Біохімічні та мембранні механізми ушкодження міокарду за експериментальної серцевої недостатності та її корекції фізіологічно активними сполуками метаболітної дії

Мембранотропні властивості суфану по відношенню до сарколеми кардіоміоцитів. Виходячи з наведених результатів, у молекули суфану наявна мембранотропна дія, тому становило значний інтерес вивчення впливу суфану на фізико-хімічні властивості сарколемальних мембран міокарду при взаємодії з цією ФАС. Вплив суфану на структурні властивості сарколеми кардіоміоцитів щурів вивчали за допомогою флуоресцентних зондів АНС та пірену, що давало можливість дослідження стану поверхневого заряду, мікров`язкості ліпідного бішару та змін конформації мембранних білків.

Було встановлено, що препарати суфану, при взаємодії з мембранами сарколеми зумовлюють гасіння білкової флуоресценції, зрушення положення максимума спектру в короткохвильовий бік, зменшення напівширини спектральної лінії та порушення асиметрії спектру. Аналізуючи отримані результати, можна констатувати, що при дії різних форм суфану, що містять D,L- та L-триптофан, на плазматичну мембрану кардіоміоцитів в її білках відбуваються конформаційні перебудови, що реєструються за змінами флуоресценції білкових триптофанілів, які полягають в ущільненні макромолекул, збільшенні рівню їх занурення в ліпідний матрикс, а також зменшенні мікров'язкості гідрофобних ділянок останнього.

На підставі проведених досліджень було висловлено припущення, що будова молекули суфану передбачає політропний вплив на гідрофільні та гідрофобні мембранні ділянки. Тому в реалізації первинних фармакологічних ефектів суфану може відігравати певну роль його безпосередній вплив на ділянки сарколеми кардіоміоцитів, що контролюють іонний транспорт, зокрема мембранний транспорт кальцію та систем, які регулюють енергозабезпечення клітини.

Мембранотропні властивості карбіцилу порівняно з іншими кардіотропними та вазотропними ФАС. Оскільки позитивна інотропна дія ФАС та ЛЗ тісно пов'язана з транспортом катіонів Са2+ через біологічні мембрани, представляло інтерес дослідити мембранотропну активність метаболічного кардіотоніка карбіцила у порівнянні з речовиною того ж класу сполук, у якої наявна негативна інотропна дія - диолу, а також ФАС інших хімічних класів (фенілалкіламінів: антагоніст кальцію верапаміл, агоніст - добутамін; дигідропіридинів: антагоніст кальцію ніфедипін, агоніст - ВАУ-К-8644). В якості моделі біомембран використовували ліпосоми, що формувалися з нейтрально зарядженого ФХ та негативно зарядженого кардіоліпіну.

При вивченні взаємодії досліджуваних ФАС з ліпосомами з ФХ шляхом аналізу УФ-спектрів поглинання була показана різноспрямованість змін їхньої оптичної щільності та, відповідно, механізмів взаємодії і комплексоутворення із ФХ-бішаром залежно від фармакологічних ефектів певних класів сполук, що було підтверджено мікрокалориметричними дослідженнями кінетики відповідних теплових ефектів. Аналіз теплових ефектів ФАС у реакції з ФХ-бішаром показав, що екзотермічний характер реакцій може вказувати на їх місця зв'язування в бішарі ФЛ, що зосередженні в зоні жирнокислих залишків та їхніх пероксидних форм (Рис.6).

Рис. 6

Отримані експериментальні дані дозволяють зробити припущення про існування певних взаємозв'язків у взаємодії із фосфоліпідним бішаром промоторів Са2+ та їх антагоністів. Відомо, що комплексоутворення ФАС з фосфоліпідним бішаром супроводжується зрушеннями структурно-динамічних параметрів останнього (зміни мікров'язкості, структури та заряду поверхні), що, можливо, сприяє структурним пертурбаціям в молекулах мембранних білків в області білково-ліпідних контактів (Чекман І.С., Бобков В.М., Загородній М.І., 2001, 2001а). Дані зрушення можуть передувати конформаційним змінам білкових молекул регуляторних ферментів та іонних каналів, а також модуляції їх сигнальної та Са2+-транспортуючої функції. Отже, саме зазначена взаємодія з біомембранами може бути основою первинної фармакологічної реакції досліджуваних речовин групи краунефірів.

Виявлена різноспрямованість у змінах диференційних спектрів поглинання досліджуваних ФАС при інкубації у бішарах з ФХ і кардіоліпіну вказує на різні місця їхньої локалізації на поверхні бішарів, що повинно відбиватися на структурній модифікації їх поверхні, зокрема полярності та заряду, та послідуючих змінах у більш глибоких гідрофобних ділянках мембран. Таким чином, особливості фармакологічної активності кардіотропних сполук з різною хімічною будовою та характером додаткових замісників в молекулі суттєво залежать від їх впливу на зміни структурно-динамічні властивостей мембранних структур, з якими вони взаємодіють.

Дослідження комплексоутворення метаболітних ФАС кардіотонічної дії з біолігандами. В наведених експериментальних дослідженнях було показано, що суфан та карбіцил проявляють виразливий позитивний інотропний ефект, в основі якого може бути їх взаємодія та комплексоутворення з компонентами біомембран та метаболітами, що модулюють інотропну активність ФАС через вплив на відповідні іон-транспортуючі та регуляторні системи кардіоміоцитів. Для вивчення цього питання були кількісно оцінені комплексоутворюючі властивості суфану і карбіцилу методом УФ-спектроскопії з визначенням констант стійкості утворених комплексів (Кст) та розрахунково, квантово-хімічними методами, з комп`ютериним моделюванням молекул ФАС, розрахунками їх структурних та енергетичних характеристик і визначенням виграшу енергії (Евзаєм) при взаємодії ФАЗ з біолігандом.

Експериментальні результати по вивченню комплексоутворення суфану вказують на високе значення Кст комплексів суфану з одним з основних ліпідних компонентів біомембран ФХ (Кст = 34,5 л/м) і низьке (8,3 л/м) - при взаємодії з холестеролом.

