Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

ИЗМЕНЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ И СИСТЕМЫ ГЛУТАТИОНА В ТКАНЯХ СЕРДЦА КРЫС С КАРЦИНОМОЙ WALKER-256 ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПРОИЗВОДНЫХ ПИРИМИДИНА И 3-ГИДРОКСИПИРИДИНА В СОЧЕТАНИИ С ДОКСОРУБИЦИНОМ И ПАКЛИТАКСЕЛОМ

Костина Ю.А. 1 Сипров А.В. 1 Кузнецова В.А. 1 Волкова Н.Д. 1 Макарова М.Ю. 1 Вашуркина И.М. 1
1 ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева»
Проведен анализ изменения показателей перекисного окисления липидов и системы глутатиона в тканях сердца крыс с карциномой WALKER-256 под влиянием производных пиримидина и 3-гидроксипиридина – ксимедона и мексидола в сравнении с кардиоксаном при химиотерапии доксорубицином и паклитакселом. Исследование проводилось на 100 крысах линии Wistar массой 150–250 г. Доксорубицин (4 мг/кг) и паклитаксел (6 мг/кг) вводили внутрибрюшинно однократно. Ксимедон и мексидол вводили внутримышечно в дозах 100 и 50 мг/кг соответственно, кардиоксан – внутрибрюшинно в дозе 80 мг/кг за 20 минут до введения цитостатиков. Установлено, что на 14-е сутки эксперимента мексидол и ксимедон уступают кардиоксану в препятствии росту продуктов перекисного окисления липидов в сердце. При дальнейшем наблюдении мексидол и комбинация ксимедона с мексидолом в отличие от кардиоксана проявили большую стабильность в торможении процессов липопероксидации, предупреждая падение уровня восстановленного глутатиона и препятствуя росту малонового диальдегида в тканях сердца.
доксорубицин
паклитаксел
ксимедон
мексидол
липопероксидация
глутатион
1. Верлан Н.В. Клинико-фармакологический анализ состояния системы глутатиона при церебральной ишемии: автореф. дис. ... д-ра мед. наук. – М., 2008. – 37 с.
2. Гершанович М.Л. Кардиоксан: профилактика кардиотоксичности антрациклинов // Вопросы онкологии. – 2004. – Т. 50, № 4. – С. 482–488.
3. Кашуро В.А. Патогенетическое и диагностическое значение системы глутатиона в оценке цитотоксического действия противоопухолевых препаратов: автореф. дис. ... д-ра мед. наук. – СПб., 2009. – 45 с.
4. Мальцев Г.Ю., Тышко Н.В. Методы определения содержания глутатиона и активности глутатионпероксидазы в эритроцитах // Гигиена и санитария. – 2002. – № 2. – С. 69–72.
5. Сипров А.В., Микуляк Н.И., Кинзирская Ю.А. Антиоксиданты как средства снижения гематотоксичности химио- и лучевой терапии злокачественных опухолей. – Пенза, 2012. – 298 с.
6. Сипров А.В., Вашуркина И.М., Масягин В.А. Сравнительная оценка влияния средств с антиоксидантным действием на терапевтическую эффективность химиолучевой терапии и оксидантный статус у мышей // Саратовский научно-медицинский журнал. – 2012. – Т.8, № 4. – С. 906–910.
7. Хышиктуев Б.С., Хышиктуева Н.А., Иванов В.Н. Методы определения продуктов перекисного окисления липидов в конденсате выдыхаемого воздуха и их клиническое значение // Клиническая лабораторная диагностика. – 1996. – № 3. – С. 13–15.
8. Use of cardiac markers to assess the toxic effects of anthracyclines given to children with cancer: A systematic review / J. Bryant, J. Picot, L. Baxter [et al.] // European journal of cancer. – 43 (2007). – P. 1959–1966.

Антрациклиновые антибиотики широко используются в современной онкологической практике. Важным дозолимитирующим фактором при их применении является кардиотоксичность, связанная с индукцией окислительного стресса. Существенным фактором повышения риска кардиотоксичности антрациклинов является комбинированная химиотерапия с таксанами [2]. Повышение в сыворотке крови уровня продуктов липопероксидации при применении доксорубицина может быть использовано для оценки развивающейся кардиотоксичности [8]. С другой стороны, показана патогенетическая значимость истощения уровня восстановленного глутатиона в реализации кардиотоксических эффектов доксорубицина [3]. В настоящее время в качестве основного кардиопротектора при использовании антрациклинов применяют кардиоксан, высокая стоимость которого ограничивает его широкое применение. В проведенных ранее исследованиях показано, что производные 3-гидроксипиридина ограничивают рост продуктов липопероксидации в сыворотке крови крыс при введении цисплатина и доксорубицина [5], а также при химиолучевой терапии у мышей с карциномой легкого Льюис [6]. В связи с этим целью настоящего исследования явилось оценка изменения показателей перекисного окисления липидов (ПОЛ) и системы глутатиона (в качестве маркеров кардиотоксичности) в тканях сердца крыс с карциномой WALKER-256 при использовании производных пиримидина и 3-гидроксипиридина – ксимедона и мексидола в сравнении с кардиоксаном на фоне химиотерапии доксорубицином и паклитакселом.

