Эндотелиопротективные эффекты таурина при эндотелиальной дисфункции

УДК 615.036.8

ЭНДОТЕЛИОПРОТЕКТИВНЫЕ ЭФФЕКТЫ ТАУРИНА ПРИ ЭНДОТЕЛИАЛЬНОЙ ДИСФУНКЦИИ.

Покровский М.В., Покровская Т.Г., Хадиева Т.А.

ФГАОУ ВПО "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" НИУ «БелГУ», Белгород, Российская Федерация.

Аннотация: Целью настоящего исследования является изучение эндотелиопротективных эффектов таурина на двух моделях эндотелиальной дисфункции: а) блокада e-NOS введением L-NAME (25 мг/кг/сут) у крыс-самцов в течение 7 дней; б) блокада e-NOS введением L-NAME (25 мг/кг/сут) беременным крысам-самкам на 14-20 сутки беременности (АДМА-подобная модель гестоза). На фоне введение L-NAME лабораторным животным вводился таурин 260 мг/кг однократно в сутки. В результате проведенных исследований получены данные об улучшении взаимоотношения эндотелийзависимой и эндотелийнезависимой реакции (КЭД) при введении таурина на фоне моделирования патологии. Результаты исследований могут применяться в фармакологии, кардиологии, эндокринологии, акушерстве и гинекологии.

Ключевые слова: таурин, эндотелиальная дисфункция, L-NAME, гестоз, крысы.

Введение. Таурин (2-аминоэтансульфоновая кислота) - широко распространенная аминокислота, содержащаяся в миллимолярных концентрациях во всех тканях млекопитающих. Цитопротективное действие таурина на различные ткани подтверждалось не раз. Таурин регулирует различные клеточные функции, включая антиоксидацию, модуляцию ионного транспорта, осморегуляцию, регуляцию нейротрансмитте-ров, конъюгацию желчных кислот и др. [2, 2, 3, 4]. Источники таурина в организме - это внутренний биосинтез и потребление с пищей. Таурин синтезируется из метионина и цистеина в основном в печени [5]. На модели стрептозоцинового диабета у мышей было показано, что постоянное кормление мышей таурино-выми добавками приводило к нормализации ацетилхо-лин-опосредованной релаксации кольцевидных сегментов аорты. [6]. Кроме того, преинкубация тканей с таурином в течение 2 ч ex vivo предупреждало как усиленный ответ на норадреналин, так и ослабленный ответ на ацетилхолин в отношении кольца аорты крыс со стрептозоциновым диабетом [7]. Эти данные иллюстрируют эндотелиопротективный эффект таурина при нарушенной эндотелийзависимой вазодилатации во время гипергликемии. В основе эндотелиопротектив-ного действия таурина при дисфункции эндотелия при СД лежит целый ряд молекулярных механизмов. Тау-ринопосредованное снижение уровня конечных продуктов гликозилирования и модифицированных ЛПНП может быть одним из звеньев эндотелиопротек-тивного действия таурина. Также таурин повышает

биодоступность оксида азота, снижая концентрацию НС10, которая потребляет оксид азота, предупреждая вазоконстрикцию и эндотелиальную дисфункцию (ЭД) [8]. Кроме того, таурин подавляет экспрессию молекул адгезии сосудистого эндотелия (VCAM-1) и молекул межклеточной адгезии (ICAM-1), индуцируемую высокой концентрацией глюкозы в культуре эн-дотелиальных клеток [9]. Острая гликемия, индуцированная внутривенной инфузией глюкозы, активирует адгезию лейкоцитов и миграцию их в эндотелий, а также активирует апоптоз у крыс, добавление таурина к пище животных в течение 5 дней перед проведением эксперимента предотвращало реакцию со стороны лейкоцитов и предупреждало активацию апоптоза клеток [10,11]. Роль таурна в коррекции эндотелиальной дисфункции несомненна, отсюда следует, что таурин может быть использован для коррекции АЭЖА-подобного гестоза.

Материалы и методы исследования. Моделирование эндотелиальной дисфункции. Эксперимент выполнен на 10 крысах-самцах линии Wistar массой 170250 г. Блокатор эндотелиальной NO-синтазы ^нитро-L-аргиин-метиловый эфир (Ь^АИЕ) вводился ежедневно один раз в сутки, внутрибрюшинно, в дозе 25 мг/кг.