Був проведений кореляційний аналіз залежності Кст суфана від структурних (геометрія, розподіл електронної щільності р (пі)- і у (сігма) - електронів та заряду) і фізико-хімічних властивостей молекул біолігандів. Отримані результати свідчать, що суфан утворює комплекси з компонентами біомембрани за рахунок наявності в його молекулі вільної аміногрупи і ароматичної р-системи. Встановлені залежності між параметрами комплексоутворення суфану і структурою біолігандів мають значення в реалізації молекулярних механізмів дії цього препарату.

При порівнянні середніх значень Кст у двох досліджених ФАС з кардіотонічною активністю було показано, шо карбіцил (Кст середнє = 30,97 л/м) утворює значно міцніші комплекси з більшістю лігандів, ніж суфан (Кст середнє = 12,72 л/м), що пов'язане з наявністю в молекулі карбіцилу двох гідроксиетильних груп. Виконані квантово-хімічні розрахунки вказують на участь у механізмах взаємодії суфану та карбіцилу з молекулою мембранного фосфоліпіду - диміристоїлфосфатидилхоліну водневих, електростатичних та гідрофобних зв`язків. Висловлене припущення, що взаємодія з бічними радикалами амінокислотних залишків в молекулах мембранних білків та полярними ділянками поверхневих фосфоліпідів сарколеми кардіоміоцитів може бути первинним механізмом реалізації кардіотропної активності вивчаємих фізіологічно активних речовин.

Висновки

У дисертаційній роботі вперше проведено комплексне дослідження біохімічних, функціональних і ультраструктурних змін в міокарді за умов експериментальної СН, модельованої антрацикліновим антибіотиком кардіотонічної дії рубоміцином, доведено кардіопротекторну дію щодо біохімічних порушень в міокарді та кардіогемодинаміки за умов експериментальної СН метаболітних препаратів - суфану (похідного бурштинової кислоти та амінокислоти L-триптофану) і карбіцилу (краунефіру, похідного урацилу).

1. Експериментальна модель СН, що створена введенням щурам-самцям лінії Вістар антрациклінового антибіотику рубоміцину гідрохлориду (в/м в дозі 5 мг/кг протягом 5 тижнів) характеризується змінами кардіогемодинаміки, притаманними СН, морфологічними зрушеннями та дисбалансом біоенергетичних процесів в кардіоміоцитах, що проявляється пригніченням окислювально-відновлювальних реакцій в мітохондріях, зниженням вмісту окислених форм та сумарної кількості нікотинамідних коферментів НАД+ та НАДФ+, коефіцієнту окислені/відновлені форми піридиннуклеотидів та підвищенням активності НАД-гідролази.

2. Розвиток експериментальної рубоміцинової СН супроводжується пошкодженням мембранного апарату кардіоміоцитів, ультраструктури мітохондрій, зменшенням вмісту в міокарді резервів метаболічної енергії та макроергічних сполук - глікогену, КрФ, АТФ та АДФ. Порушення в умовах експериментальної СН креатинфосфокіназного механізму відновлення резервів АТФ являє собою біохімічний субстрат пригнічення енергозабезпечення функції скорочувального актоміозинового апарату міофібрил.

3. Спричинена хімічним ушкодженням серця токсична кардіоміопатія супроводжується розвитком в міокарді та інших органах біохімічного синдрому оксидативного стресу, що проявляється накопиченням в тканинних структурах кінцевих продуктів пероксидативної деградації ПНЖК, зниженням вмісту G-SH, зменшенням активності антиоксидантної глутатіонової системи. В умовах введення рубоміцину відбуваються значні зрушення жирнокислотних спектрів ліпідів в тканинах піддослідних тварин, що характеризуються зниженням вмісту арахідонової кислоти С20:4 та загальним зменшенням вмісту ПНЖК при деякому зростанні в печінці рівнів насичених жирних кислот С15:0, С16:0 та холестеролу.

4. Введення щурам з рубоміциновою кардіоміопатією похідного триптофану та сукцинату метаболітного препарата суфана значно нормалізує стан окисно-відновних процесів в міокарді, ультраструктуру мітохондрій, зменшує вираженість порушень енергетичного обміну в кардіоміоциах. Введення суфану підвищує вміст окиснених форм коферментів НАД+ та НАДФ+, коефіцієнт окиснені/відновлені піридин-нуклеотиди, збільшує рівень АТФ, КрФ та глікогену, протидіє зростанню активностей АСТ, АЛТ, ЛФ, вмісту холестеролу і ТГ в сироватці крові. В умовах СН, модельованої гемічною гіпоксією та коарктацією аорти, суфан суттєво корегує скорочувальну функцію міокарду, збільшуючи функцію серцевого викиду і позитивно впливаючи на порушені показники гемодинаміки.

5. Суфан та карбіцил суттєво корегують пероксидний гомеостаз в міокарді та печінці щурів, порушений в умовах експериментальної СН. Курсове введення суфану призводить до зменшення в міокарді накопичення продуктів спонтанної та ферментативно-залежної ліпопероксидації, підвищення вмісту в тканинах G-SH та активності глутатіонпероксидази, а також нормалізації показників глутатіонової АОС в головному мозку та селезінці щурів з екпериментальною СН. Електронномікроскопічний аналіз міокарду показує, що суфан в значній мірі покращує ультраструктуру як мембранних структур, так і міофібрилярного апарату кардіоміоцитів.

6. Проведені in vitro біофізичні та фізико-хімічні дослідження молекулярних механізмів дії суфану та карбіцилу виявили наявність виражених мембранотропних властивостей цих ФАС на різних зразках модельних та природних мембран. В результаті вивчення із застосуванням методу флуоресцентного зондування взаємодії з препаратами сарколеми кардіоміоцитів суфану, що містить L- та D,L-триптофан, було встановлено виникнення в мембранних білках конформаційних перебудов та збільшення ступеню занурення білкових молекул у ліпідний матрикс. У гідрофобних ділянках бішару препарати суфану ініціюють зниження мікров'язкості, змінюючи умови взаємодії структурних білків мембрани з фосфоліпідним мікрооточенням.

