СРЕДСТВО, УВЕЛИЧИВАЮЩЕЕ УСТОЙЧИВОСТЬ СЕРДЦА К АРИТМОГЕННОМУ ДЕЙСТВИЮ ИШЕМИИ И РЕПЕРФУЗИИ
AGENT FOR INCREASING RESISTANCE OF HEART TO ARRYTHMOGENIC ACTION OF ISCHAEMIA AND REPERFUSION

Изобретение относится к разделу экспериментальной медицины и может быть использовано для создания нового эффективного средства, увеличивающего устойчивость сердца к ишемическим и реперфузионным нарушениям ритма сердца.
Согласно данным Е.И. Пановой [1], в 25% смертей при остром инфаркте миокарда причиной гибели пациента являются аритмии. Имеющиеся антиаритмические средства не всегда обеспечивают эффективное предупреждение ишемических и реперфузионных аритмий, а зачастую обладают и собственной аритмогенной активностью. Вследствие этого разработка новых лекарственных средств, действие которых направлено на предотвращение ишемических и реперфузионных аритмий, является актуальной проблемой современной фармакологии. Перспективной группой для поиска подобных соединений являются агонисты каппа-опиоидных рецепторов. Известно, что агонист каппа-опиоидных рецепторов (-)-U-50488 способен предупреждать нарушения сердечного ритма при ишемии-реперфузии [2, 3]. Вместе с тем в последнее время ряд агонистов каппа-опиоидных рецепторов расширился, были синтезированы вещества, имеющие большее сродство к каппа-опиоидным рецепторам по сравнению с (-)-U-50488. Одно из таких веществ - селективный агонист каппа-опиоидных рецепторов ICI-199441. Сродство этого вещества к каппа-опиоидным рецепторам в 146 раз превышает аналогичный показатель других агонистов каппа-опиоидных рецепторов [4]. Однако антиаритмические свойства этого соединения ранее не были исследованы.
Задачей изобретения является расширение арсенала антиаритмических средств, увеличивающих устойчивость сердца к аритмогенному действию ишемии и реперфузии.
Поставленная задача решается профилактическим применением агониста каппа-опиоидных рецепторов ICI-199441 в качестве средства, увеличивающего устойчивость миокарда к последующим ишемическим и реперфузионным нарушениям ритма сердца.
Использованное вещество ICI-199441 было синтезировано в компании Токрис Биосайнс (Великобритания).
Химическая формула этого соединения:
21
24
2
2
CHClNO·HCl
2-(3,4-Dichlorophenyl)-N-methyl-N-[(1S)-1-phenyl-2-(1-pyrrolidinyl)ethyl]acetamide hydrochloride
Структура соединения ICI-199441:
Соединение способно активировать каппа-опоидные рецепторы [5]. Ранее это соединение в качестве лекарственного средства не применялось.
Впервые выявлено его положительное действие, приводящее к предупреждению возникновений нарушений ритма сердца при экспериментальном моделировании острой коронароокклюзии-реперфузии у крыс.
В патентной и научно-медицинской литературе не найдено сведений о том, что ICI-199441 увеличивает устойчивость сердца к аритмогенному действию ишемии и реперфузии. Данное свойство ICI-199441 не вытекает из уровня техники в данной области и не очевидно для специалиста.
Изобретение может быть использовано в экспериментальных исследованиях для создания нового антиаритмического лекарственного препарата; для снижения частоты возникновения аритмий при ишемии и последующей реперфузии у пациентов с острым инфарктом миокарда; в ходе кардиохирургических вмешательств с использованием искусственного кровообращения и при трансплантации сердца.
Исходя из вышеизложенного, следует считать предлагаемое изобретение соответствующим условиям патентоспособности «Новизна», «Изобретательский уровень», «Промышленная применимость».
Изобретение будет понятно из следующего описания.
Животные подвергались моделированию острого инфаркта миокарда (острая коронароокклюзии) с последующей оценкой частоты возникновения ишемических и реперфузионных нарушений ритма сердца.
Перед выполнением процедуры коронароокклюзии все крысы наркотизировались хлоралозой (Sigma, 60 мг/кг внутрибрюшинно) и на период проведения коронароокклюзии и последующей реперфузии были подключены к аппарату искусственной вентиляции легких комнатным воздухом 68 вдохов/минуту с помощью аппарата искусственной вентиляции легких SAR-830 Series Small Animal Ventilator (CWE, Inc, Ardmor, USA). Для моделирования коронароокклюзии выполнялась левосторонняя торакотомия, перикард удалялся для получения доступа к левой нисходящей коронарной артерии. На левую нисходящую коронарную артерию накладывалась лигатура на 1-2 мм ниже ушка левого предсердия. Коронароокклюзию верифицировали по появлению эпикардиального цианоза и подъему сегмента ST. После 10 минут ишемии лигатуру ослабляли, при этом восстановление кровотока подтверждалось появлением эпикардиальной гиперемии. Продолжительность реперфузии составляла 10 минут [6]. В течение всего периода коронароокклюзии и последующей реперфузии производили запись ЭКГ во II стандартном отведении с помощью аппарата для электрофизиологических исследований МР35 (Biopac System Inc., Goleta, США). Количественную обработку полученных данных осуществляли с помощью программного обеспечения INSTBSL-W компании Biopac System Inc., (Goleta, США). Оценивали частоту возникновения желудочковых экстрасистол, желудочковой тахикардии и фибрилляции желудочков, которую выражали в процентах.
