К механизму реализации антиоксидантных эффектов некоторых нейропротекторов

К механизму реализации антиоксидантных эффектов некоторых нейропротекторов

Е.А. Лебедева, А.Д. Беляевский, П.А. Житин, М.Е. Белоусова, С.П. Дашевский

С целью уточнения механизмов антиоксидантного воздействия эритропоэтина (Эпокрин) и цитиколина (Цераксон) у 108 пациентов с тяжелой черепно-мозговой травмой изолированного и сочетанного характера проведено проспективное контролируемое исследование клинико-лабораторных эффектов данных препаратов. На фоне применения эритропоэтина и цитиколина содержание продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в крови на 3-и сутки наблюдения было статистически значимо ниже показателей, полученных в контрольной группе, а к 7-м суткам наблюдения отмечалось еще более выраженное снижение как внутриклеточного, так и внеклеточного уровня всех контролируемых продуктов ПОЛ. В группе Эпокрина имела место нормализация преимущественно внутриклеточных показателей, в то время как в группе Цераксона наибольшее приближение к норме зафиксировано у первичного продукта ПОЛ - диеновых конъюгатов - в эритроцитах и плазме крови. Включение в схему интенсивной терапии при тяжелой черепно-мозговой травме в качестве антиоксидантов эритропоэтина и цитиколина способствует более раннему восстановлению активности антиоксидантной защиты.

Ключевые слова: черепно-мозговая травма, перекисное окисление липидов, антиоксидантная защита, эритропоэ-тин, цитиколин.

У пациентов с тяжелыми черепно-мозговыми травмами (ЧМТ) ряд патофизиологических каскадов в раннем посттравматическом периоде приводит к усугублению тяжести состояния вследствие вторичного повреждения головного мозга [1]. В расширении зоны первичного повреждения значимое место отводится оксидантному стрессу, который развивается вследствие избыточного образования продуктов свободнорадикального окисления и недостаточности функционирования антиоксидантной системы [2-4]. Новым направлением в терапии такого рода критических состояний является использование естественных биорегуляторов, в норме продуцируемых в организме че-

Елена Александровна Лебедева - канд. мед. наук, ассистент кафедры анестезиологии и реаниматологии с курсом токсикологии ФПК и ППС Ростовского государственного медицинского университета Минздравсоц-развития России.

Александр Дмитриевич Беляевский - профессор, зав. кафедрой анестезиологии и реаниматологии с курсом токсикологии ФПК и ППС Ростовского государственного медицинского университета Минздравсоцраз-вития России.

Павел Анатольевич Житин - врач-нейрохирург отделения нейрохирургии Областной клинической больницы № 1 г. Ростова-на-Дону.

Марина Евгениевна Белоусова - старший лаборант кафедры анестезиологии и реаниматологии с курсом токсикологии ФПК и ППС Ростовского государственного медицинского университета Минздравсоцразвития России.

Сергей Петрович Дашевский - зав. отделением анестезиологии и реанимации № 1 Областной клинической больницы № 1 г. Ростова-на-Дону.

ловека. К подобным веществам относятся эритропоэтин и его синтетический аналог - рекомбинантный препарат Эпокрин, а также новый лекарственный препарат нейро-метаболического ряда цитиколин (Цераксон).

Эритропоэтин в организме человека вырабатывается перитубулярными фибробластами почек, в меньшей степени - гепатоцитами, мышечными клетками матки и нейронами головного мозга [6-9]. Резервных запасов эритропоэтина в организме не обнаружено [10]. Цитиколин (цити-дин-5'-дифосфохолин, или ЦДФ-холин) представляет собой эндогенный нуклеозид, который в норме присутствует в любых клетках и участвует в трех метаболических путях: 1) синтезе фосфатидилхолина - одного из основных фосфолипидов клеточных мембран; 2) синтезе ацетилхолина; 3) образовании бетаина - донора метильных групп [5]. У здоровых людей уровень эритропоэтина и цитиколина в сыворотке низкий, но относительно стабильный. При возникновении критических состояний (к каковым относится тяжелое повреждение головного мозга) сам организм поддерживать стабильный уровень данных соединений неспособен.

