Защита миокарда от свободнорадикального поражения
Ишемия сопровождается ослаблением естественной защиты тканей сердца от свободнорадикальной атаки. Многочисленные эксперименты и клинические наблюдения свидетельствуют о снижении активности основных ферментативных антиоксидантов, первой линии клеточной защиты от окислительного поражения [25, 95, 518, 1350, 1410].
При ишемии также происходит ослабление второй линии антирадикальной защиты миокарда, неферментативных ингибиторов АКМ: токоферолов, каротиноидов, аскорбата, сульфгидрильных и тиоэфирных соединений [25, 607]. Так, в экспериментальных исследованиях у крыс показано, что постишемическая реперфузия изолированного сердца сопровождается снижением содержания в миокарде гидрофильных антиоксидантов аскорбиновой кислоты и восстановленного глутатиона с одновременным существенным повышением концентрации их окисленных форм (дегидроаскорбата и глутатиондисульфида), в то время как уровень липофильных антиоксидантов витамина Е и коэнзима Q9 снижался только при усугублении поражения миокарда экзогенной перекисью водорода [714]. Гиповитаминоз Е значительно усиливал гипоксическое поражение миокарда, а введение α-токоферола и его синтетических аналогов давало хороший защитный эффект [213]; при ИБС наблюдается нарушение обмена витаминов в организме больных, что приводит к полигиповитаминозу (наблюдается дефицит витаминов В1, В2, РР, Е, Н и С) и снижению антиокислительной активности сыворотки крови и клеток сосудов [32].При ишемии/реперфузии вследствие повреждения клеток нарушается секвестрация ионов металлов переменной валентности, особенно железа [25, 451], которые в первые минуты реперфузии, пока их не вымыло потоком крови или не связал транс- феррин, катализируют образование высокореакционного ОН· из менее агрессивных O- и H2O2 [705, 1763]. Десеквестрация железа может опосредоваться высвобождением
Fe3+ из ферритина, индуцированным O2 [723]; из трансферрина за счет ацидоза [239]; а также из цитохрома Р450, гемоглобина, миоглобина [1763].
В результате высвобождения ионов железа при ишемии значительно возрастает внутриклеточное содержание низкомолекулярных железосодержащих комплексов, способных инициировать разложение гидроперекисей [1108]. Показано также, что эффективность содержащегося в ткани сердца белка, связывающего жирные кислоты [664], при длительной ишемии существенно снижается: цитозоль кардиомиоцитов собак, подвергнутых ишемии, на 70 % менее эффективно связывал [3Н]олеат, чем цитозоль клеток сердца интактных животных [518].В то же время нельзя сказать, что нарастание напряженности окислительного стресса носит неконтролируемый характер: так, показано повышение активности NO-синтазы при окклюзии коронарных сосудов и последующей реперфузии у собак [1216]; кроме того, в условиях ишемической гипоксии, при понижении рН, показано высвобождение NO· из нитрованных остатков некротизированных клеток [1008]. Характерное для периода ишемии повышение концентрации аденозина может иметь и протективный эффект: активация рецептора базофилов к аденозину A3AR приводила к повышению в них активности СОД, каталазы, глутатионпероксидазы, глутатионредуктаз и снижению интенсивности процессов ПОЛ [1077]. Более того, в единичных работах [493] не обнаруживается изменение содержания ферментативных антиоксидантов (СОД, каталазы и глутатионпероксидазы) на разных стадиях ишемии/реперфузии. Кроме того, защитным эффектом обладает так называемый «рН-парадокс» (закисление среды в период аноксии и быстрое восстановление рН при реперфузии): выявлено, что понижение рН до 6,6 подавляет активность процессов ПОЛ на 50—70 % (в зависимости от анализируемого показателя [600]).
Таким образом, для ослабления патологических последствий ишемии и реперфузии одной из наиболее действенных мер является введение экзогенных соединений, ингибирующих либо сами АКМ, либо источники их генерации. При этом, исходя из того, что основной «взрыв» образования АКМ приходится на первые минуты реперфузии, наибольшим эффектом будет обладать антиоксидантная терапия, проведенная в ишемический либо ранний реперфузионный период.
