Исследование влияния новых производных 3-гидроксипиридина и препаратов сравнения на выживаемость и некоторые биохимические показатели крови белых крыс при экспериментальном диабете

Сахарный диабет (СД) 2 типа является самой распространенной эндокринной патологией. Несмотря на про-тиводиабетическую терапию, ежегодно увеличивается число лиц, имеющих осложнения. Применяемые в настоящее время лекарственные препараты не решают данную проблему, поэтому актуален поиск новых противодиабетических соединений.

Обзор литературы

По определению экспертов ВОЗ, «сахарный диабет – проблема всех возрастов и народов» [1]. Распространенность СД среди населения различных стран колеблется от 2 до 6 %. В Российской Федерации на официальном учете Medical sciences состоит около 8 млн больных диабетом. В 2000 г. в мире насчитывалось 175 млн больных СД, в 2010 г. – уже 239,3 млн, или 3 % населения Земли.

Смертность больных СД в несколько раз выше смертности в общей популяции [2–4]. В большинстве случаев причиной смерти больных СД являются ангиопатии, а именно кардиоваскулярные и цереброваскулярные расстройства [5]. Повышенным АД страдают до 80 % больных СД [6–8]. У лиц, имеющих другой отягощающий фактор СД – артериальную гипертензию, значительно снижается качество жизни (и на 1/3 – продолжительность), повышается риск преждевременной смерти [9]. Также среди больных СД в 2–4 раза выше риск развития ишемической болезни сердца; в 6–10 раз – острого инфаркта миокарда (ИМ); 4–7 раз – мозговых инсультов [10–11].

Стоимость лекарственного обеспечения больного с СД 1 типа составляет в среднем 715 долл., а 2 типа – около 200 долл. в год. Лечение пациента с тяжелыми осложнениями, с учетом лекарственного обеспечения и стоимости амбулаторной и стационарной помощи, обходится в 1,5 млн долл. в год. В связи с высоким риском развития серьезных осложнений, приводящих к ранней инвалидизации и преждевременной смерти, а также высокой стоимостью лечения и реабилитации больных, СД в недалеком будущем может стать главной медико-социальной проблемой во всех странах мира [12].

Значимым фактором, участвующим в формировании осложнений при СД, являются нарушения липидного обмена – дислипидемии [13].

В свою очередь гиперхолестеринемия (в сочетании с гипергликемией) способствует повышению уровня окислительного стресса при снижении активности антиоксидантной защиты. Возникающий при СД окислительный стресс способствует нарушению эндотелиальной функции сосудов, приводя к ухудшению их релаксации и тканевой перфузии, развитию гипоксии. Таким образом, метаболические нарушения и активация перекисного окисления липидов и обуславливают развитие диабетических осложнений (нефропатий, ретинопатий, нейропатий и др.) [14].

Учитывая важную роль активации перекисного окисления липидов в патогенезе СД и его осложнений, важным компонентом комбинированной терапии данной патологии являются препараты с антиоксидантной активностью. В ходе ряда клинических исследований был установлен положительный эффект препаратов такого типа действия, в частности производных 3-гидроксипиридина (3-ГП) – мексидола и эмоксипина [5; 15–19].

Фармакологические эффекты новых соединений из группы 3-ГП (фумарата 3-ГП и никотината 3-ГП) изучены недостаточно, что и послужило стимулом для проведения данного исследования.

Материалы и методы

С целью моделирования экспериментального диабета белым нелинейным крысам вводили однократно внутрибрюшинно аллоксан в дозе 135 мг/кг. Аллоксановый диабет отягощали ежедневным введением холестерина в дозе 40 мг/кг и витамина D в дозе 7 500 ЕД/кг per os в течение 14 дней. Летальность при моделировании аллоксанового диабета с экзогенной гиперхолестеринемией составила 38 %. Спустя 14 дней после введения аллоксана, с ежедневным отягощением экзогенным холестерина и эргокальциферорола, подопытные животные были разделены на 10 групп по 5–6 крыс в каждой. Первую группу составили интактные крысы; 2-я являлась контрольной (крысы с моделированным диабетом и гиперхолестеринемией, которым перорально в течение 14 дней вводили 0,9 % раствор NaCl в дозе 0,1 мл); крысы 3-й группы получали первое исследуемое соединение (фумарат 3-ГП) в дозе 25 мг/кг per os (5 % от ЛД50 ); крысам 4-й группы вводили фумарат 3-ГП в дозе 50 мг/кг per os (10 % от ЛД50 ); крысы 5-й группы получали первый препарат сравнения (мексидол) в дозе 25 мг/кг в/м; 6-й – мексидол в большей дозе (50 мг/кг) в/м; 7-й – второе исследуемое соединение (никотинат 3-ГП) в дозе 50 мг/кг per os; 8-й – второй препарат сравнения (симвастатин) в дозе 1 мг/кг per os; 9-й – никотинат 3-ГП в дозе 50 мг/кг per os в комбинации с симвастатином в дозе 1 мг/кг per os; 10-й – третий препарат сравнения (никотиновую кислоту) в дозе 25 мг/кг per os.

