Изучение кардиопротекторной эффективности комбинации производных пиримидина и 3-гидроксипиридина при противоопухолевой химиотерапии в эксперименте

Введение. Противоопухолевые антибиотики широко используются в современной онкологической практике. При лечении этими препаратами важным дозолимитирующим фактором является кардиотоксичность. Каждый антрациклинсодержащий цикл вызывает определенное и в значительной степени необратимое повреждение миокарда на молекулярном и ультраструктурном ¹уровне, которое проявляется при аккумулировании повреждений после нескольких курсов лечения [1]. Существенным фактором повышения риска кардиотоксичности антрациклинов является комбинированная химиотерапия с другими цитостатиками, и в первую очередь с таксанами [2, 3]). Известно, что в значительной мере кардиотоксичность антрациклинов определяют свободные радикалы. Для предотвращения повреждающего действия свободных радикалов применяют дексразоксан (кар-диоксан) [4], однако для него не определены четкие показания и схемы назначения [5]. Американское общество клинической онкологии не одобряет регулярного использования дексразоксана при химиотерапии антрациклинами, за исключением ситуаций, когда их кумулятивная доза приближается к 300 мг/ м² или превышает ее [6]. Существенным фактором, сдерживающим применение кардиоксана, является его высокая стоимость. В условиях злокачественного опухолевого процесса развивающаяся анемия может усугубить гипоксическое повреждение кардиомиоцитов. Использование методов локальной гипотермии зоны ишемии миокарда повышает ее устойчивость к гипоксии, предотвращая повреждение клеток [7, 8]. В связи с техническими сложностями таких методов широкое распространение в коррекции гипоксических повреждений получило использование антиги-поксантов и антиоксидантов. В проведенных ранее исследованиях показано кардиопротекторное действие мексидола и 3-оксипиридинацетилцистеината в виде предупреждения развития брадикардии, ограничения роста дисперсии интервала QT и снижения интенсификации процессов липопероксидации в миокарде экспериментальных животных при введении доксорубицина [9].

Цель: изучение влияния сочетанного применения производных пиримидина и 3-гидроксипиридина — ксимедона и мексидола в сравнении с кардиоксаном на биоэлектрическую активность миокарда и уровень артериального давления у крыс с карциномой Walker-256 при химиотерапии доксорубицином и паклитакселом.

Материал и методы. 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.

Исследование проводили на 14-е и 22-е сутки эксперимента. У 6–9 животных из каждой группы в указанные сроки под общей анестезией тиопенталом натрия (50 мг/кг) регистрировали ЭКГ в трех стандартных отведениях в течение 3 минут с помощью полифункционального комплекса Biopac Systems MP 150 (Biopac System Inc., США) и компьютера Intel с использованием пакета прикладных программ компании Biopac System Inc. (США). При анализе ЭКГ определяли следующие показатели: частоту сердечных сокращений (ЧСС), продолжительность интервала PQ, комплекса QRS, амплитуду зубца R, положение сегмента ST, амплитуду зубца T, дисперсию интервала QT (QTd), а также дисперсию интервала QT, корригированную по частоте сердечных сокращений (QTdc). Систолическое артериальное давление (САД) и диастолическое артериальное давление (ДАД) измеряли с использованием неинвазивного датчика измерения кровяного давления у мелких животных на хвосте Doc-NIBP200A, производства Biopac System Inc., США.

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. Частоты признаков сравнивались с использованием критерия χ2. Различия считали достоверными при p<0,05.

Результаты. Во всех экспериментальных группах ЧСС, продолжительность интервала PQ и комплекса QRS не претерпевали достоверных изменений ни на 14-е, ни на 22-е сутки эксперимента по сравнению с интактными животными. В контрольной группе лишь на 22-е сутки опыта отмечались изменения биоэлектрической активности миокарда — снижение амплитуды зубца R на 21 %, увеличение QTd и QTdc на 23,6 и 30,3% соответственно по отношению к интактной группе (р<0,05, табл. 2).

В группе с монотерапией доксорубицином уже на 14-е сутки регистрировалось достоверное увеличение QTd на 50,9% и QTdc на 46% по сравнению с интактными животными. Эти изменения сохранялись и на 22-е сутки эксперимента. В отличие от контрольной группы, при использовании доксорубицина снижения амплитуды зубца R не отмечалось. Однако и на 14-е, и на 22-е сутки эксперимента у 20% животных развивалось изменение хода реполяризации с элевацией сегмента ST.