Материал и методы исследования

С целью уточнения механизмов антиоксидантного воздействия эритропоэтина (Эпокрин) и цитиколина (Цераксон) проведено проспективное контролируемое исследование, в которое было включено 108 пациентов с тяжелой ЧМТ изолированного (п = 49) и сочетанного (п = 59) характера, имеющих 8 баллов и менее по шкале комы Глаз-го-Питсбург и поступивших в стационар не позднее 17 ч

Клинический опыт

J ___________________

Таблица 1. Показатели ПОЛ в эритроцитах и плазме крови у пациентов в 1-е сутки после травмы

Показатели Здоровые добровольцы

ДК

в эритроцитах, б,17

нмоль/мг НЬ р < 0,001 р < 0,001 р < 0,001

в плазме, 12,б9

нмоль/мл р < 0,001 р < 0,001 р < 0,001

МДА

в эритроцитах, 1,00

нмоль/мг НЬ р < 0,001 р < 0,001 р < 0,001

в плазме, 21,17

нмоль/мл р < 0,001 р = 0,003 р = 0,007

ШО

в эритроцитах, 9,39

ед. фл./мг НЬ р < 0,001 р < 0,001 р < 0,001

в плазме, 1б,б5

ед. фл./мл р < 0,001 р < 0,001 р < 0,001

Примечание. Здесь и в табл. 2: р - значимость различий по сравнению с нормой.

Таблица 2. Активность антиоксидантных ферментов в эритроцитах и плазме крови и показателей структурно-функционального состояния мембран эритроцитов у пациентов в 1-е сутки после травмы

Показатели Здоровые добровольцы

КА в эритроцитах, нмоль/мг НЬ в плазме, нмоль/мл СОД в эритроцитах, усл. ед./(мин мг НЬ) СУА в плазме, усл. ед./(мин мл) 38,03 (37,40; 38,б1) 14,91 (14,29; 1б,03) 3,57 (2,92; 3,8б) 0,б2 (0,54; 0,74) 25,74 (23,б4; 28,б4) р < 0,001 17,38 (14,70; 19,4б) р = 0,05 2,18 (1,8б; 4,00) р = 0,027 2,9б (2,б5; 3,80) р < 0,001 25,5б (22,45; 28,9б) р < 0,001 1б,84 (15,47; 19,05) р = 0,03 2,48 (1,8б; 4,34) р = 0,092 3,7б (2,98; 3,9б) р < 0,001 25,0б (23,б8; 28,4б) р < 0,001 1б,75 (15,74; 18,б7) р = 0,04 2,04 (1,б2; 3,4б) р = 0,002 2,93 (2,б4; 3,8б) р < 0,001

после получения травмы. В результате рандомизации методом конвертов все пострадавшие были разделены на три группы в зависимости от вида проводимой интенсивной терапии (ИТ): 45 пациентов I группы получали стандартную ИТ, 38 пострадавшим II группы в комплекс ИТ был включен эритропоэтин, 25 пострадавшим III группы (группа исследования) ИТ дополнялась введением цитиколина. Введение эритропоэтина и цитиколина начинали в первые 24 ч посттравматического периода. Курсовая доза эритро-поэтина (Эпокрина) составляла 50000 ME внутривенно; цитиколин (Цераксон) вводили по 200 мг (2 мл) 3 раза в сутки через назогастральный зонд. В качестве группы контроля обследовано 14 здоровых добровольцев, сопоставимых по возрасту и полу с больными основных групп. На проведение исследования было получено разрешение независимого этического комитета.

В числе показателей оксидантного стресса исследовали содержание продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в эритроцитах и плазме крови: диеновых конъюгатов (ДК), малонового диальдегида ^ДА) и шиффовых оснований (ШО) [11, 12]. Антиоксидантную защиту (АОЗ) оценивали по уровню супероксиддисмутазы (СОД), каталазы (КА) и супероксидустраняющей активности плазмы крови

(СУА) [13, 14]. Контрольные сроки приходились на 1-е, 3-и и 7-е сутки от момента травмы.

