Интегральная оценка эффективности кислоты феруловой в условиях цитотоксического повреждения, вызванного -облучением и введением цитостатиков

В патогенезе большинства цитотоксических повреждений лежит механизм свободнорадикального перекисного окисления липидов (ПОЛ), результатом которого является массированное повреждение клеток и гибель организма. Радиационное поражение и воздействие цитостатиками являются факторами, провоцирующими развитие цитотоксического повреждения по данному механизму. В связи с этим для скрининговой оценки эффективности цитопротекторов можно использовать такие интегральные показатели, как выживаемость и динамика изменения массы тела животных при моделировании острой лучевой болезни и вы-сокодозной химиотерапии [1, 2].

Цель исследования: оценка влияния кислоты феруловой на выживаемость и динамику массы животных при облучении и введении противоопухолевых лекарственных препаратов.

В первой серии экспериментов в качестве цитотоксического агента использовали облучение γ-лучами. Для воспроизведения острой лучевой болезни общее равномерное облучение экспериментальных животных проводили на стандартной γ-терапевтической установке типа «АГАТ-С» (мощность 0,0171, поле 20х20, РИП 75 мм, источник Со⁶⁰) на базе Пятигорского онкологического центра. В предварительной серии опытов было установлено, что LD 50 в условиях данного эксперимента составляет 5,5 Гр [1]. Вовторой серии токсическое действие моделировали введением циклофосфамида (ЦФ) в дозе 200 мг/кг (LD 50 ) или

5-фторурацила в дозе 125 мг/кг (1/2 LD 50 ) [1]. Феруловую кислоту (ФК) вводили за 30 минут до облучения или воздействия цитостатиков. Обоснование использованных доз ФК будет приведено в ходе изложения материала.

В опытах первой серии использовали облучённых белых беспородных мышей-самцов массой 20-25 г. Животные были разделены на 6 групп (n=30). Первая группа получала ФК в дозе 50 мг/кг (ФК 50), вторая - ФК в дозе 100 мг/кг (ФК 100), третья – ФК в дозе 150 мг/кг (ФК 150), четвёртая – ФК в дозе 200 мг/кг (ФК 200), пятая – ФК в дозе 250 мг/кг (ФК 250), шестая – ФК в дозе 500 мг/кг (ФК 500). В отдельную группу были выделены мыши, не подвергавшиеся облучению и действию потенциальных радиопротекторов (биологический контроль). В качестве препарата сравнения использовался радиопротектор цистамин (бис-(β-ами-ноэтил) дисульфид) в дозах, аналогичных дозам ФК. Цистамин вводили за 30 минут до облучения.

Во второй серии экспериментов для оценки выживаемости использовали белых крыс обоего пола линии Wistar массой 160-180 г. Было проведено 2 подсерии экспериментов. Животные были разделены по 20 особей в каждой группе. В первой серии изучали влияние ФК в дозах 50, 100, 200, 300 мг/кг на выживаемость животных при введении ЦФ, во второй – при введении 5-фторурацила (5-ФУ). В качестве препаратов сравнения использовали мексидол в дозе 50 мг/кг и деринат в дозе 5 мг/кг. ФК и мексидол вводили за 30 мин до введения цитостатиков, аналогично режиму при облучении, а деринат через 24 часа после введения цитостатиков, основываясь на показаниях к применению данного препарата. За животными наблюдали в течение 30 дней с ежедневной регистрацией погибших. Результаты изучения выживаемости животных при облучении представлены на рис. 1, 2.

Из данных, приведенных на рис. 1 и 2 видно, что при однократном общем облучении ФК проявляла протекторные свойства в разрезе доз 50-200 мг/кг. Наиболее оптимальный радиопротекторный эффект наблюдался в дозе 200 мг/кг. Повышение дозы выше 200 мг/кг приводило к снижению эффекта. Цистамин проявлял протекторные свойства в разрезе доз от 50 до 150 мг/кг. Оптимальная доза препарата сравнения цистамина составляет 100 мг/кг массы животного.