7. На моделях синтетичних моношарових мембран з ФХ, ФС та азолектину, а також сумішей з азолектину, холестеролу та сироваткового альбуміну було проведено вивчення поверхнево-активних властивостей суфану. Встановлено, що різні стереоізомерні форми суфану проявляють певну поверхневу активність, формуючи на поверхні розподілу фаз адсорбційні моношари. Встановлена більш виражена поверхнева активність для фармакологічно активного D,L-суфану, який, при взаємодії із штучною мембраною, крім формування поверхневого адсорбційного моношару, проявляє здатність до занурення у внутрішні зони ліпідного матриксу.

8. Експериментально встановлена здатність суфану до активного комплексоутворення з природними L-амінокислотами, компонентами біомембран ФХ та холестеролом, сироватковим альбуміном, нуклеотидами АМФ, АДФ, АТФ, НАД, а також іонами біометалів. Комплексоутворення кардіотонічних сполук суфану та карбіцилу з L-амінокислотами та ліпідними компонентами біомембран підтверджено квантово-хімічними розрахунками, за допомогою яких були розраховані енергетичні параметри утворення комплексів досліджуваних ФАС з біомолекулами. Висловлене припущення про роль міжмолекулярного зв'язування молекул метаболітних кардіотоників з компонентами біомембран та комлексоутворення з регуляторними біомолекулами як первинних механізмів фармакологічної дії досліджуваних сполук.

Перелік наукових робіт, опублікованих за темою дисертації

1. Чекман И.С. Кардиотропный эффект фосфадена при интоксикации глюкозидами /И.С.Чекман, Т.В.Кава, И.В.Ниженковская, Н.Г.Федосенко, Н.А. Горчакова //Український кардіологічний журнал. - 1997. - №1.- С.60-63. (Особистий внесок здобувача: проведення експериментальних досліджень, участь у написанні статті).

2. Чекман І.С. Дослідження комплексоутворення азотовмісних лікарських засобів з групи антагоністів кальцію з амінокислотами та глюкозаміном /І.С.Чекман, І.В.Ніженковська, І.Ф.Полякова, В.А.Самарський, С.М.Осадча //Фармацевтичний журнал. - 1993. - №3.- С.84-86. (Особистий внесок здобувача: проведення експериментальних досліджень, участь у написанні статті).

3. Квантовохімічні розрахунки кардіотонічної дії похідних фенілал-кіламіну /І.С.Чекман, Л.Г.Горб, Н.О.Горчакова, М.М.Єльченко, І.В.Ніженковська, О.В.Рощупкіна, О.Й.Гриневич //Доповіді Ака-демії наук України. - 1993. - №5.- С.165-167. (Особистий внесок здобувача: проведення експериментальних досліджень, їх аналіз, участь у написанні статті).

4. Ніженковська І.В. Вплив кардіотропних засобів на морфологічну структуру міокарда за умов рубоміцинової серцевої недостатності /І.В.Ніженковська, І.С.Чекман, О.А.Писарєв, Н.О.Горчакова //Лі-карська справа. - 1995. - №3.- С.57-60. (Особистий внесок здобува-ча: отримання експериментальних даних, їх аналіз, участь у написан-ні статті).

5. Чекман І.С. Взаємодія серцевих глікозидів з аденозином і рибок-сином / І.С.Чекман, Т.В. Кава, І.В. Ніженковська, Н.О. Горчакова //Доповіді Академії наук України. - 1995. - №12.- С.103-105. (Осо-бистий внесок здобувача: участь у проведення експериментальної роботи, аналіз результатів, участь у написанні статті).

6. Чекман И.С. Взаимодействие модуляторов кальциевых каналов с компонентами биомембран /И.С.Чекман, Н.А.Горчакова, В.А.Са-марский, В.А.Слободской, И.В.Ниженковская, Н.В.Савченко //До-повіді Національної академії наук України. - 1995. - №5.- С.114-116. (Особистий внесок здобувача: проведення експериментальних досліджень, їх аналіз, участь у написанні статті).

7. Ниженковская И.В. Антирадикальная активность и мембранотроп-ное действие кардио- и вазотропных соединений различной хими-ческой природы /И.В.Ниженковская, Ю.И.Губский, И.С.Чекман, А.Г.Горюшко, Н.А.Горчакова, Л.Г.Саченко //Укр. биохим. журн. 1998, т. 70, №4 - С.51 - 58. (Особистий внесок здобувача: прове-дення експериментальних досліджень, їх аналіз, участь у написанні статті).

8. Ніженковська І.В. Вплив кардіотонічних лікарських засобів на морфологічну структуру міокарду в умовах рубоміцинової серце-вої недостатності /І.В.Ниженковская, І.С.Чекман, О.А.Писарєв, Н.О.Горчакова //Вісник фармації. - 1996. - №3-4.- С.118-120. (Особистий внесок здобувача: проведення експериментальних досліджень, їх аналіз, участь у написанні статті).

9. Ніженковська І.В. Фармакокінетика антагоністів кальцію /І.В.Ні-женковська, І.С.Чекман //Фармакологічний вісник. - 1997. №4.- С.28-30. (Особистий внесок здобувача: проведення експеримент-тальних досліджень, їх аналіз, участь у написанні статті).

10. Ніженковська І.В. Комплексоутворення антагоністів кальцію з глюкозаміном/ І.В. Ніженковська //Фармацевтичний журнал. - 1997. - №5.- С.76-78. (Особистий внесок здобувача: проведення експериментальних досліджень, їх аналізі, самостійне написання наукової статті).

11. Чекман І.С. Гіпотензивна активність фосфоровмісних краун-ефірів /І.С.Чекман, Н.О.Горчакова, Р.І.Юрченко, Т.І.Клепа, В.М.Бобков, О.М.Войцеховська, Л.П.Пересипкіна, І.В.Ніженковська //Фарма-цевтичний журнал. - 1997. - №1.- С.79-81. (Особистий внесок здобувача: проведення експериментальних досліджень, їх аналіз, участь у написанні статті).

12. Ниженковская И.В. Комплексообразование нестероидных кардио-тонических средств и антагонистов кальция с аминокислотами // 60 років Українському НДІ кардіології ім. М.Д. Стражеска: V кон-грес кардіологів України, Київ 12-14 травня 1997 р. Український кардіологічний журнал - додаток до 3/96 - С.143-144. (Особистий внесок здобувача: проведення експериментальних досліджень, їх аналіз, самотійна підготовка наукової публікації).