Материалы и методы исследования

Эксперименты выполнены на 100 крысах-самках линии Wistar массой 150–250 г разводки питомника НЦБМТ РАМН «Столбовая». Экспериментальные животные содержались в стандартных условиях вивария Мордовского государственного университета при естественном световом режиме на стандартной диете, свободном доступе к воде и пище. Все манипуляции с животными проводились в соответствии с правилами, принятыми Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных научных целей (Страсбург, 1986). Суспензию клеток карциномы WALKER-256 (W-256) (106 клеток в растворе Хенкса) перевивали под кожу хвоста. Животные были распределены на 7 групп. Дизайн исследований представлен в табл. 1.

Таблица 1

Дизайн исследований

Группы животных

Режим эксперимента

Интактные животные (n = 7)

Опухолевые клетки W-256 не вводили, лекарственная терапия не проводилась

1-я – опухолевый штамм W-256 (контроль) (n = 12)

1·106 опухолевых клеток W-256 под кожу хвоста

2-я – W-256, Доксорубицин –

W-256 + ДР (n = 12)

1·106 опухолевых клеток W-256, доксорубицин внутрибрюшинно в дозе 4 мг/кг на 11-е сутки после имплантации опухолевых клеток

3-я – W-256, Доксорубицин, Паклитаксел – W-256 + ДР + ПТ (n = 14)

1·106 опухолевых клеток W-256, доксорубицин в дозе 4 мг/кг и паклитаксел в дозе 6 мг/кг внутрибрюшинно на 11-е сутки после имплантации опухолевых клеток

4-я – W-256, Доксорубицин, Паклитаксел, Ксимедон 100 мг/кг – W-256 + ДР + ПТ + Ксимедон (n = 14)

Так же, как и в 3-й группе, ксимедон внутримышечно в дозе 100 мг/кг ежедневно, начиная с 11-х суток эксперимента, 10 суток

5-я – W-256, Доксорубицин, Паклитаксел, Мексидол 50 мг/кг – W-256 + ДР + ПТ + Мексидол (n = 14)

Так же, как и в 3-й группе, мексидол внутримышечно в дозе 50 мг/кг ежедневно, начиная с 11-х суток эксперимента, 10 суток

6-я – W-256, Доксорубицин, Паклитаксел, Кардиоксан 80 мг/кг – W-256 + ДР + ПТ + Кардиоксан (n = 14)

Так же, как и в 3-й группе, кардиоксан внутрибрюшинно в дозе 80 мг/кг за 20 мин до введения цитостатиков, на 11-е сутки опыта

7-я – W-256, Доксорубицин, Паклитаксел, Мексидол 50 мг/кг, Ксимедон 100 мг/кг – W-256 + ДР + ПТ + Мексидол + Ксимедон (n = 14)

Так же, как и в 3-й группе, мексидол в дозе 50 мг/кг и ксимедон в дозе 100 мг/кг ежедневно внутримышечно, начиная с 11-х суток эксперимента, 10 суток

Исследование проводили на 14-е и 22-е сутки эксперимента. Для этого по 6–7 животных из каждой группы в указанные сроки выводили из опыта под общей анестезией тиопенталом натрия. Для оценки изменений состояния процессов ПОЛ в гомогенатах сердца спектрофотометрически определяли содержание диеновых (ДК), триеновых конъюгатов (ТК), оснований Шиффа (ОШ) [7], уровень малонового диальдегида (МДА) (в реакции с тиобарбитуровой кислотой (ТБК) с использованием набора реактивов для определения ТБК-активных продуктов фирмы «Агат-Мед» (Москва); для оценки изменений в системе глутатиона определяли концентрацию восстановленного глутатиона (ВГ) [4], активность глутатионредуктазы (ГР) [1], глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г-6-ФДГ) (с использованием набора реактивов фирмы «Sentinel», Италия). При статистической обработке результатов исследования определяли показатели средних арифметических значений (М), стандартных ошибок средних арифметических (m). Нормальность распределения проверяли с использованием теста Колмогорова‒Смирнова. При условии соответствия нормальности распределения достоверность полученных различий сопоставляемых величин оценивали с использованием t-критерия Стьюдента. При несоответствии нормальности распределения достоверность различий оценивали с использованием U-критерия Манна‒Уитни. Различия считали достоверными при p < 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