В качестве непосредственных ингибиторов АКМ наиболее широко применяются СОД и каталаза, однако данные об эффективности этих ферментативных антиоксидантов противоречивы. Так, многими исследователями показано улучшение функциональных и метаболических показателей миокарда, снижение размеров инфарктной области, уменьшение радикалообразования при введении в первые секунды реперфузии рекомбинантной человеческой СОД собакам [607, 688, 921, 1851] и кроликам [252, 916]. Эффективность терапевтического действия СОД увеличивалась при комбинировании ее с ингибиторами дериватов О2 каталазой [916], маннитолом [252]; совместное применение СОД и каталазы улучшало восстановление функций миокарда после глобальной ишемии миокарда при проведении кардиохирургических манипуляций у человека [643]. В то же время в некоторых исследованиях СОД не обладала значимым терапевтическим эффектом [578, 1411] даже в комбинации с каталазой [1727], одной из причин этого, очевидно, является быстрая элиминация Си,/п-СОД во внеклеточных жидкостях. Увеличение времени жизни СОД путем связывания ее с высокомолекулярными соединениями, в частности полиэтиленгликолем, а также использование долгоживущей экстрацеллюлярной изоформы Э-СОД [1708], приводит к повышению величины и длительности защитного эффекта, который проявляется при введении конъюгата полиэтиленгликоль-СОД даже в преишемический период [638, 1000, 1055]. В сердце ГПО присутствует в значительно больших концентрациях, чем каталаза, поэтому данный фермент играет ведущую роль в удалении токсичных перекисей. Показано, что ГПО снижает апоптоз кардиомиоцитов при реперфузии [1117]; у трансгенных мышей с гиперэкспрессией ГПО существенно улучшалось восстановление функций сердца через 4 недели после инфаркта: повышалась выживаемость животных, снижались дилатация и дисфункция
1 ТОО г
желудочков, так же как гипертрофия, апоптоз, интерстициальный фиброз кардиомиоцитов непораженных участков миокарда и содержание в них ТБК-РП [1510].
Определенным защитным эффектом при ишемии/реперфузии обладают неферментативные антиоксиданты, природного и синтетического происхождения.
Так, показано снижение постишемических структурно-функциональных нарушений миокарда при назначении витаминов А [1046] и Е [1046, 1704] и аналогов последнего [1143, 1435]; в комбинации с селенитом натрия [25, 95] и пантенолом [107] α-токоферол оказывал антинекрозогенное действие. Назначение крысам витамина Е приводило к уменьшению смертности и размеров инфаркта после коронарной окклюзии почти на 50 %, также ослаблялись аритмические нарушения и снижался уровень малонового диальдегида и конъюгированных диенов в ткани миокарда [1490]. В то же время длительное пероральное введение витамина Е свиньям не влияло на последующее реперфузион- ное повреждение [904]. Показано снижение постишемических повреждений миокарда ионолом [25, 189], дибунолом [49].Интенсивно исследуется протективное действие ингибиторов ОН-радикала манни- тола [252, 713], аллопуринола [451, 894], диметилтиомочевины [351], салициловой кислоты [451, 1043], лидокаина [521], а также хелаторов железа [864, 1405]; наиболее значительный эффект получен при назначении в первые секунды реперфузии деферроксамина, способного не только связывать внеклеточное железо, но и проникать сквозь цитоплазматическую мембрану [864, 1763].
Ряд терапевтических воздействий имеет целью косвенную инактивацию АКМ посредством действия на источники их генерации. Так, в экспериментальных и клинических исследованиях показано, что ингибирование NADPH-оксидазы гранулоцитов [562] и предотвращение их адгезии к эндотелию с помощью анти-CD11b/CD18 антител [562, 1407], а также субстрата NO-синтазы L-аргинина [1021, 1196], доноров NO· нитроглицерина [834], нитропруссида натрия [630], S-нитрозо-N-ацетилпеницилламина [1021], пирзидомина [1709], синдонимина [997], молзидомина и SIN-1 [513, 1470], стимуляторов синтеза NO· in situ [1107], и даже физиологических концентраций пероксинитрита [1220] приводило к уменьшению размеров зоны инфаркта и улучшению постишемического восстановления функций миокарда и коронарного эндотелия. Аналогичным эффектом обладают противовоспалительные препараты (кортикостероиды, ингибиторы лейкотриенов, простациклин, ибупрофен, CI-959, простагландин Е1) [395, 1004, 1410, 1780].
Есть данные об улучшении восстановления функций ишемизированного миокарда под действием аллопуринола, ингибитора ксантиноксидазы [894, 1410]; однако эти данные получены на собаках и крысах, в кардиомиоцитах которых, в отличие от человека, ксантиноксидаза присутствует. Защитный эффект блокаторов кальциевых каналов [1806, 1837] и соединений, нормализующих внутриклеточное содержание ионов Na+, K+ и H+ [1106, 1236], также связывают с их косвенным антирадикальным действием. С целью восстановления функционирования пораженного миокарда специально разрабатываются соединения, обладающие свойствами ингибиторов ПОЛ [403, 1718]. Положительный терапевтический эффект применяемого у больных ишемической болезнью сердца эндоваскулярного лазерного облучения крови, проявляющийся как в снижении клинических признаков заболевания, так и в предупреждении реперфузионного синдрома при инфаркте миокарда, также связывают с антиоксидантным эффектом данной процедуры [51, 160, 218].