Введение к работе
Актуальность исследования. В настоящее время цитостатическая терапия широко применяется для лечения злокачественных новообразований, аутоиммунных заболеваний и в трансплантологии (Dreher M.R., Raucher D., Balu N. et al., 2003), однако она сопряжена с развитием осложнений, связанных с повреждающим действием цитостатиков на различные ткани и органы, в частности, на печень (Jaeschke H., 2003).
Развивающаяся при применении цитостатиков токсичность является фактически продолжением их терапевтической активности. В этой связи, побочное действие цитостатиков, подобно токсическому поражению, реализуется через различные механизмы повреждения клетки: повреждение генетического аппарата клетки, активация процессов свободнорадикального окисления, повреждение клеточных мембран, нарушение процессов синтеза белка и клеточного деления, повреждающее действие избытка ионов Ca+2 в клетке, нарушение энергетического обмена (Барабой В.А., Сутковой Д.А., 1997; Глушков С.И., 2006; Меньщикова Е.Б., Ланкин В.З., Зенков Н.К. и др., 2006).
Известно, что в основе осложнений цитостатической терапии лежит мембранотоксическое действие противоопухолевых препаратов, вследствие большого сродства к липидам, в частности, к кардиолипину, входящему в состав внутренней мембраны митохондрий (Непомнящих Л.М., Лушникова Е.Л., Семенов Д.Е., 2000).
Нарушение обмена кислорода в разных органах и тканях организма опухоленосителя проявляется в ослаблении дыхания и усилении гликолиза, снижении процессов энергетического обмена, нарушении доставки кислорода и структурно-функциональными изменениями гемоглобина, уменьшением артеривенозной разницы по кислороду и коэффициента использования кислорода тканями (Горчакова Н.А., 1990; Колчинская А.З., Цыганова Т.Н., Остапенко Л.А., 2003; Коршунов Д.А., 2010).
Вовлечение мембран эндоплазматического ретикулума в патологический процесс при гипоксии, ишемии проявляется нарушением функции мембраносвязанных монооксигеназных комплексов (Воронов Г.Г., Лукиенко П.И., Бушма М.И., 1982; Грек О.Р., Шарапов В.И., Литвинов В.С., Долгов А.В., 1984; Ferrero M.E., Orsi R., Bernelli – Zazzera A., 1978), которым отводится ведущая роль в биотрансформации лекарственных веществ (Лакин К.М., Крылов Ю.Ф., 1981).
В связи с этим остается актуальной проблема разработки новых лекарственных средств-корректоров побочных эффектов цитостатиков, не снижающих их терапевтической активности, а также нарушений, вызванных ишемическим повреждением. Препараты растительного происхождения фенольной природы в качестве гепатопротекторов оказываются недостаточно эффективными при цитостатической терапии (Гольдберг Е.Д., Зуева Е.П., 2000). Поэтому особый интерес представляет класс тритерпеноидов лупанового ряда, сочетающий высокую биологическую активность и доступность (Карачурина Л.Т., Сапожников Т. А., Зарудий Ф. С. и др., 2003). В Новосибирском институте органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН синтезированы новые производные бетулоновой кислоты, содержащие у С-28 различные фрагменты аминокислот или их метиловых эфиров (Петренко Н.И. и др., 2002; Толстиков Г.А., Флехтер О.Б., Шульц Э.Э. и др., 2005; Кузнецова С.А., Васильева Н.Ю., Калачева Г.С. и др., 2008). Они наделены рядом свойств: антиоксидантными, противовоспалительным, иммуномодулирующим, гепатопротекторным и обладают цитостатическим действием в отношении ряда опухолей нейроэктодермального происхождения (E. Pisha, H.Chai, I.-S. Lee et al., 1995; К. Hata, K. Hori, S. Takahashi, 2002; Позднякова С.В., 2007; Шарапов И.В., 2009; Пономарева И.А., 2009; Агаева Т.Х., 2010).
Поэтому актуальной задачей фармакологии является изучение гепатопротективных свойств данного класса соединений, влияющих на общие звенья патогенеза токсического и ишемического повреждений.
Научная работа проводилась по плану НИР НГМУ: «Системные механизмы действия ксенобиотиков на организм и разработка новых фармакологических препаратов» № гос.регистрации 01.2.007 09495 код ВНТИЦ 0203042450323.
Цель исследования: Изучить влияние профилактического введения бетулоновой кислоты и ее альфа-аланинамидных производных на активность пероксидативных процессов и состояние плазматических, лизосомальных и микросомальных мембран гепатоцитов при токсическом, ишемическом и сочетанном повреждениях печени.
