ПРОТИВОАРИТМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ФЕРУЛОВОЙ КИСЛОТЫ

Ключевые слова феруловая кислота, реперфузионные аритмии, аконитиновые аритмии, хлоридкальциевые аритмии, пероксид водорода, перекисное окисление липидов

Key words ferulic acid, reperfusion arrhythmias, aconitin arrhythmias, calcium-chloride arrhythmias, hydrogen peroxide, lipid peroxidation

Аннотация С целью изучения противоаритмических свойств феруловой кислоты на четырех экспериментальных моделях аритмий (повреждение изолированного, спонтанно сокращающегося сердца пероксидом водорода, реперфузионной, аконитиновой и хлоридкальциевой) выполнены опыты на изолированных сердцах и белых крысах линии Вистар.

Annotation To study antiarrhthmic properties of ferulic acid on four experimental models of arrhythmia (damage of isolated spontaneously contracting heart by hydrogen peroxide; reperfusion, aconitin, and calcium-chloride arrhythmias), the experiments were made on isolated rat hearts and Wistar rats. Key words: ferulic acid, reperfusion arrhythmias, aconitin arrhythmias, calcium-chloride arrhythmias, hydrogen peroxide, lipid peroxidation.

Автор Дьяков, А. А., Перфилова, В. Н., Тюренков, И. Н.

Номера и рубрики ВА-N39 от 25/06/2005, стр. 49-52 /.. Экспериментальные исследования

Версия для печати PDFs

Феруловая кислота (ФК) (3-гидрокси-4-метокси-фенилпропеновая кислота) является широко распространенным природным соединением растительного происхождения. В растениях ФК образуется в результате метаболизма фенольных аминокислот - фенилаланина и тирозина [8]. Обладая широким спектром биологической активности и низкой токсичностью, ФК служит активным компонентом некоторых растительных лекарственных препаратов, использующихся в традиционных китайской и японской медицине [7, 11, 14, 15, 17, 20, 23].

Анализ литературных данных показал наличие у ФК противовоспалительной [10, 11, 15, 16, 17], антиаллергической [11, 25], антиагрегантной [22, 24], противоопухолевой [12, 19], антитоксической [21, 23], гепатопротекторной [13, 23], антибактериальной [6], противовирусной [9, 20] и другой активности. Фармакологические эффекты ФК обусловлены, в большей степени, ее мощным антиоксидантным действием [5] - торможением процессов перекисного окисления липидов в биомембранах, а также влиянием на активность мембраносвязанных ферментов, ингибированием свободнорадикальных стадий синтеза простагландинов и лейкотриенов, катализируемых циклооксигеназой и липооксигеназой, а также посредством блокирования специфических рецепторов медиаторов воспаления.

В патогенезе ишемического и стрессорного повреждения миокарда и связанных с ними аритмий существенную роль играет усиление процессов перекисного окисления липидов, изменение реологических свойств крови, а также воспалительные процессы, связанные с инфильтрацией нейтрофилов и макрофагов в очаг ишемии [4]. Исходя из изложенного, можно предполагать, что ФК будет оказывать кардиопротекторное действие при ишемическом, аритмогенном и стрессорном воздействии на сердце.

В этой связи, целью настоящего исследования являлось изучение противоаритмических свойств феруловой кислоты на различных моделях нарушений сердечного ритма.

Антиаритмическое действие ФК изучали на четырех экспериментальных моделях аритмий: повреждение изолированного спонтанно сокращающегося сердца пероксидом водорода, реперфузионной, аконитиновой и хлоридкальциевой моделях аритмий.

В первой серии экспериментов перфузию изолированного сердца осуществляли по методу Лангендорфа [3]. Через 1 мин. от начала перфузии сердца подогретым до 37 °C раствором Рингера-Локка к его верхушке прикрепляли крючок, соединенный с индуктивным датчиком. Датчик через электронный преобразователь соединялся с самописцем (КСП-4). Таким образом осуществляли регистрацию механограммы перфузируемого сердца. Сердца животных группы интактного контроля перфузировались раствором Рингер-Локка, без добавления перекиси водорода. Аритмию изолированного спонтанно сокращающегося сердца в группах негативного контроля (n=12) и опытной (n=12) вызывали добавлением в перфузионный раствор пероксида водорода до концентрации 0,025%. ФК в концентрации 10-3 моль/л добавляли в перфузат за 5 мин до воздействия на сердце пероксидом водорода (ФК синтезирована на кафедре органической химии пятигорской государственной фармацевтической академии).