Исследуемые соединения фумарат 3-ГП и никотинат 3-ГП были синтезированы на кафедре органической химии ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» доцентом А. В. Семеновым. Препараты сравнения были приобретены в аптечной сети.

Все манипуляции с использованием лабораторных животных проводились с соблюдением «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных».

Содержание глюкозы в сыворотке крови белых крыс определялось глю-козоксидазным методом с помощью стандартных наборов реактивов. Исследование показателей липидного обмена проводилось на электронном фотоэлектроколориметре ERMA, также с использованием стандартных наборов реактивов.

Результаты исследования

Летальность лабораторных животных в группах существенно отличалась: в контрольной группе она составила 40 %; в группе, получавшей никотиновую кислоту, – 50 %; в группе, получавшей симвастатин, – 20 %; в группах, получавших никотинат 3-ГП, никотинат 3-ГП + симвастатин,

MORDOVIA UNIVERSITY BULLETIN фумарат3-ГП, мексидол, и среди интактных животных – 0 %.

Моделирование экспериментального диабета введением аллоксана, экзогенного холестерина и витамина D сопровождалось достоверным повышением уровня глюкозы: 4,33 ± 0,42 ммоль/л – у интактных крыс и 17,9 ± 2,19 ммоль/л – в группе контроля. Достоверное снижение уровня глюкозы в сыворотке крови наблюдалось в нескольких группах: в группе крыс, получавших фумарат 3-ГП в дозе 50 мг/кг per os, уровень глюкозы составил 8,4 ± 0,4 ммоль/л; в группе получавших комбинацию симвастатин + никотинат 3-ГП – 9,04 ± 2,11 ммоль/л; в группе получавших никотинат 3-ГП – 10,36 ± 1,31 ммоль/л; в группах получавших никотиновую кислоту, симвастатин и мексидол, наблюдалось снижение уровня глюкозы, однако изменения носили недостоверный характер (рис. 1)

1 – Фумарат 3-ГП 25 мг/кг per os / Fumarate 3-HP 25 mg/kg per os

2 – Фумарат 3-ГП 50 мг/кг per os / Fumarate 3-HP 50 mg/kg per os

3 – Мексидол 25 мг/кг в/м / Mexidol 25 mg/kg intramuscularly

4 – Мексидол 50 мг/кг в/м / Mexidol 50 mg/kg intramuscularly

5 – Никотинат 3-ГП 50 мг/кг per os / Nicotinate 3-HP 50 mg/kg per os

6 – Симвастатин 1 мг/кг per os / Simvastatin 1 mg/kg per os

7 – Никотинат 3-ГП 50 мг/кг per os + симвастатин 1 мг/кг per os / Nicotinate 3-HP 50 mg/kg per os + simvastatin 1 mg/kg per os

8 – Никотиновая кислота 50 мг/кг per os / Nicotinic acid 50 mg/kg per os

Р и с. 1. Уровень снижения гликемии исследуемыми соединениями и препаратами сравнения по отношению к контрольной группе животных

F i g. 1. Lowering blood glucose level test compounds and reference drug in relation to the control group

На фоне формирования аллоксанового диабета с экзогенной гиперхолестеринемией + витамин D наблюдался устойчивый рост уровня ОХ сыворотки крови животных из группы контроля. Рост составил 148 % по отношению к интактным крысам. Наибольшее достоверное снижение уровня ОХ наблю-

Том 26, № 2. 2016 далось на фоне монотерапии никотинатом 3-ГП и на фоне введения комбинации симвастатина и никотината 3-ГП (на 38 и 30 % соответственно), причем последняя приводила к более эффективному снижению ОХ. На фоне введения фумарата 3-ГП уровень ОХ также достоверно снижался на 32 % (табл. 1).