Задачи исследования:
-
Изучить антиокислительную активность, интенсивность процессов перекисного окисления липидов в ткани печени и плазме крови при различных видах повреждения печени (при ишемическом, токсическом и сочетанном воздействиях).
-
Изучить активность цитозольных ферментов (трансаминаз, глутамилтрансферазы, щелочной фосфатазы) в плазме крови, свободную активность лизосомальных гидролаз и скорость метаболизма амидопирина, эритромицина, анилина в ткани печени и оценить состояние плазматических, лизосомальных и микросомальных мембран при различных видах повреждения печени (токсическом, ишемическом, сочетанном).
-
Изучить влияние профилактического введения бетулоновой кислоты и ее альфа-аланинамидных производных на активность процессов перекисного окисления липидов и антиокислительную активность в плазме крови и ткани печени при различных видах повреждения.
-
Изучить протективный эффект бетулоновой кислоты и ее альфа-аланинамидных производных при профилактическом введении на плазматические, лизосомальные, микросомальные мембраны гепатоцитов при токсическом, ишемическом и сочетанном повреждении.
-
Сравнить мембранопротективный эффект бетулоновой кислоты и ее альфа-аланинамидных производных при токсическом, ишемическом и сочетанном повреждениях печени.
Научная новизна
Впервые показано, что при токсическом, ишемическом и сочетанном воздействии общим звеном повреждения печени является дестабилизация плазматических, лизосомальных и микросомальных мембран гепатоцитов в результате снижения антиокислительной активности ткани и активации процессов перекисного окисления липидов.
Впервые установлено, что однократное профилактическое введение бетулоновой кислоты и ее альфа-аланинамидных производных при различных видах повреждения гепатоцитов оказывает выраженное мембранопротективное действие в отношении плазматических, лизосомальных и микросомальных мембран гепатоцитов.
Впервые показано, что мембранопротективный эффект бетулоновой кислоты и ее альфа-аланинамидных производных при токсическом, ишемическом и сочетанном повреждениях обусловлен их способностью ингибировать процессы перекисного окисления липидов и повышать антиоксидантный потенциал ткани печени.
Впервые дана сравнительная оценка мембранопротективного эффекта производных бетулина и выявлен более выраженный эффект у метилового эфира 2-аланин-бетулоновой кислоты при различных видах повреждения печени.
Теоретическая и практическая значимость
Полученные данные расширяют представление об общих механизмах повреждения мембран клеток печени при различных видах повреждения (токсическом, ишемическом и сочетанном воздействиях).
Дано обоснование целесообразности дальнейшего изучения бетулоновой кислоты, 2-аланин-бетулоновой кислоты, метилового эфира 2-аланин-бетулоновой кислоты в качестве мембраностабилизирующих средств, уменьшающих последствия цитостатической терапии и ишемического повреждения.
Наиболее выраженный мембранопротективный эффект у метилового эфира 2-аланин-бетулоновой кислоты позволяет рекомендовать данное соединение для углубленного доклинического изучения.
Положения, выносимые на защиту:
-
Общим звеном в патогенезе токсического, ишемического и сочетанного воздействий на печень является дестабилизация плазматических, лизосомальных и эндоплазматических мембран клеток печени в результате активации пероксидативных процессов.
-
Профилактическое введение бетулоновой кислоты и ее альфа-аланинамидных производных оказывает мембранопротективное действие при моделировании различных видов повреждения гепатоцитов (при токсическом, ишемическом и сочетанном воздействиях).
-
Протективный эффект бетулоновой кислоты и ее альфа-аланинамидных производных при токсическом, ишемическом и сочетанном повреждениях связан с предупреждением деструкции клеточных и субклеточных мембран гепатоцитов в результате ингибирования процессов перекисного окисления липидов и повышения антиоксидантного потенциала ткани печени.
Апробация работы
Материалы диссертации были представлены на ежегодных конкурс-конференциях студентов и молодых ученых НГМУ «АВИЦЕННА» (Новосибирск, 2007-2009), на ІІІ-м съезде фармакологов России «Фармакология – практическому здравоохранению» (Санкт-Петербург, 2007), на региональной конференции «Создание новых лекарственных препаратов» (Томск, 2007), на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Вопросы патогенеза типовых патологических процессов» (Новосибирск, 2009), на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Молодые ученые» (Казань, 2009).
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 12 работ, из них 2 в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 113 страницах машинописного текста, иллюстрирована 23 таблицами, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, главы результатов собственных исследований, выводов и списка литературы. Библиографический указатель включает 229 источников, из них 137 отечественных и 92 зарубежных авторов.