Сочетанная химиотерапия доксорубицином и паклитакселом сопровождалась достоверным снижением амплитуды зубца R на 22,4% по сравнению с интактными животными как на 14-е, так и на 22-е сутки исследований. QTd и QTdc увеличивались на 14-й день наблюдений на 90% по отношению к интактным крысам, при этом показатель QTdc достоверно превышал таковой и в группе с монотерапией доксорубицином на 30,8% (см. табл. 2). У 50% животных в этой группе регистрировались уплощение зубца Т и/ или элевация сегмента ST (р<0,05). К 22-м суткам эксперимента показатели QTd и QTdc превышали таковые не только у интактных животных (на 71,8 и 67,4%), но и в контрольной группе на 39 и 28,4%

Таблица 1

Группы животных	Режим эксперимента
Интактные животные (n=7) 1) опухолевый штамм W-256 (контроль) (n=12)	Опухолевые клетки W-256 не вводили, лекарственная терапия не проводилась 1·106 опухолевых клеток W-256 под кожу хвоста
2) 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) 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)    W-256, доксорубицин, паклитаксел, ксимедон 100 мг/кг — W-256+ДР+ПТ+Ксимедон (n=14) 5)    W-256, доксорубицин, паклитаксел, мексидол 50 мг/кг — W-256+ДР+ПТ+мексидол (n=13)	Так же, как и в 3-й группе, ксимедон внутримышечно в дозе 100 мг/кг ежедневно, начиная с 11-х суток эксперимента, 10 суток 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) 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) W-256, доксорубицин, паклитаксел, мекси-дол 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

Дизайн исследований

Таблица 2

Влияние ксимедона и мексидола на биоэлектрическую активность миокарда у крыс с карциномой Walker-256 при химиотерапии доксорубицином и паклитакселом (M±m)

Группы животных / Сроки исследования		Показатель
		ЧСС, уд/мин	Амплитуда зубца R, мВ	QTd, мc	QTdc, мс
Интактные		388,4±14,5	0,85±0,03	11,0±0,7	0,89±0,06
1) W-256 (контроль)	14-е сутки	409,3±12,6	0,73±0,06	13,7±1,2	1,13±0,1
	22-е сутки	426,0±25,7	0,67±0,05 р1<0,05	13,6±0,6 р1<0,05	1,16±0,07 р1<0,05
2) W-256+ДР	14-е сутки	385,0±18,9	0,8±0,05	16,6±0,9 р1<0,001	1,3±0,07 р1<0,001
	22-е сутки	358,4±32,2	0,86±0,06 р2<0,05	16,4±1,9 р1<0,01	1,3±0,2 р1<0,05
3) W-256+ДР+ПТ	14-е сутки	387,1±18,1	0,66±0,05 р1<0,01	20,9±1,4 р 1,2 <0,01	1,7±0,1 р1,2,3<0,05
	22-е сутки	372,5±9,3	0,67±0,06 р1<0,05	18,9±0,9 р1,2<0,001	1,49±0,07 р 1,2 <0,01
4) W-256+ДР+ПТ+ ксимедон	14-е сутки	335,3±23,8	0,96±0,1 р4<0,05	15,0±0,7 р 1,4 <0,01	1,11±0,06 р1,3,4<0,05
	22-е сутки	350,7±11,0	0,79±0,04	17,0±1,4 р1,2<0,05	1,28±0,1 р1<0,05
5) W-256+ДР+ПТ+ мексидол	14-е сутки	351,3±17,5	1,01±0,1 р4<0,01	14,3±0,4 р1,3,4<0,05	1,1±0,05 р1,3,4<0,05
	22-е сутки	373,4±23,7	0,81±0,1	13,8±0,6 р1,4<0,05	1,09±0,05 р 1,4 <0,05
6) W-256+ДР+ПТ+ карди-оксан	14-е сутки	314,2±33,4	0,94±0,02 р2,3,4<0,05	15,0±0,8 р1,4<0,01	1,07±0,06 р 3,4 <0,05
	22-е сутки	347,2±21,6	0,8±0,02 *	13,8±1,05 р 1,4 <0,05	1,04±0,06 р4<0,001
7) W-256+ДР+ПТ+ ксимедон+мексидол	14-е сутки	351,8±10,7	0,87±0,13	13,3±0,6 р1,3,4<0,05	1,02±0,05 р 3,4 <0,01
	22-е сутки	347,6±16,8	0,9±0,05 р 2,4 <0,05	13,7±0,6 р1,4<0,05	1,04±0,06 р4<0,001

Примечание:р1 — достоверность различий рассчитана по отношению к интактным животным; р2 — к группе 1; р3 — к группе 2; р4 — к группе 3; * — статистически значимые различия в группе на 22-е сутки по отношению к 14-м суткам, р<0,05.