Пример №1.
Исследование антиаритмической активности ICI-199441 проводилось по следующей схеме. Эксперименты проведены на крысах самцах линии Вистар массой 250-300 г. В группу подопытных животных было включено 16 крыс, которым за 15 минут до коронароокклюзии внутривенно вводился раствор исследуемого препарата в дозе 0,1 мг/кг. Перед введением вещество ICI-199441 растворяли ex tempore в 0,1 мл диметилсульфоксида (ДМСО), а затем в 0,9 мл 20% гидроксипропил-β-циклодекстрина. В первую контрольную группу включили 16 животных, которым за 15 минут до начала реперфузии внутривенно вводился физиологический раствор. Во вторую контрольную группу включили 16 животных, которым за 15 минут до начала реперфузии внутривенно вводился растворитель (0,1 мл диметилсульфоксида (ДМСО), а затем в 0,9 мл 20% гидроксипропил-β-циклодекстрина). В качестве препарата сравнения было выбрано вещество (-)-U-50488, так как известно, что (-)-U-50488 способен активировать каппа-опиоидные рецепторы [7], что свидетельствует о сходном механизме действия выбранных веществ. Вещество (-)-U-50488 в дозе 1 мг/кг оказывает выраженный антиаритмический эффект [3]. Данных об антиаритмическом эффекте (-)-U-50488 в дозе 0,1 мг/кг не обнаружено. В связи с этим были сформированы три группы сравнения, состоящие каждая из 14 крыс. Крысам первой и второй групп сравнения за 15 минут до начала коронароокклюзии внутривенно вводился препарат (-)-U-50488 в дозе 0,1 мг/кг либо в дозе 1 мг/кг соответственно. Перед введением вещество (-)-U-50488 растворяли ex tempore в физиологическом растворе. Крысам третьей группы сравнения за 15 минут до начала коронароокклюзии внутривенно вводили раствор стандартного антиаритмика верапамила в дозе 0,63 мг/кг.
Полученные результаты обрабатывали статистически с использованием критерия %2 Пирсона для проверки гипотезы о равенстве средних для частотных тестов.
Пример №2.
В таблице 1 приведены результаты проведенных исследований. Острая 10-минутная коронароокклюзия вызывала возникновение желудочковых аритмий у 14 из 16 подопытных крыс, что составляло 87% наблюдений. В том числе у 87% крыс наблюдалась экстрасистолия, у 75% крыс развивалась желудочковая тахикардия, в 31% наблюдений - фибрилляция желудочков. При реперфузии желудочковые аритмии были выявлены в 87% наблюдений, желудочковая тахикардия возникала у 81% крыс, фибрилляция желудочков - у 6 из 16 животных (Таблица 1). Таким образом, очевидно, что острая коронароокклюзия и последующая реперфузия вызывают нарушения ритма сердца. Эти данные подтверждают адекватность выбранной модели для исследования антиаритмической активности препаратов.
Введение крысам растворителя (0,1 мл диметилсульфоксида (ДМСО), а затем в 0,9 мл 20% гидроксипропил-β-циклодекстрина) не изменяло частоту возникновения нарушений ритма сердца у крыс при острой коронароокклюзии и последующей реперфузии.
Исследуемое вещество ICI-199441 вводили внутривенно за 15 минут до коронароокклюзии в дозе 0,1 мг/кг. При моделировании коронароокклюзии в этой экспериментальной группе частота возникновения желудочковых аритмий составила 50%, что достоверно ниже, чем в контрольной группе (p<0,025). Распределение нарушений сердечного ритма по их видам показало, что при коронароокклюзии в этой экспериментальной группе экстрасистолия развивалась у 50% животных, что было ниже, чем в контрольной группе (p<0,025), желудочковая тахикардия - у 44% (p<0,05 по отношению к контролю), изменение частоты фибрилляции желудочков не оказалось статистически достоверным (Таблица 1). Во время реперфузии нарушения ритма сердца обнаружены у 56% подопытных крыс, что статистически значимо ниже, чем в контроле (p<0,05), с такой же частотой наблюдали экстрасистолию (p<0,05 по отношению к контролю), у 50% животных развивалась тахикардия желудочков, что было достоверно меньше, чем в контрольной группе (p<0,05) (Таблица 1).
Полученные нами результаты свидетельствуют о том, что предварительное введение агониста каппа-опиоидных рецепторов ICI-199441 в дозе 0,1 мг/кг снижает частоту возникновения аритмий при острой коронароокклюзии и реперфузии.
Применение первого препарата сравнения, агониста каппа-опиоидных рецепторов, (-)-U-50488 в дозе 0,1 мг/кг не привело к изменению частоты возникновения желудочковых аритмий в условиях острой коронароокклюзии и реперфузии (Таблица 1). Это соединение имеет сходный механизм действия с ICI-199441, однако обладает меньшим сродством к каппа-опиоидным рецепторам.