На 14-е сутки эксперимента во 2-й группе (с монотерапией ДР) уровень МДА превышал показатель интактных животных на 57,8 % и не отличался от такового в контроле (табл. 2). В 3-й группе (при сочетанной терапии ДР и ПТ) отмечался достоверный рост концентрации ДК и МДА на 12,8 и 85 % соответственно по отношению к контролю и на 21,5 и 78,7 % по сравнению со 2-й группой. В группах 4, 5, 6, 7 (с дополнительным введением ксимедона, мексидола, кардиоксана, а также ксимедона с мексидолом) уровень ДК достоверно снижался и не отличался от такового у интактных крыс. При этом уровень МДА тоже снижался, однако наиболее значимо в группе с кардиоксаном – до показателя интактных животных (табл. 2).

Таблица 2

Количество продуктов перекисного окисления липидов в тканях сердца крыс с карциномой W-256 при введении ксимедона и мексидола на фоне химиотерапии доксорубицином и паклитакселом, (M ± m)

Группы животных

 

Сроки исследования

Показатель

ДК, у.е.

ТК, у.е.

МДА, мкмоль/л

ОШ, у.е.

Интактные

0,59 ± 0,03

0,39 ± 0,04

2,44 ± 0,26

0,12 ± 0,01

1 – W-256

(контроль)

14-е сутки

0,7 ± 0,02

р1 < 0,01

0,5 ± 0,08

3,72 ± 0,41

р1 < 0,05

0,18 ± 0,03

22-е сутки

0,55 ± 0,03*

0,42 ± 0,002

3,5 ± 0,4

р1 < 0,05

0,12 ± 0,003

2 – W-256 + ДР

14-е сутки

0,65 ± 0,01

р2 < 0,05

0,3 ± 0,004

р2 < 0,05

3,85 ± 0,6

р1 < 0,05

0,1 ± 0,002

р2 < 0,05

22-е сутки

0,66 ± 0,003

р2 < 0,01

0,31 ± 0,01 р2 < 0,01

4,01 ± 0,2 р1 < 0,01

0,1 ± 0,005

р2 < 0,05

3 – W-256 + ДР + ПТ

14-е сутки

0,79 ± 0,006 р1,2,3 < 0,01

0,31 ± 0,02 р2 < 0,05

6,88 ± 0,67

р1,2,3 < 0,01

0,11 ± 0,01

р2 < 0,05

22-е сутки

0,63 ± 0,01*

р2 < 0,05

0,54 ± 0,05* р1,3 < 0,05

5,31 ± 0,45

р1,2,3 < 0,05

0,16 ± 0,01*

р1,2,3 < 0,05

4 – W-256 + ДР + ПТ + ксимедон

14-е сутки

0,62 ± 0,006

р2,3,4 < 0,05

0,34 ± 0,002

р3 < 0,001

3,76 ± 0,7

р4 < 0,01

0,14 ± 0,001

22-е сутки

0,64 ± 0,004

р2,3 < 0,05

0,35 ± 0,002

р2,3,4 < 0,001

4,3 ± 0,26 р1 < 0,05

0,12 ± 0,002*

р3,4 < 0,01

5 – W-256 + ДР + ПТ + мексидол

14-е сутки

0,64 ± 0,008

р2,4 < 0,05

0,31 ± 0,002

р2,3,5 < 0,05

3,46 ± 0,18 р1,4 < 0,05

0,11 ± 0,001

р2,5 < 0,05

22-е сутки

0,62 ± 0,01

р3 < 0,05

0,33 ± 0,003

р2,4,5 < 0,01

4,11 ± 0,23 р1,4 < 0,05

0,11 ± 0,002

р2,4,5 < 0,05

6 – W-256 + ДР + ПТ + кардиоксан

14-е сутки

0,6 ± 0,007

р2,3,4,6 < 0,05

0,35 ± 0,003

р3 < 0,01

2,1 ± 0,13 р2,3,4,5,6 < 0,05

0,14 ± 0,003

р6 < 0,01

22-е сутки

0,65 ± 0,007*

р2 < 0,05

0,34 ± 0,003

р2,3,4,5 < 0,05

4,22 ± 0,15* р1 < 0,001

0,12 ± 0,001*

р3,4,6 < 0,05

7 – W-256 + ДР + ПТ + ксимедон + мексидол

14-е сутки

0,65 ± 0,006

р2,4,5,7 < 0,05

0,3 ± 0,03

р2 < 0,05

3,7 ± 0,48 р1,4,7 < 0,05

0,1 ± 0,01

р2,5,7 < 0,05

22-е сутки

0,65 ± 0,01

р2 < 0,01

0,3 ± 0,02

р2,4,5 < 0,05

4,1 ± 0,25 р1,4 < 0,05

0,09 ± 0,007

р1,2,4,5,7 < 0,05

 

