015. - v.32. – P. 1693-1721
7. Curro M. Toxic effects of mildly elevated homocysteine concentrations in neuronal-like cells / Curro M., Gugliandolo A., Gangemi C., et.al. // Neurochem Res. - 2014. - v.39. – P. 1485–1495.
8. Ganguly P. Role of homocysteine in the development of cardiovascular disease / Ganguly P., Alam S.F. // Nutrition Journal. - 2015. - v.14. - P.14-16.
9. Jullienne A. Chronic cerebrovascular dysfunction after traumatic brain injury / Jullienne A., Obenaus A., Ichkova A., et.al // Journal of neuroscience research. - 2016. – v. 94(7). - P.609-622.
10. Kline A.E. Combination therapies for neurobehavioral and cognitive recovery after experimental traumatic brain injury: is more better? / Kline A.E., Leary J.B., Radabaugh H.L., et.al. // Progress in neurobiology. - 2016. - v.142. – P.45- 67.
11. Logsdon A.F. Role of microvascular disruption in brain damage from traumatic brain injury / Logsdon A.F., Lucke-Wold B.P., Turner R.C., et.al. // Comprehensive Physiology. - 2015. – v.5(3) .- P.1147-1160.
12. McKee A.C. The neuropathology of traumatic brain injury / McKee A.C., Daneshvar D.H. // Handbook of clinical neurology. - 2015. – v.127. - P. 45-66.

Конфликт интересов / Conflict of interests Авторы заявили об отсутствии конфликта интересов. The authors declare no conflict of interests.