Моделирование АДМА-подобного гестоза. Эксперимент выполнен на 10 беременных крысах-самках линии Wistar массой 170-250 г. Для формирования групп беременных животных с заданными сроками, находя-

—--—

Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК

щихся на раздельном содержании, к самкам (3 животных) подсаживали самцов (2 животных) на 24 часа. Затем животных рассаживали и через 10-14 суток в условии эфирного сна пальпаторно определяли наличие беременности. АДМА-подобный агент - неселективный блокатор NO-синтазы ^нитро- L-аргиин-метиловый эфир ^-ЫАИЕ) вводили внутрибрюшинно в дозе 25 мг/кг/сут в течение семи дней (14-20 сутки беременности у крыс-самок). По данным литературы такой умеренно пролонгированный среднедозовый режим введения L-NAME приводит к блокаде N0- синтазы в эндотелии плацентарных сосудов, что, в свою очередь, приводит к деструктивным изменениям в тканях плаценты, артериальной гипертензии и протеинурии.

Коррекция эндотелиальной дисфункции таурином. На фоне введения L-NAME внутрижелудочно через атравматичный зонд вводился таурин в дозе 260 мг/кг однократно в сутки, в течение 7 дней в обеих экспериментальных моделях ЭД.

Оценка эндотелийзависимых и эндотелийнезависи-мых сосудистых реакций. На 7 день от начала эксперимента у самцов и на 20 сутки беременности у самок под наркозом (хлоралгидрат 300 мг/кг), вводили катетер в сонную артерию для регистрации показателей артериального давления. Показатели гемодинамики: систолическое артериальное давление (САД), диастолическое артериальное давление (ДАД) и частоту сердечных сокращений (ЧСС) измеряли непрерывно посредством

Таблица 1

Динамика показателей артериального давления и коэффициента эндотелиальной дисфункции при фармакологической коррекции L-NAME - индуцированного дефицита N0 у крыс-самцов введением

таурина (М ± т; п=10).

датчика и компьютерной программы «Вюрас МР 150». Оценку эндотелийзависимых и эндотелийнезависи-мых сосудистых реакций проводили при внутривенном введении ацетилхолина (АХ) (40 мкг/кг) и нитро-пруссида (НП) (30 мкг/кг) в правую бедренную вену. Затем проводили расчёт коэффициента эндотелиальной дисфункции (КЭД), являющийся отношением площади треугольника над кривой восстановления АД в ответ на введение НП к площади треугольника над кривой восстановления АД в ответ на введение АХ.

Статистическая обработка результатов исследования. Достоверность наблюдавшихся при действии исследованного препарата изменений параметров определяли разностным методом вариационной статистики с нахождением средних значений сдвигов (М), средней арифметической (+т) и вероятности возможной ошибки (Р) по таблицам Стьюдента. Различия оценивались как достоверные, начиная с р <0,05.

Результаты исследования. Осуществляли регистрацию динамики показателей артериального давления, частоты сердечных сокращений при моделировании L-NAME - индуцированного дефицита N0 и при коррекции эндотелиальной дисфункции таурином, после чего рассчитывали КЭД в группе интактных животных, контрольных животных с моделированием патологии и в группе экспериментальных животных, получавших таурин (таблица 1).

Группы животных Функциональные пробы САД, мм.рт.ст. ДАД, мм.рт.ст. КЭД

Интактные Исход. 139,0 ± 3,5 105,0 ± 2,9 1,1 ± 0,1

АХ (40 мкг/кг) 84,3 ± 1,6 38,7 ± 2,8

НП (30 мкг/кг) 87,0 ± 2,8 42,1 ± 4,4

L-NAME (25 мг/кг/сут) Исход 190,3 ± 6,7* 145,0 ± 3,9* 5,4 ± 0,6*

АХ (40 мкг/кг) 110,6 ± 5,2* 82,8 ± 6,6*

НП (30 мкг/кг) 88,7 ± 4,7* 50,8 ± 4,2*

L-NAME (25 мг/кг/сут) + таурин (260 мг/кг/сут) Исход 151,4 ± 3,5** 114,9 ± 5,1** 1,3 ± 0,1**

АХ (40 мкг/кг) 93,9 ± 3,0** 49,8 ± 3,8**

НП (30 мкг/кг) 111,6 ± 3,4** 46,2 ± 1,8**

Примечание. * - (р<0,05) по сравнению с группой интактных; нием ЭД введением Ь-ЫЛМЕ.