13. Горчакова Н. Вплив суфану при ректальному введенні на перебіг гострої серцевої недостатності в експерименті /Н.Горчакова, Я. Гудивок, О.Олійник, І.Ніженковська, О.Ткаченко //Галицький лі-карський вісник. - 1998. - Т.5, №1.- С.18-20. (Особистий внесок здобувача: проведення експериментальних досліджень, їх аналіз, участь у написанні статті).

14. Чекман І. Порівняльне вивчення впливу суфану з різними ізо-мерними формами триптофану на структуру плазматичної мемб-рани кардіоміоцитів /І.Чекман, Н.Горчакова, С.Олійник, Б.Сушко, Я.Гудивок, І.Ніженковська //Галицький лікарський вісник. - 1998. - Т.5, №3.- С.92-94. (Особистий внесок здобувача: проведення експериментальних досліджень, їх аналізі, участь у написанні статті).

15. Чекман І.С. До механізму антиоксидантної дії суфану /І.С.Чекман, Н.О.Горчакова, С.А.Олійник, В.М.Бобков, І.В.Ніженковська //Віс-ник проблем біології і медицини. - 1998. - №19.- С.109-118.

16. Чекман І.С. Токсикологічна характеристика суфану - нового віт-чизняного неглікозидного кардіотоніка /І.С.Чекман, Н.О.Горчако-ва, С.А.Олійник, О.П.Ткаченко, І.В.Ніженковська, М.М.Середен-ко, Л.І. Антоненко //Современные проблемы токсикологии. - 1999. - №4.- С.32-36. (Особистий внесок здобувача: участь у проведенні експериментальних досліджень, їх аналізі, написанні статті).

17. Чекман І.С. Кардіотонічна, стрес протекторна, антиоксидантна та актопротекторна дія суфану /І.С.Чекман, Н.О.Горчакова, І.В.Ні-женковська, С.А.Олійник, О.І.Плиска, М.М.Середенко, К.Г.Гар-кава, М.В.Ткаченко, К.В.Коляденко //Практична медицина. - 1999. - №5-6.- С.127-130. (Особистий внесок здобувача: проведення експериментальних досліджень, їх аналіз, участь у написанні статті).

18. Чекман І.С. Вплив суфану за різних шляхів введення на кардіоге-модинаміку кролів у нормі та при гемічні гіпоксії /І.С.Чекман, Н.О.Горчакова, С.Б.Французова, О.Й.Гриневич, С.А.Олійник, М.М.Середенко, Л.І.Антоненко, І.В.Ніженковська, О.В.Гриневич, О.П.Ткаченко //Буковинський медичний вісник. - 1999. - Т.3, №4.- С.205-210. (Особистий внесок здобувача: участь у плануванні та проведенні досліджень, їх аналізі, у написанні статті).

19. Чекман І. Динаміка перекисного окислення ліпідів в органах щу-рів при опроміненні та оксидантний ефект суфану /І.Чекман, Н. Горчакова, С.Олійник, М.Середенко, Я.Гудивок, В.Барабой, В.Ри-бальченко, Г.Островська, І.Порало, І.Ніженковська //Галицький лікарський вісник. - 2000. - Т.7, №2.- С.85-88. (Особистий внесок здобувача: участь у плануванні та проведенні досліджень, їх аналізі, у написанні статті).

20. Олійник С.А. Комплексоутворення даунорубіцину та цисплатину з похідними бурштинової та масляної кислот /С.А.Олійник, І.С. Чекман, Н.О.Горчакова, В.М. Бобков, І.В. Ніженковська //Україн-ський хіміотерапевтичний журнал. - 2000. - №2 (6).- С.37-39. (Особистий внесок здобувача: участь у плануванні та проведенні досліджень, їх аналізі, у написанні статті).

21. Чекман І. Взаємодія суфану із фосфоліпідними мембранами, їх компонентами та іншими біолігандами in vitro / І.Чекман, Н. Гор-чакова, С.Олійник, Р.Прокопенко, О.Ляхов, С.Могилевич, Я.Гу-дивок, І.Ніженковська //Галицький лікарський вісник. - 2000. - Т.7, №1.- С.66-68. (Особистий внесок здобувача: участь у виконанні досліджень, їх аналізі, у написанні статті).

22. Ніженковська І.В. Вплив суфану на енергетичний обмін міокарда в умовах серцевої недостатності, зумовленої дією рубоміцину / І.В.Ніженковська, І.С.Чекман, С.А.Олійник //Український хіміо-терапевтичний журнал. - 2000. - №1 (5).- С. 55-59. (Особистий внесок здобувача: участь у проведенні експериментальних досліджень, їх аналізі, написанні статті).

23. Ніженковська І.В. Вплив неглікозидного кардіотоніку на проок-сидантно-антиоксидантний гомеостаз та жирнокислотний спектр ліпідів міокарда та печінки в умовах експериментальної даунору-біцинової інтоксикації /І.В.Ніженковська, І.С.Чекман, С.А.Олій-ник, Т.С.Брюзгіна, Н.О.Горчакова //Экспериментальная онколо-гия. - 2000.- Т.22, №4.- С.236-238. (Особистий внесок здобувача: участь у проведенні досліджень, їх аналізі, написанні статті).

24. Ніженковська І.В. Енергетичний обмін та прооксидантно-антиок-сидантний гомеостаз печінки за умов рубоміцинової інтоксикації та введення суфану /І.В.Ніженковська, І.С.Чекман, С.А.Олійник, І.В.Порало //Современные проблемы токсикологии. -2000. - №2.- С.23-27. (Особистий внесок здобувача: участь у плануванні та проведенні досліджень, їх аналізі, написанні наукової статті).

25. Чекман І.С. Залежність антиоксидантної активності суфану від йо-го фармакокінетичних характеристик при внутрішньовенному вве-денні /І.С.Чекман, Н.О.Горчакова, С.А.Олійник, Т.С.Брюзгіна, І.В.Ніженковська //Таврический медико-биологический вестник. - 2001, - Т.4, №1-2.- С.161-165. (Особистий внесок здобувача: участь у проведенні досліджень, їх аналізі, написанні статті).