Примечания: р1 – достоверность различий рассчитана по отношению к интактным животным; р2 – к группе 1; р3 – к группе 2; р4 – к группе 3; р5 – к группе 4; р6 – к группе 5; р7 – к группе 6; * – статистически значимые различия в группе на 22-е сутки по отношению к 14-м суткам, р < 0,05.

На 22-е сутки эксперимента в 3-й группе отмечалось повышение концентрации ТК на 38,5 % по отношению к интактным животным и на 74 % по сравнению со 2-й группой (р < 0,05). Уровень МДА превышал показатели интактных крыс и животных 2-й группы на 117 и 32 % соответственно (р < 0,05). При этом достоверно повышалось и содержание конечных продуктов – ОШ: на 33,3 % и 60 % по отношению к интактной группе и животным с монотерапией ДР соответственно (табл. 2). В 4, 5, 6 и 7-й группах концентрация ТК и ОШ, в отличие от МДА, достоверно снижалась до соответствующих показателей интактных животных. Примечательно, что в группе с кардиоксаном на 22-е сутки эксперимента отмечался рост уровня МДА по сравнению с 14-ми сутками в 2 раза (р < 0,05), в отличие от 4, 5, 7-й групп. Предупреждение образования конечных продуктов ПОЛ – оснований Шиффа, которые образуются в результате реакций взаимодействия вторичных продуктов с физиологически важными аминами, свидетельствует о торможении процессов липопероксидации и, вероятно, обезвреживании вторичных метаболитов окислительной модификации макромолекул.

Концентрация ВГ снижалась во 2 и 3-й группах на 14-е сутки эксперимента на 32 и 26 % соответственно по отношению к интактным животным на фоне снижения активности Г-6-ФДГ (на 27 и 53 % в группах с ДР и ДР + ПТ, р < 0,05, табл. 3). При этом в 3-й группе статистически значимо снижалась и активность ГР на 27 % по сравнению с интактными животными. В 4, 5 и 7-й группах концентрация ВГ и активность ГР достоверно увеличивались и не отличались от таковых у интактных животных. Активность Г-6-ФДГ также достоверно повышалась по отношению к 3-й группе, однако в группе с мексидолом оставалась ниже на 20 % по сравнению с интактными животными. В группе с кардиоксаном концентрация ВГ оставалась ниже интактного на 18,3 % и повышалась лишь по отношению ко 2-й группе на 19,7 % (р < 0,05) при отсутствии различий с 3-й группой (табл. 3).

Таблица 3

Изменения концентрации восстановленного глутатиона, активности глутатионредуктазы и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы в тканях сердца крыс с карциномой W-256 при введении ксимедона и мексидола на фоне химиотерапии доксорубицином и паклитакселом, (M ± m)

Группы животных

 

Сроки исследования

Показатель

ВГ, ммоль/г ткани

ГР, ммоль/мин∙г ткани

Г-6-ФДГ, мЕ/г ткани

Интактные

2,3 ± 0,12

0,112 ± 0,01

9,52 ± 0,73

1 – W-256 (контроль)

14-е сутки

2,13 ± 0,1

0,103 ± 0,01

7,9 ± 0,8

 