Исследование эффективности таурина при внутри-желудочном введении в течение 7 суток выявило статистически значимое (р<0,05), снижение артериального давления и коэффициента эндотелиальной дисфункции (КЭД) в сравнении с крысами-самцами на фоне введения L-NAME.

При введении АДМА-подобного агента - L-NAME беременным самкам (25 мг/кг однократно в сутки с 14 по 20 сутки беременности), на 21-е сутки наблюдалось

** - (р<0,05) по сравнению с группой животных с моделирова-

развитие патологии, по своим проявлениям соответствующей критериям клинических проявлений АДМА-подобного гестоза. Происходило статистически значимое повышение систолического и диастоли-ческого АД с 125,0 ± 6,3 и 82,0 ± 5,8 мм.рт.ст. у интактных крыс-самок до 183,1 ± 9,4 и 136,7 ± 7,4 мм рт. ст. у крыс с АДМА - подобной моделью гестоза, а также увеличение КЭД с 1,3 ± 0,2 до 3,1 ± 0,3 (р<0,05) соответственно (таблица 2).

Значение уровня микроциркуляции в плаценте ин- ровании АДМА-подобного гестоза, обнаружено суще-тактных беременных крыс на 21 сутки составляло ственное снижение показателей микроциркуляции до 447,8 ± 25,9 ПЕд (перфузионных единиц). При модели- 218,3 ± 13,7 ПЕд (таблица 2).

Таблица 2

Динамика показателей артериального давления, коэффициента эндотелиальной дисфункции и микроциркуляции в плаценте при фармакологической коррекции АДМА-подобного гестоза у беременных

крыс введением адеметионина (М ± т; п=10).

Группа Функциональные пробы САД мм. рт. ст. ДАД мм. рт. ст. КЭД, усл. Ед. Микроциркуляция, ПЕд

Интактные исход 125,0 ± 6,3 82,0 ± 5,8 1,3 ± 0,2 447,8 ± 25,9

АХ (40 мкг/кг) 69,1 ± 3,0 41,4 ± 1,5

НП (30 мкг/кг) 74,7 ± 6,9 47,9 ± 3,5

L-NAME (25 мг/кг/сут) исход 183,1 ± 9,4* 136,7 ± 7,4* 3,1 ± 0,3* 218,3 ± 13,7*

АХ (40 мкг/кг) 115,9 ±3,9* 72,3 ± 2,5*

НП (30 мкг/кг) 107,7 ± 3,6* 51,7 ± 2,0*

L-NAME (25 мг/кг/сут)+ таурин (260 мг/кг/сут) исход 123,45 ± 3,6** 106,2 ± 4,5** 1,5 ±0,4** 477,2±31,0**

АХ (40 мкг/кг) 78,6 ± 4,5** 52,3 ± 3,4**

НП (30 мкг/кг) 73,1 ± 3,5** 51,0 ± 3,2**

Примечание. * - (р<0,05) по сравнению с группой интактных; ** - (р<0,05) по сравнению с группой животных с моделированием ЭД введением Ь^ЛМЕ.

Исследование эффективности таурина при коррекции АДМА-подобной модели гестоза выявило статистически значимое (р<0,05), снижение артериального давления, улучшение КЭД и микроциркуляции в плаценте.

Выводы. Результаты исследования подтверждают эндотелиопротективные эффекты таурина при эндоте-

лиальной дисфункции, вызванной блокадой эндотели-альной NO-синтазы как у крыс самцов, так и у беременных самок. Полученные данные могут быть использованы в планировании клинических исследований по расширению показаний к применению для тау-рина.

ЛИТЕРАТУРА

1. Huxtable RJ. Физиологические действия таурина. Физиология Ред. 1992; 72:101-163.

2. Satoh H. Сердечные действия таурина как модулятора ионных каналов. Мед.Биол. 1998; 442: 121-128.

3. Schaffer S, Takahashi K, Azuma J. Роль осморегуляции в действии таурина. Аминокислоты. 2000; 19: 527-546.

4. Sjovall J. Диетический глицин и таурин при конъюгации желчных кислот у человека; Желчных кислот и стероидов 75. Экс. Биол. Мед. 1959, 100: 676-678.

5. Т. Ито1, С.У. Шаффер2, Ю.Азума1 Целесообразность применения таурина при сахарном диабете и его осложнениях Эндокринология: новости, мнения, обучение №1 2013

6. Kamata K, Sugiura M, Kojima S, Kasuya Y. Восстановление эндотелийзависимой релаксации как при гиперхоле-стеринемии, так и при сахарном диабете с помощью таурина. Фармакол. 1996;303:47-53.