26. Чекман І.С. Вплив рубоміцину гідрохлориду на показники гемо-динаміки у кролів /І.С.Чекман, Н.О.Горчакова, І.В.Ніженковська, О.О.Нагорна, В.О.Мінцер, Т.С.Трофімова, О.А.Виговська //Ліки. - 2003. - №5-6. - С.88-89. (Особистий внесок здобувача: участь у проведенні досліджень, їх аналізі, написанні статті).

27. Чекман І.С. Співставиме вивчення кардіопротекторної дії нікоти-наміду і тіотриазоліну за умов токсичного ураження міокарду док-сорубіцином /І.С.Чекман, Н.О.Горчакова, І.В.Ніженковська, О.О. Нагорна, Т.С.Трофімова, Н.М.Юрченко //Науковий вісник Націо-нального медичного університету імені О.О.Богомольця. - 2005. - №3-4.- С.45-49. (Особистий внесок здобувача: участь у проведенні експериментальних досліджень, їх аналіз, написанні статті).

28. Чекман І.С. Комплексоутворення суфану з компонентами біомем-бран /І.С.Чекман, І.В.Ніженковська //Науковий вісник Національ-ного медичного університету імені О.О.Богомольця. - 2007. - №1 (11).- С.31-35. (Особистий внесок здобувача: участь у проведенні експериментальних досліджень, їх аналізі, написанні статті).

29. Ніженковська І.В. Взаємодія кардіотропних сполук з фосфоліпід-ним бішаром модельних мембран/І.В. Ніженковська //Науковий вісник Національ-ного медичного університету імені О.О.Богомольця. - 2007. - №4.- С.62-64. (Особистий внесок здобувача: постановка задачі, проведення експериментальних досліджень, їх аналіз, написання статті).

30. Чекман І.С. Фізико-хімічні та біохімічні аспекти взаємодії метабо-лічних кардіопротекторів і кардіотоніків /І.С.Чекман, Н.О. Горча-кова, І.В.Ніженковська, С.А.Олійник, Т.В.Кава, Н.В.Савченко, О.О.Нагорна, В.В.Бабак //Вісник Вінницького державного медич-ного університету. - 2002. - №6 (1). - С.231. (Особистий внесок здобувача: участь у проведенні експериментальних досліджень, їх аналізі, написанні статті).

31. Чекман І.С. Корекція метаболітними засобами порушень кардіо- і системної гемодинаміки у кролів і щурів при патологічних станах /І.С.Чекман, Н.О.Горчакова, І.В.Ніженковська, О.О.Нагорна, О.В. Клименко, В.О.Мінцер, О.А.Вигівська, Т.С.Трофімова //Вісник Вінницького державного медичного університету. - 2004. - №8 (1). - С.96-97. (Особистий внесок здобувача: участь у проведенні експе-риментальних досліджень, їх аналізі, написанні статті).

32. Ніженковська І.В. Вивчення взаємодії ліпідних компонентів мембран та сполук з кардіотонічною активністю/І.В. Ніженковська //Вісник Вінницького державного медичного університету. - 2007. - №11 (2/2). - С.793. (Особистий внесок здобувача: постановка задачі, проведення експериментальних досліджень, їх аналіз, написання статті).

33. Efficacy of Sufan in complex treatment of left ventricular failure /I. Nizhenkovskaya, E.Amosova, N.Gorchakova, I.Chekman, A.Potap-kov, F.Tkachenko // Pharmacy World and Science - 2000 - V.22, №1 - P.A16-A17.

34. Пат. 33865 АУкраїна, С 07С103/50, А 611 К 31/00 «Дикалієва сіль N-сукцин-DL-триптофану, що має антиангінальну та антигіпокса-нтну дію» /Чекман І.С., Гриневич О.Й., Горчакова Н.О., Ніженко-вська І.В., Ткаченко О.П.; заявник та патентовласник НМУ імені О.О.Богомольця. №99042249; заявл.09.07.1999; опубл.15.02. 2001, Бюл. №1.

35. Пат. 29084А Україна, А 61к31/00 «Спосіб підвищення скоротливої функції міокарду при гострій серцевій недостатності в експери-менті» /Чекман І.С., Гриневич О.Й., Горчакова Н.О., Ніженковська І.В., Савченко Н.В.; заявник та патентовласник НМУ імені О.О. Богомольця. №97126475; заявл.03.09.1998; опубл.29.12.1999. Бюл. №8., 16.10.2000 Бюл. №5 (ІІ ч).

36. Пат. 30360А Україна, А 61к37/02 «N-ацетіл-L-цистеїн, який має протиаритмічні властивості» /Чекман І.С., Горчакова Н.О., Бабак В.В., Ніженковська І.В., Савченко Н.В.; заявник та патентовлас-ник НМУ імені О.О. Богомольця. №98031209; заявл.18.09.1998; опубл.29.12.1999. Бюл. №8., 15.11.2000. Бюл. №6 (ІІ ч).

37. Пат. 29085А Україна, С 07Д223/12 «Гідрохлорид 4,5,6,7-тетрагід-ро-3Н-2-N-/пара-метокси-фенациламіно/-азепіну, що має інотроп-ну активність» /Чекман І.С., Гриневич О.Й., Горчакова Н.О., Ні-женковська І.В., Савченко Н.В., Демченко А.М.; заявник та патен-товласник НМУ імені О.О.Богомольця. №97126476; заявл. 23.07.1998; опубл.29.12.1999 Бюл. №8., 16.10.2000 Бюл. №5 (ІІ ч).

38. Пат. 22571А Україна F61к31/015, С07С 43/205 «1,2-ди(бета-гідро-ксіетилокси) бензол, що має гіпотензивну активність» /Горчакова Н.О., Войцехівська О.М., Подгорний А.В., Ніженковська І.В., Чек-ман І.С., Гриневич О.Й.; заявник та патентовласник НМУ імені О.О. Богомольця. №95010133; заявл.06.01.1995; опубл. 30.06.1998. Бюл. №3.

