Способ кардиопротекции ишемических и реперфузионных повреждений в остром периоде инфаркта миокарда
Владельцы патента RU 2712448:
Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение "Федеральный Научно-Клинический Центр Реаниматологии и Реабилиталогии" (ФНКЦ РР) (RU)
Изобретение относится к области медицины и фармацевтики и представляет собой способ предупреждения реперфузионного синдрома в остром периоде инфаркта миокарда, включающий внутривенное введение хлорида лития на модели реперфузионного повреждения при ишемии миокарда, отличающийся тем, что раствор хлорида лития вводят в дозе 30 мг/кг в момент начала реперфузии сердца. Технический результат заключается в уменьшении площади зоны инфаркта миокарда левого желудочка при его ишемически-реперфузионном повреждении коронарогенного генеза за счет внутривенного введения раствора LiCl в момент начала реперфузии. 1 табл., 1 пр.
Способ кардиопротекции ишемических и реперфузионных повреждений в остром периоде инфаркта миокарда
Изобретение относится к медицине, а именно к средствам терапевтического воздействия, основным компонентом которых является хлорид лития (LiCl). Изобретение может быть использовано в реаниматологии, неотложной медицине, кардиологии, кардиохирургии, а также в фармакологии для дальнейшей разработки медикаментозных средств и комплексном лечении больных с острым инфарктом миокарда (ИМ) и реперфузионной терапией, при которых одним из значимых звеньев патогенеза прогрессирования заболевания являются ишемические и реперфузионные повреждения миокарда.
Уровень техники
Известно средство, увеличивающее устойчивость сердца к реперфузионному повреждению, представляющее собой соединение с химической формулой Tyr-dAla-Phe-Gly-Phe-Leu-NH2 (RU 2642826).
Как следует из описания данного изобретения, препарат «Дельтолей», содержащий Tyr-dAla-Phe-Gly-Phe-Leu-NH2, растворяли extempore в физиологическом растворе и вводили внутривенно в дозе 0,1 мг/кг после 40 минут ишемии за 5 минут до начала реперфузии. Недостатками известного способа, по мнению самих авторов, является то, что «изобретение может быть использовано в экспериментальных исследованиях для создания нового кардиопротекторного лекарственного препарата» (цитата из описания изобретения патента RU 2642826), то есть не является окончательной лекарственной формой, готовой к использованию в клинической практике и относится только к части экспериментального исследования.
Известно средство, увеличивающее устойчивость сердца к ишемическим и последующим реперфузионным повреждениям, относящееся к блокаторам опиоидных рецепторов СТАР (RU 2488404).
Недостатками известного способа является необходимость его использования за 25 минут до развития ИМ и его эффективность только при 30-минутной коронароокклюзии, что делает невозможным использование данного средства в клинической практике, а также существенная дороговизна препарата.
Известен способ применения расбуриказы для лечения или профилактики расстройств или косвенных осложнений на сердце, вызванных ишемией или реперфузией (RU 2482187).
Недостатками известного способа является введение препарата до развития коронароокклюзии и развития ИМ, что делает невозможным использование данного средства в клинической практике, а также оценка эффективности препарата исследователями по показателям коронарного кровотока на изолированном сердце, а не по морфологической картине, зоне ИМ и в условиях целостного организма, что выключает существенное количество значимых факторов развития некроза кардиомиоцитов и лишает доказательную базу референсного уровня.
Известен способ восстановления антеградного кровотока дистальнее окклюзии коронарной артерии путем введения во время проведения ангиопластики раствора 2-этил-6-метил-3-оксипиридинсукцината, позволяющего уменьшить реперфузионное повреждение миокарда (RU 2343921).
Недостатками известного способа является необходимость проведения ангиопластики, что делает невозможным использование данного способа в неотложной медицине, а также в качестве консервативного способа терапии. Более того, эффективность известного способа оценивалась с помощью лабораторных маркеров без подтверждения морфологическими исследованиями, что не позволяет утверждать о референсном уровне доказательной базы. Авторами признается, что сам препарат не профилактирует и не купирует непосредственно реперфузионные и ишемические повреждения, оказывая такой эффект только опосредованно за счет восстановления кровоснабжения.
В качестве ближайшего аналога заявляемого изобретения может быть рассмотрен документ [LI F.J. et al. Protective effect and mechanism of lithium chloride pretreatment on myocardial ischemia-reperfusion injury in rats // Asian Pacific journal of tropical medicine. - 2014. - V. 7. - No. 9. P. 744-748.], в котором раскрыто исследование защитного эффекта введения LiCl на модели реперфузионного повреждения при ишемии миокарда. Согласно описанию эксперимента раствор LiCl вводили крысам внутривенно. На основании проведенного исследования авторы сделали предположение, что введение LiCl может уменьшать воздействие свободных радикалов на липиды клеточной мембраны, снижать повреждение митохондриальной мембраны и защищать от реперфузионного повреждения при ишемии миокарда. Однако, принципиальным отличием данного метода от заявляемого способа является введение LiCl до развития коронароокклюзии и ИМ, что резко ограничивает возможные перспективы использования данного средства в клинической практике.