Рис. 1. Выживаемость животных при однократном общем облучении γ-лучами 5,5 Гр (LD 50 ) на фоне действия ФК

Рис. 2. Выживаемость животных при однократном общем облучении γ-лучами 5,5 Гр (LD 50 ) на фоне действия цистамина

При цитотоксическом воздействии ЦФ и 5-ФУ максимальная выживаемость животных наблюдалась на фоне действия ФК в дозах 50, 100 и 200 мг/кг. ФК не уступала по данному показателю мексидолу и значительно превосходила деринат при введении 5-ФУ, где выживаемость фактически сравнялась с контрольными показателями (рис. 3, 4). Дальнейшее увеличение дозы ФК до 300 мг/кг привело к снижению выживаемости животных практически до контрольных значений в обеих сериях эксперимента. Результаты опытов показали, что в условиях цитотоксического повреждения, вызванного однократным общим облучением и введением массированных доз цитостатиков, ФК способствует увеличению процента выживших животных в диапазоне доз от 50 до 200 мг/кг.

Для дальнейших исследований в сериях экспериментов, где повреждающим агентом служили цитостатики, были отобраны дозы ФК 50, 100 и

200 мг/кг, а при однократном общем облучении доза 200 мг/кг. Дозы были выбраны как наиболее эффективные по результатам скрининга. В качестве препаратов сравнения при облучении использовали цистамин в дозе 100 мг/кг, при поражении цитостатиками – мексидол (50 мг/кг) и деринат (5 мг/кг).

В связи с высокой скоростью пролиферации тканей органы желудочно-кишечного тракта являются чувствительными к воздействию облучения и цитостатиков, поэтому одним из интегральных показателей цитопротекторной активности ФК является изучение динамики изменения массы тела животных в период развития интоксикации. Данные изменения на фоне общей интоксикации, вызванной воздействием цитотоксических агентов, приводят к резкому падению массы тела животных (рис. 5-7).

Рис. 3. Влияние ФК на выживаемость животных при введении циклофосфамида в сравнении с мексидолом и деринатом

Рис. 4. Влияние ФК на выживаемость животных при введении 5-фторурацила в сравнении с мек-сидолом и деринатом

При однократном общем облучении ФК способствовала увеличению массы тела животных равномерно на всем протяжении эксперимента, достигнув достоверных различий с контрольной группой на 28-й день (р<0,05). В группе цистамина достоверных различий на всем протяжении эксперимента не наблюдалось (р>0,05). При введении ЦФ падение массы тела животных в опытных группах уже на 1-й неделе наблюдения было значительно менее выражено, чем в группах контроля. Далее масса тела имела тенденцию к восстановлению до значений, наблюдаемых в группе биологического контроля. Общий привес к концу наблюдаемого периода достоверно превышал контрольные значения (рис. 6).

Известия Самарского научного центра Российской академии наук, том 16, №5(2), 2014

При введении 5-ФУ наблюдалась схожая тенденция, однако наиболее эффективными оказались результаты в группе, получавшей ФК в дозе 100 и 200 мг/кг. Достоверных отличий от группы мексидола не зафиксировано. Деринат по данному показателю оказался менее активным, чем ФК как при введении ЦФ, так и 5-ФУ (рис. 6, 7).

Рис. 5. Масса животных после облучения гамма-лучами в дозе 5,5 Гр (n=10)

□ 7-й день □ 14-й день Q21-й день Ш 28-й день

Фон Контроль ФК 50 ФК 100 ФК 200 Мексидол Деринат

Рис. 6. Влияние ФК на динамику изменения массы тела животных при введении циклофосфамида в сравнении с мексидолом и деринатом (n=10)

■7-йдень и14-идень 021-йдень 128-идень

Фон Контроль ФК 50 ФК 100 ФК 200 Мексидол Деринат

Рис. 7. Влияние ФК на динамику изменения массы тела животных при введении 5-фторурацила в сравнении с мексидолом и деринатом (n=10)

Выводы: совокупность полученных экспериментальных данных позволяет предположить высокую эффективность кислоты феруловой в условиях экстремальных цитотоксических повреждений, вызванных радиационным повреждением и воздействием высоких доз цитостатиков.