Во второй серии экспериментов моделировали окклюзию (10 мин) с последующей реперфузией нисходящей ветви левой коронарной артерии сердца [3, 18]. Эксперименты проводились на наркотизированных (этаминал натрия 40 мг/кг, внутрибрюшинно) белых крысах линии Вистар. После интубации трахеи и перевода животных на искусственную вентиляцию легких по 4-5 межреберью производили левостороннюю торакотомию и перевязку передней нисходящей ветви левой коронарной артерии на уровне нижнего края ушка левого предсердия. Антиаритмическое действие феруловой кислоты оценивали по ее влиянию на время начала, длительность и тяжесть аритмий, количество летальных исходов. Аритмии регистрировали при помощи векторэлектрокардиоскопа (ВЭКС-1п) и электрокардиографа (ЭК1Т-03М) с использованием игольчатых электродов на ЭКГ во II стандартном отведении. Первой группе животных (n=6) ФК вводили внутривенно за 30 мин до начала окклюзии коронарной артерии в дозе 30 мг/кг. Вторая группа (n=6) в качестве препарата сравнения получала обзидан внутривенно за 30 мин до перевязки коронарной артерии (в латеральную вену хвоста) в дозе 0,25 мг/кг. Контрольной группе животных вводили изотонический раствор хлорида натрия в эквивалентных количествах.

Аконитиновую аритмию вызывали у крыс непрерывной дозированной внутривенной (в наружную яремную вену) инфузией аконитина (2 мкг/0,1 мл/мин) при помощи насоса Lineomat (Германия). Противоаритмическое действие веществ оценивали по времени начала экстрасистолии, времени начала фибрилляции и времени наступления полной остановки сердца [2]. Эксперименты проводились на 36 белых крысах линии Вистар массой 200-240 г. Животным контрольной группы за 10 мин до инфузии аконитина вводили физиологический раствор. В качестве препарата позитивного контроля применяли новокаинамид в дозе 40 мг/кг. ФК вводили внутривенно в дозах 10, 30 и 60 мг/кг.

Хлоркальциевую аритмию индуцировали внутривенным (в латеральную вену хвоста) быстрым (1-2 сек) введением хлористого кальция по 0,2 мл 10% раствора на 100 г. массы тела животного [1]. Эксперименты проводили на 40 белых крысах линии Вистар массой 200-220 г, наркотизированных этаминалом натрия в дозе 40 мг/кг. Контрольной группе животных внутривенно (в латеральную вену хвоста) вводили изотонический раствор хлорида натрия в эквивалентных количествах за 30 мин до инфузии хлористого кальция. ФК вводили внутривенно в дозах 10, 30 и 60 мг/кг, соответственно, за 30 мин до инфузии хлористого кальция. В качестве препарата положительного контроля использовали верапамил 0,25 мг/кг.

Интактное, перфузируемое раствором Рингера-Локка, изолированное сердце в течение 90 мин сокращалось практически без изменения частоты и силы сердечных сокращений. В группе негативного контроля в результате воздействия пероксида водорода в изолированном сердце возникали фазные изменения сократительной функции. В первые 1-2 мин происходило увеличение силы и частоты сердечных сокращений. В последующие 3-5 минут учащение сердечного ритма сменялось урежением и появлением экстрасистолии (в среднем 25 экстрасистол в течение 4 мин). В третьей фазе изменений сократительной активности, длившейся 2-3 мин, нарастала брадиаритмия с переходом к редким беспорядочным сокращениям, которые заканчивались полной остановкой сердца. В данной серии экспериментов в 10 случаях из 12 наблюдалась остановка сердца в течение 10 минут перфузии раствором Рингера-Локка, содержащим пероксид водорода.

В серии наблюдений, в которых изолированные сердца за 5 мин. до и в течение 10 мин. воздействия пероксидом водорода перфузировались раствором ФК (10-3 моль/л) в первую фазу изменений сократительной активности (длительностью 1-2 мин) так же отмечалось увеличение частоты и силы сердечных сокращений. Затем наступала вторая фаза продолжительностью 5-7 мин, которая сопровождалась умеренной брадикардией и редкими экстрасистолами (5-8 в одном опыте). Вторая фаза обычно заканчивалась восстановлением исходных параметров механограммы (частоты и силы сердечных сокращений). В этой серии опытов в результате 10 минутного воздействия пероксидом водорода только в одном из 12 случаев наблюдалась остановка сердца.