Кроме того, эффективность воздействия LiCl в работе Li F. et al. оценивалась по увеличению в миокарде активности ферментов антиоксидантной активности (супероксиддисмутазы), уменьшению повреждения липидов мембран клеток (малоновый диальдегид) и гистологическим изменениям кардиомиоцитов в очаге некроза (без оценки площади зоны ИМ). В то время как авторами заявляемого способа эффективность воздействия LiCl оценивается на основании наблюдаемого уменьшения площади зоны ИМ левого желудочка, что является доказательством кадиопротекторных свойств LiCl.
Раскрытие изобретения
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи предотвращения повреждения кардиомиоцитов при коронарогенной ишемии, а также в период после восстановления коронарного кровотока путем снижения патогенного воздействия ишемии и реперфузионных повреждений.
Техническим результатом заявляемого способа является уменьшение площади зоны ИМ левого желудочка при его ишемически-реперфузионном повреждении коронарогенного генеза за счет внутривенного введения раствора LiCl в момент начала реперфузии.
Поставленная задача решается тем, что предотвращение повреждения кардиомиоцитов во время ишемии коронарогенного происхождения, а также после восстановления коронарного кровотока достигают путем однократного внутривенного введения раствора 4,2% LiCl в дозе 30 мг/кг сразу после восстановления кровотока в коронарных сосудах. Введение лекарственного препарата сразу же после восстановления кровотока является принципиальным, так как это максимально приближает используемые временные интервалы к клинической практике, а также позволяет нивелировать как ишемические, так и реперфузионные механизмы повреждения кардиомиоцитов.
Принципиально кардиопротекторный феномен, обнаруженный Murry и соавт., (Murry СЕ, Jennings RB, Reimer KA. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium. Circulation 1986; 74:1124-1136) заключается в том, что после серии сеансов кратковременной ишемии сердце приобретает повышенную устойчивость к повреждающему действию длительного нарушения коронарного кровотока. Ключевым звеном защитного механизма от активных форм кислорода при ишемическом прекондиционировании, является фермент киназа гликогенсинтазы-3β (ГСК-3β). В фосфорилированном состоянии ГСК-3β предотвращает образование неспецифической проницаемости митохондрий (так называемой, митохондриальной поры) и гибели клетки, идущей с участием митохондрий. В последующих работах было установлено, что не только прекондиционирование, но посткондиционирование (воздействие непосредственно в период реперфузии) уменьшают размер инфаркта за счет ингибирования ГСК-3β (Мороз и др., 2013; Faghihi et al., 2008; Zhao 2003). Воздействие активных форм кислорода на ГСК-3β осуществляется через редокс-активацию протеинкиназы С, которая приводит к фосфорилированию фермента, что предотвращает гибель клетки.
Таким образом, фосфорилирование ГСК-3β, которое является мощным эндогенным механизмом кардиопротекции при ишемии/реперфузии, можно запускать при помощи различных фармакологических веществ.
Сущность заявляемого способа состоит в использовании иона лития для предупреждения реперфузионного синдрома в остром периоде ИМ как ингибитора ГСК-3β. Его эффект достигается за счет конкурентного взаимодействия с сайтом связывания кофактора фермента Mg2+.
Преимуществами заявляемого способа, по сравнению с известными, являются
- лечебное воздействие раствора LiCl, позволяющее нивелировать влияние ишемических и реперфузионных воздействий на кардиомиоциты как в момент окклюзии коронарного сосуда, так и после восстановления кровотока:
универсальность способа предотвращения образования неспецифической митохондриальной поры, как инструмента кардиопротекции при ИМ за счет сохранения жизнеспособности миокарда, который подвергся ишемически-реперфузионному повреждению;
- уменьшение зоны некроза миокарда;
- возможность сокращения сроков лечения и увеличение выживаемости больных после перенесенного ИМ и реперфузионной терапии;
- малая токсичность препаратов на основе ионов лития.
Указанный терапевтический эффект был четко показан авторами заявляемого способа на примере максимально приближенной к клинической картине возникновения локальной ишемии миокарда (коронарогенного инфаркта), с последующим реперфузионным повреждением кардиомиоцитов.
Обнаруженное кардиопротекторное действие 4,2% раствора соли LiCl в дозе 30 мг/кг в момент начала реперфузии имеет высокую практическую значимость, поскольку клиницисты в своей работе могут рассчитывать на уменьшение зоны инфаркта на этапе восстановления кровотока при проведении реперфузионной терапии.