Статистическую обработку материала проводили при помощи программы Statistica 6.0 for Windows. Данные представлены в виде центральной тенденции - медианы (Me) и дисперсии - интерквартильного размаха (25-й и 75-й процентили). Нулевая гипотеза отклонялась, если уровень статистической значимости (р) был менее 0,05.

Результаты и обсуждение

Уже с 1-х суток посттравматического периода выявлен высокий уровень продуктов ПОЛ у пациентов всех трех групп как внутри клеток (оценивается по содержанию в эритроцитах), так и в плазме крови (табл. 1). Содержание ДК в эритроцитах и плазме во всех трех группах в 1-е сутки после травмы превышало значение данного показателя у здоровых добровольцев практически в 2 раза (р < 0,001 с использованием теста Манна-Уитни). Также в 1-е сутки повышалось содержание не только первичных продуктов ПОЛ, но и конечных его продуктов - ШО (см. табл. 1, различия по данному показателю между исследуемыми группами и группой здоровых добровольцев статистически значимы, р < 0,001).

N

Накопление продуктов ПОЛ в эритроцитах и плазме крови у обследованных пациентов с тяжелым повреждением головного мозга происходило на фоне относительного снижения активности АОЗ (табл. 2). Активность внутриклеточных антиоксидантных ферментов (СОД, КА) у пациентов всех трех групп снижалась в 1-е сутки в среднем на 30% от уровня здоровых доноров, и этого оказалось достаточно для быстрого накопления значительного количества высокотоксичных продуктов ПОЛ. Иными словами, у пациентов с тяжелой ЧМТ уже в 1-е сутки посттравматического периода наблюдался сдвиг в окислительных системах в сторону преобладания прооксидантов над антиоксидантами, что утяжеляет течение травматической болезни.

Известно, что процессы ПОЛ протекают преимущественно в биологических мембранах, а избыточность накопления соответствующих продуктов приводит к быстрому разрушению клеточных структур и смерти клетки, что подтверждается и нашими исследованиями [15-19]. Так, повышение содержания СОД и КА в плазме крови свидетельствует о выходе указанных антиоксидантных ферментов из клетки вследствие разрушения клеточных мембран. Если внеклеточное содержание СОД (показатель СУА) у здоровых доноров соответствовало 0,62 (0,54; 0,74) усл. ед./(мин мл) (см. табл. 2), то в 1-е сутки после травмы данный показатель у пациентов I группы составлял 2,96 (2,65; 3,80) усл. ед./(мин мл), во II группе - 3,76 (2,98; 3,96) усл. ед./(мин мл), в III группе - 2,93 (2,64; 3,86) усл. ед./(мин мл). Содержание КА в плазме крови у пациентов также превышало норму - на 16,5% (р = 0,05) в

I группе, на 12,34% (р = 0,03) во II группе и на 12,97% (р = 0,04) в III группе.

Степень деструкции клеточных мембран у пациентов, находящихся на стандартной ИТ, к 3-м и 7-м суткам не уменьшалась. Об этом свидетельствовал нарастающий уровень продуктов ПОЛ как в эритроцитах, так и в плазме крови в указанные сроки наблюдения. В группах эритропоэ-тина и цитиколина содержание продуктов ПОЛ на 3-и сутки наблюдения также превышало показатели здоровых доноров, однако соответствующие средние цифры были статистически значимо ниже показателей I группы. Так, содержание МДА в эритроцитах на 3-и сутки наблюдения у пациентов I группы на 36% превышало содержание данного продукта ПОЛ во II группе и на 37% - его уровень в III группе (р < 0,001, тест Манна-Уитни). Уровень МДА плазмы в указанный срок наблюдения во II группе был в 2,1 раза ниже, чем в I группе, а в III группе - в 2,9 раза ниже (р < 0,001).