В группе негативного контроля в результате воздействия пероксидом водорода быстро, уже в течение 1 минуты и в последующем на 72% уменьшалась скорость коронарной перфузии. В группе с ФК при добавлении пероксида водорода в перфузат скорость коронарной перфузии так же уменьшалась, но значительно менее выражено в сравнении с контрольной группой и составляла около 49% от исходной величины, до воздействия пероксида водорода.

На реперфузионной модели аритмии во всех группах начинались через 6-15 секунд после начала реперфузии миокарда, однако, длительность и тяжесть аритмии существенно отличалась. В контрольной группе постишемическая реперфузия у всех животных вызывала желудочковую тахикардию общей длительностью 77±13 с. и фибрилляцию желудочков длительностью 19±5 с. Период регистрации аритмий при реперфузии в этой группе составил 166±22 с. Реперфузия привела к необратимой остановке сердца у 2-х животных из 6-ти. В группе животных, получавших ФК, нарушения ритма при реперфузии регистрировались в течение 1 мин. после снятия окклюзии коронарной артерии чаще всего в виде желудочковой тахикардии общей длительностью 34±3 с. У 3 животных из 6 была зарегистрирована фибрилляция желудочков длительностью 4±0,1 с. В этой группе период регистрации аритмии, индуцированных реперфузией нисходящей ветви левой коронарной артерии, был значительно меньше чем у контрольных животных 58±8 с. (р<0,01). В группе с ФК не было зарегистрировано случаев остановки сердца при реперфузионном повреждении сердца. У животных, получавших обзидан, аритмии, вызванные реперфузией коронарной артерии, наблюдались в течение 1 мин. после снятия лигатуры, так же как и в группе животных, получавших ФК. При этом у 5 животных из 6 была зарегистрирована желудочковая тахикардия длительностью 23±5 с. (р<0,02 в сравнении с контролем) и у 2 животных наблюдалась кратковременная фибрилляция желудочков (длительностью 3±0,1 с.). В данной группе общее время регистрации аритмий при реперфузии нисходящей ветви левой коронарной артерии, так же как и в группе животных, получавших ФК, было значительно короче чем у контрольных животных и составляло 54±11 с. (р<0,01).

ФК в дозах 10, 30 и 60 мг/кг практически не влияла на течении аритмий, вызванных внутривенной инфузией аконитина и хлористого кальция у крыс.

Антиаритмическое действие ФК на используемых моделях нарушения сердечного ритма связано, вероятно, с ее антиоксидантной и антигипоксической активностью. На моделях аритмий, вызванных избыточным поступлением в клетки проводящей системы сердца и в кардиомиоциты Na+ и Ca2+ ФК не предупреждает и не уменьшает аритмии, вызванные аконитином и хлоридом кальция.

Индукция процессов перекисного окисления липидов при перфузии сердца пероксидом водорода, и реперфузии миокарда приводит к снижению электрической стабильности сердца. Благодаря наличию в структуре молекулы ФК углеродной цепи, содержащей двойную связь (остаток пропеновой кислоты) и гидроксильной группы в фенильном ядре, она легко вступает в свободно-радикальные реакции с образованием стабильного, слабо реакционно-способного феноксильного радикала, т.е. способствует терминации цепных свободно-радикальных реакций, является высокоэффективной ловушкой свободных радикалов [8]. Подавляя процессы перекисного окисления липидов, ФК выступает в качестве мембранопротектора, предупреждает нарушения активности Na+, K+-АТФазы и Са2+-АТФазы, предотвращает нарушение электрической стабильности плазматической мембраны и выключает таким образом главные звенья патогенеза аритмий, оказывая антиаритмическое действие.

1. Феруловая кислота в концентрации 10-3 моль/л в перфузионном растворе уменьшала тяжесть аритмий и предотвращала остановку изолированного сердца крысы, вызванных перфузией их 0,025% раствором пероксида водорода. Кардиопротекторный эффект феруловой кислоты в описанных условиях, вероятно, обусловлен торможением усиления процессов перекисного окисления липидов в мембранах кардиомиоцитов, а так же частичным предупреждением уменьшения скорости коронарной перфузии во время воздействия пероксида водорода на сердце.
2. Феруловая кислота в дозе 30 мг/кг обладает выраженным антиаритмическим эффектом при постишемической реперфузии миокарда. Противоаритмическое действие феруловой кислоты в данных экспериментальных условиях сопоставимо с антиаритмическим эффектом b-адреноблокатора обзидана.
3. Феруловая кислота не предупреждает нарушения ритма, вызванные активацией натриевых и кальциевых каналов, т.е. введением аконитина и хлорида кальция.