39. Пат. 2055581 Російська Федерація, А 61е 31/505 «Вещество, обла-дающее инотропной активностью» /Гриневич А.И., Войцеховская О.М., Чекман И.С., Пузенькина Н.Н., Подгорний А.В., Горчакова Н.А., Ниженковская И.В.; заявник та патентовласник НМУ імені О.О.Богомольця. №5051178/14; заявл.06.07.1992; опубл.10.03. 1996. Бюл. №7.

40. Экспериментальное изучение антиангинальных, противоишемических, кардиопротекторных средств /[Н.А.Горчак-ова, И.С.Чекман, А.И.Соловьев, С.Б.Французова, Н.А.Мохорт, И.А.Зупанец, А.Й.Гриневич, И.В.Ниженковская, Т.В.Кава, Н.Н. Серединская] //Доклинические исследования лекарственных сред-ств (метод. рекомендации) -“Авиценна”, 2002. - 560 с. - С.256-268.

41. Экспериментальное изучение антигипертензивных средств /[Н.А.Мохорт, Н.А.Горчакова, И.С.Чекман, С.Б.Французова, Н.Н.Серединская, И.А.Зупанец, И.В.Ниженковская] //Доклини-ческие исследования лекарственных средств (метод. рекоменда-ции). - “Авиценна,” 2002. - 560с. - С.269-279.

42. Экспериментальное изучение антиаритмических и антифибрилляторных лекарственных средств /[Н.А.Горчакова, И.С.Чекман, В.В.Данильчук, Г.И.Степанюк, И.А.Зупанец, А.И. Соловьев, А.А.Столярчук, Н.А.Мохорт, С.Б.Французова, И.В. Ни-женковская, Н.Н.Серединская] //Доклинические исследования ле-карственных средств (метод. рекомендации). - “Авиценна”, 2002. -560 с. - С.220-236.

43. Методи визначення кардіопротекторної дії лікар-ських засобів у фармакологічному експерименті /[Н.О.Горчакова, Ю.І.Губський, А.І.Соловйов, М.А.Мохорт, І.С.Чекман, С.Б.Французова, Н.В.Літвінова, Є.Л.Левицький, С.А.Олійник, І.В.Ніженковська] //Метод. рекомендації. МОЗ України, Державний фарма-кологічний центр. - 2005. - с.42

44. Кардио-, гепатопротекторные свойства кораргина, кардиолипа, кратала при острых интоксикациях /И.С.Чекман, Н.А.Горчакова, И.В.Ниженковская, Л.П.Купраш //Человек и лекарство: XV Российский национ. конгресс: сборник материалов ( Москва 14 - 18 апреля 2008 г.) - С.612,

45. Протекторные свойства метаболитных препаратов у крыс разного возраста /И.С.Чекман, Н.А.Горчакова, И.В.Ниженковская, Л.П. Купраш //Человек и лекарство: XVI Российский национ. кон-гресс: сборник материалов конгресса ( Москва 14-18 апреля 2007 г.) C.813

46. Шляхи підвищення ефективності та безпеки фармакотерапії /О.О. Нагорна, З.І.Лісова, Л.І.Голопихо, К.О.Кузьменко, І.В.Ніженков-ська //[Ліки та життя]: Міжнар. медико-фармацевтичний конгрес( Київ. 6 - 9 лютого 2007 р. )- C.105.

47. Ніженковська І.В. Вплив похідних краун-ефірів на системну гемо-динаміку і регіональний кровообіг у ненаркотизованих тварин // [Фармакологія 2006 - крок у майбутнє]: III Націон. з'їзд фарма-кологів: тези доповідей ( Одеса 17-20 жовтня 2006 р). С.126-127

48. Механизмы кардиопротекции производных аргина, таурина, янта-рной кислоты при кардиомиопатиях и артериальной гипертензии /[И.С.Чекман, Н.А.Горчакова, И.В.Ниженковская, Л.Н.Купраш ].//[Человек и лекарство]: XIII Российский национ. конгресс: сборник материалов ( Москва 3 - 7 апреля 2006 г.) C. 512-513.

49. Исследование антигипоксатных и антиоксидантных свойств отече-ственных метаболитных препаратов /[И.С.Чекман, Н.А.Горчакова, И.В.Ниженковская, Е.В. Нагорная.] // [Человек и лекарство]: XII Российский национ. конгресс: тезисы докл. (Москва 18 - 22 апреля 2005 г). - C.722

50. Дифференциация кардиопротекторных эффектов метаболитных препаратов /И.С.Чекман, Н.А.Горчакова, И.В.Ниженковская, Е.А. Нагорная В.О.Минцер //[Человек и лекарство]: XI Российский национ. кон-гресс: тезисы докл( Москва 19 - 23 апреля 2004 г.), C.390.

51. Метаболітні препарати як основа підтримки гомеостазу в умовах гіпоксії і кардіоміопатії /Н.О.Горчакова, І.С.Чекман, С.Б. Французові, І.В.Ніженковська, О.О. Нагорна.//[Актуальні питання тканинної терапії та перспективи застосування природних біологічно активних речовин у сучасній медицині]: Науково-практична конф. з міжнарод-ною участю, Одеса 17-18 вересня 2003р. - C.15

52. Кардіопротекторна дія метаболітних засобів /І.С.Чекман, Н.О.Го-рчакова, І.В.Ніженковська, С.Б.Французова //[Наука і соціальні проблеми суспільства: медицина, фармація, біотехнологія]: III Міжнародна науково-практична конф.: Харків 21-23.05.2003 р., тези доповідей - C.224.

53. The efficacy of Sufan in patients with congestive heart failure / [Nizhenkovskaya I., Chekman I., Amosova E., Gorchakova N., Potap-kov A., Tkachenko A.] //New technologies Pharmacists and Patients: 29th European Symposium on Clinical Pharmacy, Basel Switzerland 11-14 October 2000 - P.27A.

54. Interaction of cardiotropic agents with model membranes /[I.Nizhenko-vskaya, Yu.Gubsky, I.Chekman, N.Gorchakova] //Millennial World Congress of Pharmaceutical Sciences, Moscone Center, Abstract, San Francisco, California, USA 16-20 Аpril 2000. - P.160

55. Nizhenkovskaya I. /Interaction between crownether derivatives and phospholipid membranes /I.Nizhenkovskaya, I.Chekman, U.Gubsky // [Pharmacy in the 21st Century; The Way Forward]: 60th International Congress of FIP Pharmacy World Congress 2000; Abstracts, Vienna, 26-31 August 2000 - P.106.