7. Abebe W. Влияние таурина на реактивность аорты у крыс с диабетом. Жизнь. 2008; 82: 279-289.

8. Pennathur S, Heinecke JW. Окислительный стресс и эндотелиальная дисфункция при сосудистых заболеваниях. Curr Diab Rep. 2007; 7: 257-264.

9. Ulrich-Merzenich G, Zeitler H, Vetter H, Bhonde RR. Защитные эффекты таурина на эндотелиальные клетки, нарушенные высокой глюкозой и окисленными липопротеинами низкой плотности. Eur J Nutr. 2007; 46: 431-438.

10. Casey RG, Gang C, Joyce M, Bouchier-Hayes DJ. Тау-рин ослабляет апоптоз острой гипергликемии, индуцированный эндотелиальными клетками, взаимодействия лейкоци-тарно-эндотелиальных клеток и сердечную дисфункцию. J Vasc Res. 2007; 44: 31-39.

11. Маль Г.С., Малородова Т.Н.// Фармакоэкономиче-ская оценка гиполипидэмических препаратов у больных ишемической болезни сердца. // Успехи современного естествознания. 2004. № 9. С. 116-117.

ENDOTHELIOPROTECTIVE EFFECTS OF TAURINE IN ENDOTHELIAL DYSFUNCTION.

PokrovskyM.V., Pokrovskaya T.G., Khadieva T.A.

Belgorod State National Research University, Belgorod, Russian Federation

Annotation: The aim of this study is to study the endothelioprotective effects of taurine on two models of endothelial dysfunction: a) blockade of e-NOS by administration of L-NAME (25 mg / kg / day) in male rats for 7 days; b) blockade of e-NOS by administration of L-NAME (25 mg / kg / day) to pregnant female rats on the 14th-20th day of pregnancy (ADMA-like model of gestosis). Against the background of the introduction of L-NAME to laboratory animals, taurine 260 mg / kg was administered once a day. As a result of the studies, data were obtained on the improvement of the relationship between the endothelium-dependent and endothelium-independent reaction (QED) when taurine was introduced against the background of pathology modeling. The results of the research can be used in pharmacology, cardiology, endocrinology, obstetrics and gynecology.

Key words: taurine, endothelial dysfunction, L-NAME, ADMA-like model of preeclampsia, rats.

REFERENSES

1. Huxtable RJ. Physiological actions of taurine. Physiol Rev. 1992;72:101-163.

2. Satoh H. Cardiac actions of taurine as a modulator of the ion channels. Adv Exp Med Biol. 1998;442:121-128.

3. Schaffer S, Takahashi K, Azuma J. Role of osmoregulation in the actions of taurine. Amino Acids. 2000;19:527-546.

4. Sjovall J. Dietary glycine and taurine on bile acid conjugation in man; bile acids and steroids 75. Proc Soc Exp Biol Med. 1959;100:676-678.

5. T. Ito1, S.U. Shaffer2, Ju.Azuma1 The feasibility of taurine in diabetes and its complications Endocrinology: news, views, training No. 1 2013

6. Kamata K, Sugiura M, Kojima S, Kasuya Y. Restoration of endothelium-dependent relaxation in both hypercholesterole-mia and diabetes by chronic taurine. Eur J Pharmacol. 1996;303:47-53.

7. Abebe W. Effects of taurine on the reactivity of aortas from diabetic rats. Life Sci. 2008;82:279-289.

8. Pennathur S, Heinecke JW. Oxidative stress and endothelial dysfunction in vascular disease. Curr Diab Rep. 2007;7:257-264.

9. Ulrich-Merzenich G, Zeitler H, Vetter H, Bhonde RR. Protective effects of taurine on endothelial cells impaired by high glucose and oxidized low density lipoproteins. Eur J Nutr. 2007;46:431-438.

10. Casey RG, Gang C, Joyce M, Bouchier-Hayes DJ. Taurine attenuates acute hyperglycaemia-induced endothelial cell apoptosis, leucocyte-endothelial cell interactions and cardiac dysfunction. J Vasc Res. 2007;44:31-39.

11. Mal' G.S., Malorodova T.N// Pharmacoeconomic evaluation of lipid-lowering drugs in patients with ischemic heart disease// Successes of modern natural science. 2004. № 9. P. 116117.