1. Гацура В.В., Саратиков А.С. Фармакологические агенты в экспериментальной медицине и биологии. Томск: Изд-во ТГУ, 156 с. (1977).
2. Каверина Н.В., Бердяев С.Ю., Кищук Е.Н., Пасхина О.Е. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. /Под ред. В.П. Фисенко. М.: Римедиум, С. 209-216, (2000).
3. Лопухин Ю.М. Экспериментальная хирургия. – М.: Медицина, 344 с. (1971).
4. Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г. Адаптация к стрессорным ситуациям и физическим нагрузкам. – М.: Медицина. с. 253, (1988).
5. Огурцов Ю.А. Всеросийская научно-практическая конфренция молодых ученых, посвященная 70-летию декрета о национализации аптек. Тез. докл. Куйбышев. С. 208, (1988).
6. Binutu O.A., Adesogan K.E., Okogun J.I. Planta-Med. Vol. 62, N 4. P. 352-353, (1996).
7. Chen K.J., Chen K. Chin. Med. J. Engl. Vol. 105, N 10. P. 870-3, (1992).
8. Graf E. Free Radic. Biol. Med. Vol 13, N 4. P. 435-448, (1992).
9. Edeas M., Khalfoun Y., Lazizi Y., Vergnes L., Labidalle S., Postaire E., Lindenbaum A. C.R. Seances Soc. Biol. Fil. Vol. 189, N 3. P 367-373 (1995).
10. Hammond B., Kontos H., Hess M. Canad. J. Physiol. Pharmacol. Vol. 63. – P. 173-187, (1985).
11. Hirabayashi T., Ochiai H., Sakai S., Nakajima K., Terasawa K. Planta. Med. Vol. 61, N 3. P. 221-226, (1995).
12. Kaul A., Khanduja K.L. Nutr. Cancer. Vol. 32, N 2. P. 81-85, (1998).
13. Kuenzig W., Chau J., Norkus E., Holowaschenko H., Newmark H., Mergens W., Conney A.H. Carcinogenesis. Vol. 5. P. 309-313, (1984).
14. Lu Y., Xu C., Yang Y., Pan H. Zhongguo. Yi. Xue. Ke.Xue.Yuan.Xue.Bao. Vol. 20, N 1. P. 44-48, (1998).
15. Ozaki Y. Chem. Pharm. Bull. Tokyo. Vol. 40, N 4. P. 954-956, (1992).
16. Sakai S., Ochiai H., Nakajima K., Terasawa K. Cytokine. Vol 9, N 4. P. 242-248, (1997).
17. Sakai S., Kawamata H., Kogure T., Mantani N., Terasawa K., Umatake M., Ochiai H. Mediators Inflamm. Vol. 8, N 3. P. 173-175, (1999).
18. Selye H., Bajusz E., Grosso S., Mendell P. Angiology. Vol. 11. P. 398 - 407 (1960).
19. Tanaka T., Kojima T., Kawamori T., Wang A., Suzui M. Okamoto K., Mori H. Carcinogenesis. Vol. 14, N 7. P. 1321-1325, (1993).
20. Tawata S., Taira S., Kobamoto N., Zhu J., Ishihara M., Toyama S. Biosci. Biotechnol. Biochem. Vol. 60, N 5. P. 909-910, (1996).
21. Wang H., Peng R.X. Chung.Kuo.Yao.Li.Hsueh.Pao. Vol. 15, N 1. P. 81-83, (1994).
22. Wang Z, Gao YH, Huang RS, Zhu G.Q. Zhongguo. Yao. Li.Xue.Bao. Vol. 9. P. 430-433, (1988).
23. Wu D.F., Peng R.X., Wang H. Yao.Xue.Xue.Bao. Vol. 30, N 11. P. 801-805, (1995).
24. Xu J., Li Y.K., Liang Z.J. Chung. Kuo. Chung. Yao. Tsa.Chin. Vol. 17, N 11. P. 680-682, 703-704, (1992).
25. Zhouen Z., Side Y., Weizhen L., Wenfeng W., Yizun J., Nianyun L. Free Radic. ResVol. Vol. 29, N 1. P. 13-16, (1998).

Наверх

Российский Научно-Практический
рецензируемый журнал
ISSN 1561-8641

Санкт-Петербургское общество кардиологов им Г. Ф. Ланга
НИИК: www.almazovcentre.ru
ИНКАРТ: www.incart.ru