56. Nizhenkovskaya I. Monitoring variabilities during treatment by differ-rent long-acting dihydropyridines (nitrendipine lacidipine or nifedipi-ne) /I.Nizhenkovskaya, O.Mironova, Yu.Sirenko // [Pharmacy in the 21st Century; The Way Forward]: 60th International Congress of FIP Pharmacy World Congress 2000, Abstracts, Vienna, Austria 26- 31 August 2000 - P.43.

57. Nizhenkovskaya I. Antioxidant properties of suphan /I.Nizhenkovska-ya, I. Chekman, S.Oleynik, N.Gorchakova /British Journal of Clinical Pharmacology: Abstracts of the joint meeting of VII World Conference on Clinical Pharmacology and Therapeutics IUPHAR & 4th Congress of the European Association for Clinical Pharmacology and Therapeu-tics (EACPT), (Florence 15-20 July 2000) - P.158.

58. Nizhenkovskaya I. Cardiotonic and cardioprotector effect of new deri-vative of uracyl /І.Nizhenkovskaya, І.Checkman, N.Gorchackova // 2nd European Сongress of Рharmacology.[ Drugs against disease to improve quality of life: gataway to the 21st Century though] EPHAR Symposia, Budapest, Hungary, 3-7 July 1999., Fundamental and Clinical Pharmacology - 1999 - v.13/suppls, P.230.

59. Ниженковская И.В. Гепатопротекторное действие суфана и карби-цила при экспериментальных интоксикациях / И.В.Ниженковская, С.А.Олейник //[Досягнення сучасної фармації та перспективи її розвитку]: Матер.V Націон. з'їзд фармацевтів України, Харків 1999.. - C.603 - 604.

60. Nizhenkovskaya I.V. Interaction between cardiotonic compounds with model phospholipid membranes //[Facing challenges and achieving success]: World Congress of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences '99: 59th International congress of FIP, Spain, Barcelona, 5-10 September 1999, P. 46.

61. Efficacy of Sufan in complex Treatment of Left Ventricular failure /[I. Nizhenkovskaya. E.Amosova, N.Gorchakova, I.Chekman, A.Potap-kov, F.Tkachenko] //[ Bridging Gaps - The Future of Clinical Pharmacy]: ESCP 28th European Symposium on Clinical Pharmacy, Germany, Berlin October 14-16 1999 - P.10А

62. Антиоксидантна дія амінокислот /[І.С.Чекман, Н.О.Горчакова, І. В. Ніженковська, М.О.Володій, С.А.Олійник, В.М. Бобков] //Сучасні проблеми клінічної фармакології та імунопрофілактики: Науково-практична мед.конференція, Київ 23 листопада 1999 р. - C.35-38.

63. Ніженковська І.В. Нове похідне краун-ефірів з кардіотонічною ак-тивністю /І.В.Ніженковська, І.С.Чекман // [Ефективні методи лікування захворювань серця, судин і інших органів]: Республ. Науко-во-практ. конф. з міжнар. участю, Вінниця 29-30.09.1999 р. - C.63.

64. Ніженковська І.В. Експериментальне обгрунтування застосування метаболітних лікарських засобів при пластичній серцево-судинній недостатності //Другий націон. конгрес ревматологів України, Київ, 16-19 вересня 1997 р.: матеріали конгресу - C.144 - 145.

65. Положительный инотропный эффект суфана на миокарде крыс и человека /Н.А.Горчакова, И.В.Ниженковская, А.И.Плиска, В.В. Бабак //IV Российский национ. конгресс: Человек и лекарство: Москва, 8-12 апреля 1997 г. Тезисы докладов - C.34.

66. Ниженковская И.В. Взаимодействие кардиотропных препаратов дигидропиридинового ряда с липидными компонентами мембран //IV Российский национ. конгресс: Человек и лекарство: Москва, 8-12 апреля 1997 г.: тезисы докладов - C.280.

67. Квантово-хімічні аспекти у механізмі дії лікарських препаратів фенілалкіламінового ряду /[І.В.Ніженковська, Н.О.Горчакова, М. М.Ільченко, Т.І. Клепа] //VI Конгрес СФУЛТ, Одеса, 9-14 вересня 1996 р.:тези доповідей - C.212.

Анотація

Ниженковська І.В. Біохімічні та мембранні механізми ушкодження міокарду за експериментальної серцевої недостатності та її корекції фізіологічно активними сполуками метаболічної дії. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора медичних наук за спеціальністю 14.01.32 - медична біохімія. - Національний медичний університет імені О.О.Богомольця, Київ, 2009.

В дисертаційній роботі представлені результати дослідження біохімічних, функціональних та ультраструктурних змін в міокарді за умов експериментальної серцевої недостатності, що була модельована введенням білим щурам-самцям лінії Вістар кардіотоксичного антрациклінового протипухлинного антибіотику рубоміцину.

Встановлено, що за умов інтоксикації рубоміцином в кардіоміоцитах розвиваються порушення біоенергетичних процесів, що проявляються зниженням вмісту нікотинамідних коферментів НАД+ і НАДФ+, резервів метаболічної енергії та макроергічних сполук - глікогену, креатинфосфату, АТФ. Спричинена ушкодженням серця рубоміцином кардіоміопатія супроводжується розвитком в міокарді, печінці та головному мозку щурів біохімічного синдрому оксидативного стресу, зменшенням активності антиоксидантної глутатіонової системи, зниженням вмісту арахідонової кислоти С20:4 та загальним зменшенням ПНЖК.

Було показано, що метаболітні кардіотоніки - похідне сукцинату та триптофану суфан і похідне урацилу карбіцил при введенні щурам з рубоміциновою кардіоміопатією суттєво зменшують вираженість порушень енергетичного обміну, корегують стан окисно-відновних процесів та ультраструктуру мітохондрій, підвищують вміст коферментів НАД+ та НАДФ+, збільшують рівень АТФ, КрФ, глікогену. Суфан та карбіцил суттєво корегують пероксидний гомеостаз в міокарді щурів, порушений в умовах серцевої недостатності, сприяють нормалізації показників глутатіонової АОС.