Данные о динамике образования продуктов ПОЛ в группах эритропоэтина и цитиколина свидетельствуют о снижении как внутриклеточного, так и внеклеточного уровня всех контролируемых продуктов ПОЛ к 7-м суткам наблюдения при сопоставлении с показателями на 3-и сутки. Однако в группе эритропоэтина более существенной нормализации достигли внутриклеточные показатели, в то время как в группе цитиколина наибольшее приближение к норме зафиксировано у первичного продукта ПОЛ - ДК в эритроци-

I группа II группа III группа

I ДК в эритроцитах 31 ДК в плазме

Рис. 1. Уровень ДК в эритроцитах и плазме у пациентов на 7-е сутки после травмы. Здесь и на рис. 2: данные представлены в виде среднего и 0,95 доверительных интервалов. Значимость различий между группами сравнения составляет р < 0,001.

I группа II группа III группа

Рис. 2. Активность КА в плазме у пациентов на 7-е сутки после травмы.

тах и плазме (рис. 1). Так, содержание ДК в эритроцитах во

II группе на 7-е сутки наблюдения в среднем составило 11,4 (9,8; 12,9) нмоль/мг НЬ, что на 33,7% ниже, чем в I группе (р < 0,001, тест Манна-Уитни). Уровень МДА в эритроцитах во II группе был на 30,2% ниже, чем в I группе (р < 0,001), и имел медиану значения 1,42 (1,28; 1,65) нмоль/мг НЬ. В группе Цераксона на 7-е сутки наблюдения показатель ДК в эритроцитах составил 11,25 (8,00; 13,40) нмоль/мг НЬ, что на 34,6% ниже, чем в I группе (р = 0,05).

Менее выраженное образование продуктов ПОЛ во II и

III группах (по сравнению с I группой) способствовало меньшему выходу внутриклеточной КА в кровь, что подтверждалось разницей между значениями данного показателя на 7-е сутки в исследуемых группах (р = 0,05, рис. 2). Значения СУА плазмы крови в группах эритропоэтина и цитиколина на 7-е сутки наблюдения превосходили таковые в I группе. Так, активность данного показателя в I группе со-

J

ставила 2,8 (1,86; 3,45) усл. ед./(мин мл), во II группе - 3,95 (3,65; 4,35) усл. ед./(мин мл), а в III группе - 3,99 (3,84; 4,06) усл. ед./(мин мл) (р < 0,001). Вероятнее всего, повышение активности этого показателя на фоне снижения образования продуктов ПОЛ свидетельствует о возрастающей роли других антиоксидантов. Не исключено, что зна-

чение СУА плазмы возрастает не за счет увеличения концентрации данного фермента в крови, а за счет повышения его активности. Однако данный вопрос требует дополнительного анализа.

Таким образом, включение в ИТ в качестве антиоксидантов таких естественных для организма веществ, как эритропоэтин и цитиколин, способствует более раннему восстановлению активности АОЗ на фоне снижения образования высокотоксичных продуктов ПОЛ. Механизм воздействия у изученных препаратов, по-видимому, различный. Можно выделить несколько точек приложения этих препаратов, способствующих достижению антиоксидантного эффекта.

Эритропоэтин, с одной стороны, уменьшает ПОЛ-индуци-рованный апоптоз, в том числе после реперфузии, а с другой -сохраняет уровень АТФ, нормализуя системный окислительно-восстановительный баланс [20-25]. Немаловажное значение имеет его влияние на цитокины [26]. Есть также данные, что эритропоэтину присущи прямые антиоксидантные эффекты [27].