В таблице 1 можно видеть, что частота возникновения ишемических желудочковых аритмий у крыс после введения (-)-U-50488 в дозе 1 мг/кг составила 43%, что статистически значимо меньше, чем в контрольной группе (p<0,025). Экстрасистолия в этой экспериментальной группе встречалась в 43% случаев (p<0,025 по отношению к контролю), желудочковая тахикардия - в 38% наблюдений (p<0,05 по отношению к контролю). Снижение частоты фибрилляции желудочков не носило статистически значимый характер. Полученные данные свидетельствуют о том, что введение агониста каппа-опиоидных рецепторов (-)-U-50488 в дозе 1 мг/кг снижает частоту возникновения аритмий при острой коронароокклюзии и реперфузии.
Сравнение антиаритмического эффекта двух агонистов каппа-опиоидных рецепторов показало, что антиаритмический эффект соединения ICI-199441 развивается в дозе 0,1 мг/кг, что в 10 раз меньше дозы (-)-U-50488, которая необходима для повышения устойчивости сердца к действию ишемии-реперфузии.
Введение крысам верапамила в дозе 0,63 мг/кг до коронароокклюзии приводило к снижению частоты возникновения нарушений ритма сердца. Частота желудочковых экстрасистол составила 43%, что статистически значимо меньше, чем в контрольной группе (p<0,025). Желудочковая тахикардия в этой экспериментальной группе встречалась в 38% наблюдений (p<0,05 по отношению к контролю).
Сравнение антиаритмического эффекта агониста каппа-опиоидных рецепторов ICI-199441 и классического антиаритмика верапамила показало, что антиаритмический эффект соединения ICI-199441 развивается в дозе 0,1 мг/кг, что в 6,3 раза превышает дозу верапамила, необходимую для антиаритмического эффекта.
Таким образом, экспериментально доказано, что исследуемое вещество ICI-199441 способно предупреждать ишемические и реперфузионные нарушения ритма сердца и обладает большей эффективностью, чем известные аналоги и классические антиаритмические препараты.
Применение предлагаемого изобретения позволит расширить арсенал средств, увеличивающих устойчивость сердца к ишемическим - реперфузионным нарушениям ритма.
ЛИТЕРАТУРА
1. Панова Е.И. Фатальный инфаркт миокарда: факторы риска и основные причины смертельных исходов в остром и подостром периодах / Панова Е.И., Стронгин Л.Г., Баранов Е.А. // Материалы Российского национального конгресса кардиологов «Повышение качества и доступности кардиологической помощи». Тез. докл. - Москва, 2008. - С. 281.
2. Pugsley M.K. Antiarrhythmic effects of U-50,488H in rats subject to coronary artery occlusion. / Pugsley M.K., Penz W.P., Walker M.J., Wong T.M. // Eur. J Pharmacol. - 1992. - V. 25, №212(1). - P. 15-19.
1
АТФ
3. Лишманов А.Ю. Активация периферических κ-опиоидных рецепторов как способ профилактики ишемических и реперфузионных аритмий: роль протеинкиназы C и К-каналов. / Лишманов А.Ю., Маслов Л.Н., Ласукова Т.В., Кроуфорд Д., Вонг Т.М. // Бюл. экспер. биол. и мед. - 2007. - Т. 143, №2 - С. 145-148.
4. Costello G.F. 2-(3,4-Dichlorophenyl)-N-methyl-N-[2-(1-pyrrolidinyl)-1-substituted-ethylj-acetamides: the use of conformational analysis in the development of a novel series of potent opioid kappa agonists. / Costello G.F., James R., Shaw J.S., Slater A.M., Stutchbury N.C. // J. Med. Chem. - 1991. - V. 34, №1. - P. 181-189.
5. Barlow J.J. Structure/activity studies related to 2-(3,4-dichlorophenyl)-N-methyl-N-[2-(1-pyrrolidinyl)-1-substituted-ethyl] acetamides: a novel series of potent and selective kappa-opioid agonists. / Barlow J.J., Blackburn T.P., Costello G.F., James R., Le Count D.J., Main B.G., Pearce R.J., Russell K., Shaw J.S. // J. Med. Chem. - 1991. - V. 34, №11. - P. 3149-3158.
6. Schultz J.E.J. Ischemic preconditioning is mediated by a peripheral opioid receptor mechanism in the intact rat heat / Schultz J.E.J., Hsu A.K., Gross G.J. // J. Mol. Cell. Cardiol. - 1997. - V. 29. - P. 1355-1362.
7. Dhawan BN, Cesselin F, Raghubir R, Reisine T, Bradley PB, Portoghese PS, Hamon M. International Union of Pharmacology. XII. Classification of opioid receptors. / Dhawan BN, Cesselin F, Raghubir R, Reisine T, Bradley PB, Portoghese PS, Hamon M. // Pharmacol Rev. - 1996. - V. 48, №4. - P. 567-592.