Досліджені мембранотропні та поверхнево-активні властивості суфану та інших метаболітних кардіотоників. В результаті вивчення методом флуоресцентного зондування взаємодії суфану з препаратами сарколеми кардіоміоцитів встановлено зниження за дії суфану мікров'язкості ліпідного бішару, виникнення в білках мембран конформаційних перебудов, зміни умов взаємодії білків мембрани з фосфоліпідним мікрооточенням. Методом спектрофотометричного титрування в УФ-ділянці та квантово-хімічними розрахунками визначені енергетичні параметри утворення комплексів досліджуваних ФАС з біомолекулами. Проаналізоване біохімічне та фармакологічне значення комлексоутворення препаратів суфану та карбіцилу з життєво важливими біолігандами.

Ключові слова: серцева недостатність, рубоміцин, метаболітні кардіотоніки, суфан, карбіцил, пероксидне окислення ліпідів, біомембрани, комплексоутворення.

Аннотация

Ниженковская И.В. Биохимические и мембранные механизмы повреждения миокарда при экспериментальной сердечной недостаточности и его коррекции физиологически активними соединениями метаболитного действия. - Рукопись.

Дисертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук по специальности 14.01.32 - медицинская биохимия. - Национальный медицинский университет имени А.А.Богомольца, Киев, 2009.

В диссертационной работе представлены результаты исследо-вания биохимических, функциональных и ультраструктурных изменений в миокарде в условиях экспериментальной сердечной недостаточности, моделированной введением белым крысам-самцам линии Вистар кардиотоксического противоопухолевого антибіотика рубомицина (доксорубицина).

Установлено, что в условиях интоксикации рубомицином в кардиомиоцитах развиваются ультраструктурные изменения в митохондриях, актомиозиновой сократительной ситеме и нарушения биоэнергетических процессов, проявляющиеся снижением содер-жания никотинамидных коферментов НАД+ и НАДФ+, резервов метаболической энергии и макроэргических соединений - гликогена, креатинфосфата, АТФ. Вызванная интоксикацией рубомицином кардиомиопатия сопровождается развитием в миокарде, печени и головном мозге биохимического синдрома оксидативного стресса, уменьшением активности антиоксидантной глутатионовой системы, снижением содержания арахидоновой кислоты С20:4 и общим уменьшением ПНЖК.

Было показано, что метаболитные кардиотоники - производное сукцината и триптофана суфан и производное урацила карбицил при введении животным с рубициновой кардиомиопатией ослабляют выраженность нарушений энергетического обмена, коррегируют состояние окислительно-восстановительныхх процессов и ультра-структуру митохондрий, повышают внутриклеточную концентрацию коферментов НАД+ и НАДФ+, увеличивают уровни АТФ, КрФ и гликогена. Суфан и карбицил существенно коррегируют пероксидный гомеостаз в миокарде крыс, нарушенный в условиях сердечной недостаточности, способствуют нормализации показателей глутатионовой АОС.

Исследованы мембранотропные и поверхностно-активные свой-ства суфана и других метаболитных кардиотоников. В результате использования метода флуоресцентного зондирования связывания суфана с препаратами сарколеммы кардиомиоцитов установлено снижение под влиянием суфана микровязкости липидного бислоя, появления в белках мембран конформационных перестроек, изменение условий взаимодействия мембранних белков с фосфо-липидным микроокружением. Методом спектрофотометрического титрования в УФ-области и квантово-химическими рассчетами определены энергетические параметры образования комплексов исследрванных ФАС с биомолекулами. Проанализировано биохимическое и фармакологическое значение комплексообразо-вания суфана и карбицила с биологически важными лигандами.

Ключевые слова: сердечная недостаточность, рубомицин, метаболитные кардиотоники, суфан, карбицил, пероксидное окисление липидов, биомембраны, комплексообразование.

Summary

Nizhenkovskaya I.V. Biochemical and membrane mechanisms of myocardial injury under experimental cardiac insufficiency and its correction by physiologically active substances of metabolic nature. - Manuscript.

The dissertation submitted for the Doctor of Medical Sciences Degree in speciality 14.01.32. - Medical Biochemistry. - O.O.Bogomolets National Medical University, Kyiv, 2009.

The dissertation presents the data of the investigation devoted to the biochemical and membrane mechanisms of experimental cardiac insufficiency in Wistar male rats resulted from myocardium cells damage by rubomycin (doxorubicin), anthracycline derived antitumor antibiotic, treatment.

It was shown that under rubomycin intoxication the severe biochemical, ultrastructural and functional alterations inside cardiomyocytes develop that are manifested by the mitochondrial oxidative reactions damage, nicotinamide coenzymes NAD+ and NADP+ as well as principal cardiac metabolic energy resources glycogen, creatine phosphate, ATP content and creatine kinase activity decrease. The rubomycin induced cardiac cells lesion also results in the oxidative stress development displayed by significant rise of lipoperoxidative processes that leads to the profound changes in polyunsaturated fatty acids composition, especially in arachidonic acid content, and glutathione antioxidant system functional activity decrease.

Introduction to the cardiac insufficiency rats of metabolic nature cardiotonics Sufan, succinate and tryptophan derivative, and crown-ether Сarbicyl, which is uracyl derivative, results in considerable amelioration of rubomycin induced cardiomyocytes metabolic and ultrastructural lesion. Under Suphan and Carbicyl treatment, essential correction of cellular bioenergetics, peroxidative reactions in membrane lipid matrix and glutathione antioxidant system activity takes place.

To elucidate the molecular mechanisms of Sufan and Carbicyl cardiac membranes protective efficiency, the physicochemical interactions between cardiotonic compounds and model phospholipid membranes were studied. The surface activity of L-, D- and D,L-Sufan was investigated, and the ability of Sufan isomers to monolayers formation was shown. The energy parameters of intermolecular complexes between Suphan, crown-ether derivatives and biomolecules, namely L-aminoacids and membrane phospholipids, were calculated. Interactions between myocardial sarcolemma membrane lipids and proteins and metabolic cardiotonics are thought to be of primary importance for the cardiotonic pharmacological activities of the latter.

Размещено на Allbest.ru