22-е сутки

2,59 ± 0,12

0,083 ± 0,005

8,41 ± 0,44

2 – W-256 + ДР

14-е сутки

1,57 ± 0,06

р1,2 < 0,01

0,104 ± 0,002

6,97 ± 0,37

р1 < 0,05

22-е сутки

2,26 ± 0,16*

0,095 ± 0,005

7,7 ± 0,4

3 – W-256 + ДР + ПТ

14-е сутки

1,71 ± 0,14

р1,2 < 0,05

0,082 ± 0,004

р1,3 < 0,05

4,47 ± 0,57

р1,2,3 < 0,01

22-е сутки

1,78 ± 0,06

р1,2,3 < 0,05

0,104 ± 0,005*

6,26 ± 0,26*

р1,2,3 < 0,05

4 – W-256 + ДР + ПТ + ксимедон

14-е сутки

2,15 ± 0,14

р3 < 0,01

0,096 ± 0,003

р3,4 < 0,05

8,47 ± 0,86

р4 < 0,01

22-е сутки

2,14 ± 0,05

р2,4 < 0,01

0,108 ± 0,007

7,94 ± 0,46

р4 < 0,01

5 – W-256 + ДР + ПТ + мексидол

14-е сутки

2,02 ± 0,02

р3 < 0,001

0,122 ± 0,003

р3,4,5 < 0,001

7,58 ± 0,33

р1,4 < 0,05

22-е сутки

2,06 ± 0,03

р2,4 < 0,01

0,105 ± 0,005*

8,14 ± 0,27

р4 < 0,001

6 – W-256 + ДР + ПТ + кардиоксан

14-е сутки

1,88 ± 0,07

р1,3 < 0,05

0,12 ± 0,01

р4,5 < 0,05

7,92 ± 0,49

р4 < 0,01

22-е сутки

1,8 ± 0,06

р1,2,3,5,6 < 0,05

0,118 ± 0,006

р2,3 < 0,05

9,19 ± 0,5

р3,4 < 0,05

7 – W-256 + ДР + ПТ + ксимедон + мексидол

14-е сутки

2,11 ± 0,08

р3,4 < 0,05

0,093 ± 0,003

р3,6,7 < 0,05

8,03 ± 0,28

р3,4 < 0,05

22-е сутки

2,2 ± 0,14

р4,7 < 0,05

0,143 ± 0,01*

р2,3,4,6 < 0,05

9,53 ± 0,23*

р2,3,4,5,6 < 0,05

 

Примечания: р1 – достоверность различий рассчитана по отношению к интактным животным; р2 – к группе 1; р3 – к группе 2; р4 – к группе 3; р5 – к группе 4; р6 – к группе 5; р7 – к группе 6; * – статистически значимые различия в группе на 22-е сутки по отношению к 14-м суткам, р < 0,05.

К 22-м суткам эксперимента в отличие от 2-й группы в 3-й группе концентрация ВГ и активность Г-6-ФДГ сохранялись низкими по отношению к соответствующим показателям интактных животных на 22,6 и 34,2 % соответственно (табл. 3). В 4, 5 и 7-й группах концентрация ВГ и активность Г-6-ФДГ достоверно повышались и не отличались от таковых у интактных животных. На фоне кардиоксана активность Г-6-ФДГ также восстанавливалась до уровня исходного показателя, однако концентрация ВГ не возрастала и сохранялась на уровне таковой в группе ДР + ПТ. Подобные изменения могут быть связаны с повышенным расходованием восстановленной формы трипептида, что косвенно свидетельствует о высокой активности свободнорадикальных процессов. Поскольку при этом не происходит адаптивного повышения активности ферментов восстановления глутатиона из окисленной формы – ГР и Г-6-ФДГ, данный факт можно расценить как прогностически неблагоприятный, поскольку расход ВГ может достичь критического уровня и привести к срыву функциональных возможностей системы глутатиона.

Заключение

Таким образом, наиболее эффективно тормозил активацию процессов липопероксидации на 14-е сутки эксперимента кардиоксан. Однако при дальнейшем наблюдении (на 22-е сутки опыта) в группе с кардиоксаном отмечался рост уровня МДА в тканях сердца, вероятно, в связи с истощением содержания восстановленного глутатиона. Мексидол и комбинация ксимедона с мексидолом предупреждали падение уровня восстановленного глутатиона, в отличие от кардиоксана, препятствовали повторной активации процессов перекисного окисления липидов и в итоге проявили большую стабильность в торможении липопероксидации в сердце в целом.

Рецензенты:

Моисеева И.Я., д.м.н., профессор, зав. кафедрой «Общая и клиническая фармакология», Медицинский институт, ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», г. Пенза;

Блинов Д.С., д.м.н., профессор, зав. кафедрой общественного здоровья, организации здравоохранения и фармации с курсом гигиены, Медицинский институт, ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева», г. Саранск.

Работа поступила в редакцию 18.02.2014.


Библиографическая ссылка

Костина Ю.А., Сипров А.В., Кузнецова В.А., Волкова Н.Д., Макарова М.Ю., Вашуркина И.М. ИЗМЕНЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ И СИСТЕМЫ ГЛУТАТИОНА В ТКАНЯХ СЕРДЦА КРЫС С КАРЦИНОМОЙ WALKER-256 ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПРОИЗВОДНЫХ ПИРИМИДИНА И 3-ГИДРОКСИПИРИДИНА В СОЧЕТАНИИ С ДОКСОРУБИЦИНОМ И ПАКЛИТАКСЕЛОМ // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 4-1. – С. 86-90;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=33672 (дата обращения: 24.01.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074