Цитиколин, с одной стороны, как источник фосфатидил-холина участвует в репарации клеточных мембран, что способствует улучшению их функции, в том числе эффективности ионообменных насосов [28, 29]. С другой стороны, препарат оказывает защитное действие, подавляя выход свободных жирных кислот, стабилизируя клеточные мембраны и ослабляя генерацию продуктов ПОЛ [30]. Данные эффекты распространяются как на цитоплазматические, так и на митохондриальные мембраны. Подавляя высвобождение арахи-доновой кислоты, цитиколин предотвращает активацию фермента фосфолипазы А2, что снижает проницаемость барьеров, в том числе и гема-тоэнцефалического, и умень-

Сокращенная информация по назначению: Цераксон (Сегакоп). Регистрационный номер ЛСР- 000089. МНН: цитиколин. Ампулы 4 мл го 500 мг или го 1000мг, раствор для приема внутрь 30 мл (100мг/мл). Показания к применении: острый период ишемического инсульта (в составе комплексной терапии), восстановительный период ишемического и геморрагического инсультов, черепно-мозговая травма (ММТ), острый (в составе комплексной терапии) и восстановительный период , когнитивные и поведенчеаие нарушения при дегенеративных и сосудистых заболеваниях головного мозга. Противопоказания: не следует назначать больным с выраженной ваготонией (преобладание тонуса параошпатической части вегетативной нервной системы) и при гиперчувствительности к любому из компонентов препарата. В связи с отсутствием достаточных клинических данных не рекомендуется применять у детей до 18 лет. Способ применения и дозы: препарат назначают внутривенно и внутримышечно. Внутривенно препарат назначают в форме медленной внутривенной инъекции. Острый период ишемического инсульта и черепно-мозговой травмы (ЧМТ) -1000 мг каждые 12 ч с первых суток постановки диагноза, длительность курса не менее 6 недель. Восстановительный период ишемического, геморрагического инсультов и ЧМТ, когнитивные и поведенческие нарушения при дегенеративных и сосудистых заболеваниях головного мозга - по 500-2000 мг в день. Дозировка и длительность лечения - в зависимости си тяжести симптомов заболевания. Побочное действие: редко аллергические реакции, кратковременное изменение артериального давления. Полная информация по препарату и противопоказаниях содержится в инструкции по медицинскому применению.

1. Andersen М., Overgaard К., Meden P. et al. Stroke 1999; 30:1464-1471.

2. Tazaki Y., Sakai F., Otomo E. et a I. Stroke 1988; 19:211 -216.

3. Spiers PA, Myers D„ Hodianadel G.S. et al. Arch Neurol 1996; 53:441448.

На правах рекламы. Информация для специалистов здравоохранения.

Имеются противопоказания. Регистрационный номерЛСР 000089-311210 для перорального раствора,

ЛСР 002287/07-270910 для инъекционных форм ООО'Никомед Дистрибъюшн Сента": РФ, 119048 Москва, ул. Усачева, д. 2, стр. 1 Тел.: +7 (495) 933 5511, факс: +7(495) 502 1625, www.ceraxon.ru;www.nycomed.rii Дата выпуска рекламы: ноябрь 2011

Nycomed: a Takeda Company

\

шает выраженность отека [31, 32]. Кроме того, цитиколин повышает уровень АТФ [33]. Есть данные об антиапоптиче-ском эффекте цитиколина, проявляющемся в виде подавления экспрессии проапоптозных белков и осуществляемом путем снижения активации ряда прокаспаз и уровня экспрессии каспазы-3 [34].

На сегодняшний день цитиколин (Цераксон) является одним из наиболее исследованных нейрометаболических препаратов. Эффективность цитиколина изучалась более чем у 11 ООО добровольцев и пациентов, при этом положительный эффект наблюдали при острых нарушениях мозгового кровообращения, ЧМТ, когнитивных нарушениях и других состояниях. Результаты проведенных ранее клинических испытаний позволили включить цитиколин, единственный среди нейропротекторов, в рекомендации Европейской инициативной группы по инсульту (2008).

В продолжающихся ключевых клинических испытаниях на большом клиническом материале могут быть подтверждены результаты предварительных исследований, указывающих на эффективность цитиколина при травматическом повреждении головного мозга и церебральной ишемии.

Список литературы

1. Мурешану Д.Ф. // Межд. неврол. журн. 2007. № 6(16). С. 63.