Т а б л и ц а 1

T a b l e 1

Уровень общего холестерина в сыворотке крови подопытных животных при экспериментальном аллоксановом диабете с экзогенной гиперхолестеринемией + витамин D

The level of total cholesterol in the blood serum of test animals

Серия / Series	Средний уровень ОХ, ммоль/л / Mean levels of total cholesterol, mmol/l (M ± m)	Степень достоверности (* – по отношению к интактным животным; ** – по отношению к контрольной группе) / The degree of veracity (*– with respect to intact animals; ** – relative to control)
Интактные крысы / Intact animals	1,44 ± 0,70
Контрольная группа / Сontrol	2,13 ± 0,50	р* < 0,05
Фумарат 3-ГП 25 мг/кг per os / Fumarate 3-HP 25 mg/kg per os	1,52 ± 0,10	р** < 0,05
Фумарат 3-ГП 50 мг/кг per os / Fumarate 3-HP 50 mg/kg per os	1,45 ± 0,02	р** < 0,05
Мексидол 25 мг/кг в/м / Mexidol 25 mg/kg intramuscularly	1,73 ± 0,20	р** > 0,05
Мексидол 50 мг/кг в/м / Mexidol 50 mg/kg intramuscularly	1,37 ± 0,15	р** > 0,05
Никотинат 3-ГП 50 мг/кг per os / Nicotinate 3-HP 50 mg/kg per os	1,32 ± 0,30	р** < 0,05
Симвастатин 1 мг/кг per os / Simvastatin 1 mg/kg per os	1,65 ± 0,20	р** < 0,05
Никотинат 3-ГП 50 мг/кг per os + симвастатин 1 мг/кг per os / Nicotinate 3-HP 50 mg/kg per os + simvastatin 1 mg/kg per os	1,50 ± 0,14	р** < 0,05
Никотиновая кислота 50 мг/кг per os / Nicotinic acid 50 mg/kg per os	1,60 ± 0,30	р** > 0,05

Уровень ТГ в сыворотке крови крыс на фоне экспериментального диабета был достоверно выше, чем у интактных крыс на 45 %. Наибольшее снижение ТГ происходило на фоне терапии никотиновой кислотой – на 42 % по отношению к контрольной группе. На фоне монотерапии симвастатином

уровень ТГ снижался на 21 % по отношению к контролю. Исследуемые соединения (никотинат 3-ГП, никотинат 3-ГП в комбинации с симвастатином и фумарат 3-ГП) привели к сопоставимому с симвастатином снижению уровня ТГ на 22, 15 и 26 % соответственно (табл. 2).

Т а б л и ц а 2

T a b l e 2

Уровень ТГ в сыворотке крови белых крыс при аллоксановом диабете с экзогенной гиперхолестеринемией + витамин D на фоне терапии исследуемыми соединениями и препаратами сравнения

The level of triacylglycerols in the blood serum of white rats with experimental diabetes

Серия / Series	Средний уровень ТГ, ммоль/л / Mean levels of triacylglycerols, mmol /l (M ± m)	Степень достоверности (*– по отношению к интактным животным; ** – по отношению к контролю; # – по отношению к группе мексидола в дозе 50 мг/кг; ^ – по отношению к группе симвастатина; & – по отношению к группе никотиновой кислоты) / The degree of veracity (*– with respect to intact animals; ** – relative to control; # – relative to mexidol 50 mg/kg; ^ – relative to simvastatin; & – relative to nicotinic acid)
1	2	3
Интактные крысы / Intact animals	0,56 ± 0,20
Контрольная группа / Сontrol	0,81 ± 0,30	р* < 0,001
Фумарат 3-ГП 25 мг/кг per os / Fumarate 3-HP 25 mg/kg per os	0,76 ± 0,04	р** < 0,05; p# > 0,05; p^ > 0,05; p& < 0,05
Фумарат 3-ГП 50 мг/кг per os / Fumarate 3-HP 50 mg/kg per os	0,60 ± 0,02	р** < 0,05; p# < 0,05; p^ > 0,05; p& < 0,05
Мексидол 25 мг/кг в/м / Mexidol 25 mg/kg intramuscularly	0,66 ± 0,05	р** > 0,05; p# > 0,05; p^ > 0,05; p& < 0,05