Описание процедуры эксперимента
В эксперименте было использовано 12 самцов крыс Sprague-Dawley возрастом 8-9 недель, массой 300-350 г. Животные случайным образом были распределены на 2 группы по 6 крыс в каждой. Далее у животных обеих групп моделировали ишемию сердца и последующую реперфузию. В момент начала реперфузии животным экспериментальной группы вводили хлорид лития в дозе 30 мг/кг внутривенно через катетер, а животным контрольной группы физиологический раствор по той же схеме в объеме 0,5 мл/кг. Перед манипуляциями животных подвергали наркотизации уретановым наркозом (1,5 г/кг веса тела, внутрибрюшинно).
Окклюзию левой коронарной артерии воспроизводили следующим образом: у наркотизированного животного выполняли торакотомию в четвертом межреберье слева при искусственной вентиляции легких (частота дыхания 60-65 вдохов/выдохов в минуту, дыхательный объем 1 мл на 100 г массы тела) с помощью аппарата искусственного дыхания (UGO BASILE 7025, Италия). Далее вскрывали перикард, определяли локализацию общего ствола левой коронарной артерии, под которую при помощи атравматической иглы подводили тонкую полиамидную нить (ETHILON 6-0). Концы нити помещали в полиэтиленовую трубку РЕ-10, таким образом получали окклюдер для создания обратимой ишемии миокарда.
При окклюзии нити затягивали и фиксировали гемостатическим зажимом. После периода окклюзии проводили реперфузию - восстановление кровотока путем высвобождения артерии. Окклюзия длилась 25 минут. Длительность реперфузионного периода составляла - 90 минут.
Для контроля наличия ишемии миокарда у животных во время окклюзии осуществляли регистрацию ЭКГ в грудном отведении. Изменения картины ЭКГ во время окклюзии левой коронарной артерии подтверждало наличие ишемии (подъем сегмента ST выше изоэлектрической линии, снижение зубца R или его замена комплексом QS).
В конце каждого эксперимента у животных подсчитывали общую площадь зоны риска, площадь зоны инфаркта и левого желудочка при помощи методики двойного окрашивания 2% метиленовым синим и 1% трифенилтетразолием хлоридом. Для выявления области миокарда, лишенной кровоснабжения (зоны риска) по окончании реперфузионного периода в бедренную вену вводили 2 мл 2% раствора метиленового синего, который окрашивал в синий цвет только кровоснабжаемую часть миокарда. Для определения некротизированных участков (зоны инфаркта), срезы левого желудочка сердца толщиной 2 мм окрашивали 1% трифенилтетразолием хлоридом в течение 15 минут при температуре 37°С. Трифенилтетразолий хлорид позволяет выявлять область инфаркта в зоне риска - живая ткань окрашивается в красный цвет, некротизированные участки остаются неокрашенными. Срезы после окраски фиксировали в 10% формалине, сканировали с двух сторон и обрабатывали с помощью компьютерной планиметрии. Данные представлены в виде процентных соотношений общей площади зоны риска к общей площади левого желудочка сердца, а также площади зоны инфаркта к общей площади зоны риска. О наличии кардиопротекторных свойств у изучаемых соединений судили по способности уменьшать соотношение площади зоны инфаркта к общей площади зоны риска.
В ходе экспериментов была отмечена гибель одного животного в контрольной и одного животного в экспериментальной группе с введением LiCl. Смерть в обоих случаях наступала в результате остановки сердца в момент окклюзии левой коронарной артерии до момента введения препаратов.
Определение соотношения общей площади зоны риска к общей площади левого желудочка сердца не выявило различий у животных контрольной и экспериментальной группы (контроль: 35,17±4,97%; LiCl:34,66±3,29%), что указывает на стандартный уровень перевязки левой коронарной артерии и на равные начальные условиях ишемии миокарда в исследуемых группах.
В группе, получавшей LiCl в начале реперфузии наблюдалось достоверное снижение зоны инфаркта по сравнению с контрольной группой, получавшей физиологический раствор (контроль: 41,61±2,44%; LiCl: 30,55±5,46%).
Таким образом, внутривенное введение LiCl в дозе 30 мг/кг в момент начала реперфузии в модели ИМ на крысах в условиях in vivo оказывало кардиопротективное действие, которое оценивалось по снижению зоны инфаркта в сравнении с контрольными животными.
Способ предупреждения реперфузионного синдрома в остром периоде инфаркта миокарда, включающий внутривенное введение хлорида лития на модели реперфузионного повреждения при ишемии миокарда, отличающийся тем, что раствор хлорида лития вводят в дозе 30 мг/кг в момент начала реперфузии сердца.