2. Halliwell В. //Lancet. 1994. V. 344. №8924. Р. 721.

3. Kehrer J.P. //Crit. Rev. Toxicol. 1993. V. 23. № 1. P. 21.

4. Воскресенская О.H., Терещенко C.B. //Журн. неврол. и психиатр. 2003. № 3. С. 55.

5. Бойко А.Н., Кабанов A.A. // Фарматека. 2007. № 15. С. 57.

6. Spivak J.L. // J. Perinat. Med. 1995. V. 23. № 1-2. P. 13.

7. Marti H.H. //J. Exp. Biol. 2004. V. 207. Pt. 18. P. 3233.

8. Chikuma M. et al. // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2000. V. 279. P. 1242.

9. Siren A.L. et al. // Acta Neuropathol. 2001. V. 10. P. 271.

10. BauerC. //J. Perinat. Med. 1995. V. 23. P. 77.

11. Стальная И.Д., Горишвили Т.Д. // Современные методы в биохимии. М., 1977. С. 66-68.

12. Bidlack W.R., Tappel A.S. // Lipids. 1973. V. 8. P. 203.

13. Сирота T.B. // Вопр. мед. хим. 1999. T. 45. № 3. С. 14.

14. КоролюкМ.А. и др. // Лаб. дело. 1988. № 1. С. 16.

15. Шепелев А.П. и др. //Вопр. мед. хим. 2000. Т. 46. № 2. С. 110.

16. Ляликов С.А. и др. // Цитокины и воспаление. 2004. № 3(4). С. 36.

17. Redmond E.M.etal.//J. Cell. Physiol. 1996. V. 166. № 3. P. 469.

18. Liu X. et al. // Indian J. Med. Res. 2006. V. 124. P. 343.

19. Шалот Ю.Б. и др. Принципы прогнозирования и профилактики инфекционных осложнений травматической болезни. СПб., 2007.

20. Cai Z. et al. //Circulation. 2003. V. 108. P. 79.

21. FiordalisoF.etal.//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2005. V. 102. №6. P. 2046.

22. Lipsic E. et al. // J. Cardiovasc. Pharmacol. 2004. V. 44. № 4. P. 473.

23. Wright G.L. et al. // FASEB J. 2004. V. 18. № 9. P. 1031.

24. Bernaudin M. et al. //Glia. 2000. V. 30. № 3. P. 271.

25. Agnello D. etal. //Brain Res. 2002. V. 952. P. 128.

26. Villa P. et al. //J. Exp. Med. 2003. V. 198. P. 971.

27. Juul S. //Acta Paediatr. Suppl. 2002. V. 91. № 438. P. 36.

28. Скворцова В. //Врач. 2007. № 12. С. 25.

29. Zafonte R. et al. // J. Neurotrauma. 2009. V. 26. № 12. P. 2207.

30. ClarkW.M.//Exp. Opin. Pharmacother. 2009. V. 10. №5. P. 839.

31. Rao A.M. et al. // Brain Res. 2001. V. 893. P. 268.

32. Rao A.M. et al. // J. Neurosci. Res. 1999. V. 58. P. 697.

33. Hurtado O. et al. // Neurobiol. Dis. 2005. V. 18. P. 336.

34. Krupinski J. etal.//Neuropharmacology. 2002. V. 42. P. 846. ,

нервы

Читайте журнал “Нервы” — журнал популярных образовательных программ в неврологии

Выпускается издательством "Атмосфера” при научной поддержке

НЦ неврологии РАМН и 1-го МГМУ им. И.М. Сеченова

(гл. ред. — проф. С.Н. Иллариошкин, зам. гл. ред. — проф. В.А. Парфенов).

Издание предназначено для врачей, проводящих занятия в школах для пациентов с неврологическими и кардионеврологическими расстройствами, среднего медицинского персонала, членов общественных организаций пациентов и их родственников, слушателей школ по гипертонии, инсульту, а также для всех, кто интересуется новыми возможностями диагностики, лечения, профилактики и реабилитации в неврологии.