Oкончание табл. 2

End of table 2

1	2	3
Мексидол 50 мг/кг в/м / Mexidol 50 mg/kg intramuscularly	0,74 ± 0,07	р** > 0,05; p^ > 0,05; p& < 0,05
Никотинат 3-ГП 50 мг/кг per os / Nicotinate 3-HP 50 mg/kg per os	0,63 ± 0,03	р**<0,05; p# < 0,05; p^ < 0,05; p& < 0,05
Симвастатин 1 мг/кг per os / Simvastatin 1 mg/kg per os	0,64 ± 0,03	р** < 0,05; p# > 0,05; p& < 0,05
Никотинат 3-ГП 50 мг/кг per os + симвастатин 1 мг/кг per os / Nicotinate 3-HP 50 mg/kg per os + simvastatin 1 mg/kg per os	0,69 ± 0,05	р**<0,05; p# > 0,05; p^ < 0,05; p& < 0,05
Никотиновая кислота 50 мг/кг per os / Nicotinic acid 50 mg/kg per os	0,47 ± 0,07	р** < 0,05; p# > 0,05; p^ > 0,05

• 1    – Интактные животные / Intact animals

• 2    – Контрольная группа / Control

• 3    – Фумарат 3-ГП 25 мг/кг per os / Fumarate 3-HP 25 mg/kg per os

• 4    – Фумарат 3-ГП 50 мг/кг per os / Fumarate 3-HP 50 mg/kg per os

• 5    – Мексидол 25 мг/кг в/м / Mexidol 25 mg/kg intramuscularly

• 6    – Мексидол 50 мг/кг в/м / Mexidol 50 mg/kg intramuscularly

• 7    – Никотинат 3-ГП 50 мг/кг per os / Nicotinate 3-HP 50 mg/kg per os

• 8    – Симвастатин 1 мг/кг per os / Simvastatin 1 mg/kg per os

• 9    – Никотинат 3-ГП 50 мг/кг per os + симвастатин 1 мг/кг per os / Nicotinate 3-HP 50 mg/kg per os + simvastatin 1 mg/kg per os

• 10    – Никотиновая кислота 50 мг/кг per os / Nicotinic acid 50 mg/kg per os

Примечание: * – степень достоверности по отношению к интактным животным; ** – степень достоверности по отношению к группе контроля / Note: *– degree of veracity with respect to intact animals; ** – degree of veracity relative to control)

Р и с. 2. Влияние новых производных 3-ГП и препаратов сравнения на уровень ЛПНП, ЛПОНП и ЛПВП в сыворотке крови белых крыс при аллоксановом сахарном диабете и экзогенной гиперхолестеринемии

F i g. 2. Impact of new derivatives 3-HP and comparator drugs on LDL-CHOL, VLDL, HDL-CHOL in the blood serum of white rats with experimental diabetes

Новые производные 3-ГП (никотинат 3-ГП, никотинат 3-ГП в комбинации с симвастатином, а также фумарат 3-ГП) вызвали достоверное снижение холестерина ЛПНП на 63, 57 и 58 % соответственно. В группе животных, получавших монотерапию симвастатином, наблюдалось снижение уровня холестерина ЛПНП на 43 % по отношению к контрольной группе. Уровень холестерина ЛПНП в сыворотке крови белых крыс, получавших никотиновую кислоту, был ниже, чем в контрольной группе, на 33 %.

Данные по изменению уровней холестерина ЛПВП и ЛПОНП в группах отличались и были недостоверны (рис. 2).

Обсуждение и заключения

Таким образом, исследуемые нами соединения (фумарат 3-ГП и никотинат 3-ГП в дозах 50 мг/кг) проявляют выраженную метаболическую активность, достоверно снижая уровень глюкозы, ОХ, ТГ и холестерина ЛПНП. Именно этот факт, очевидно, обуславливает отсутствие летальности в группах крыс, получавших исследуемые соединения на модели аллоксанового диабета с экзогенной гиперхолестеринемией. В связи с этим перспективным представляется дальнейшее изучение новых соединений из группы 3-ГП в качестве корректоров метаболических нарушений при СД.

Поступила 18.01.2016; принята к публикации 10.03.2016; опубликована онлайн 20.06.2016

S ubmitted 18.01.2016; accepted for publication 10.03.2016; published online 20.06.2016