Таблица 3

Влияние ксимедона и мексидола на уровень систолического и диастолического артериального давления у крыс с карциномой Walker-256 при химиотерапии доксорубицином и паклитакселом (M±m)

Группы животных / Сроки исследования		Показатель
		САД, мм. рт. ст.	ДАД, мм. рт. ст.
Интактные		119,8±6,3	70,4±4,2
1) W-256 (контроль)	14-е сутки	106,8±3,5	66,3±5,93
	22-е сутки	102,8±10,3	62,4±6,9
2) W-256+ДР	14-е сутки	139,4±11,9 р2<0,05	87,2±9,75
	22-е сутки	109,8±16,5	73,2±17,1
3) W-256+ДР+ПТ	14-е сутки	123,1±7,05	80,7±4,8
	22-е сутки	97,2±7,6 р1<0,05	61,7±6,94
4) W-256+ДР+ПТ+ ксимедон	14-е сутки	122,3±9,7	80,0±9,07
	22-е сутки	133,2±9,7 р4<0,05	84,3±11,2
5) W-256+ДР+ПТ+ мексидол	14-е сутки	101,2±7,4 р3<0,05	60,0±2,3 р 3,4 <0,05
	22-е сутки	117,4±8,8	73,0±5,3
6) W-256+ДР+ПТ+ кардиоксан	14-е сутки	110,5±8,6	69,8±5,3
	22-е сутки	109,2±7,1	73,2±6,6
7) W-256+ДР+ПТ+ ксимедон+мексидол	14-е сутки	100,7±9,6 р 2,3 <0,05	63,0±7,4
	22-е сутки	131,5±6,6 р4<0,01	75,0±7,15

Примечание:р1 — достоверность различий рассчитана по отношению к интактным животным; р2 — к группе 1; р3 — к группе 2; р4 — к группе 3; * — статистически значимые различия в группе на 22-е сутки по отношению к 14-м суткам, р<0,05.

соответственно (р<0,01). Нарушения процессов реполяризации и элевация сегмента ST отмечались у 44% животных (р<0,05).

В группе с полихимиотерапией и ксимедоном амплитуда зубца R не отличалась от таковой у интактных животных как на 14-е, так и на 22-е сутки эксперимента. Показатели QTd и QTdc на 14-е сутки уменьшались на 28 и 34,7% соответственно (р<0,05) по отношению к 3-й группе (ДР+ПТ), однако превышали таковые у интактных животных на 36,4 и 24,7% (см. табл. 2). Однако на 22-е сутки наблюдения показатели QTd и QTdc уже не отличались от соответствующих значений в 3-й группе и превышали таковые у интактных животных на 54,5 и 43,8% соответственно. У 17% животных на 14-е сутки опыта отмечалась ранняя реполяризация желудочков, а на 22-е сутки у 29% крыс регистрировались уплощение зубца Т и депрессия сегмента ST.

В группе с полихимиотерапией и мексидолом амплитуда зубца R, как и в группе с ксимедоном, не отличалась от таковой у интактных животных в течение всего периода наблюдения. QTd и QTdc на 14-е сутки уменьшались на 31,6 и 35,3% соответственно (р<0,05) по отношению к 3-й группе (ДР+ПТ) и превышали таковые у интактных животных на 30 и 23,6%. На 22-е сутки эксперимента показатели QTd и QTdc оставались достоверно меньше таковых в 3-й группе на 27 и 26,8% соответственно, в отличие от группы с ксимедоном (см. табл. 2). Сопутствующие изменения на ЭКГ отмечались у 17% животных на 14-е сутки исследования в виде ранней реполяризации жулудоч-ков, на 22-е сутки — у 33% крыс в виде уплощения зубца Т или депрессии сегмента ST.

В группе с полихимиотерапией и препаратом сравнения кардиоксаном амплитуда зубца R не отличалась от соответствующего показателя у интактных животных. QTd уменьшалась на 14-е и 22-е сутки наблюдения на 28,2 и 27% соответственно по отношению к 3-й группе, оставаясь достоверно выше, чем у интактных животных, а QTdс — на 37 и 30,2%, не отличаясь от показателя интактных крыс. При этом на 14-е сутки исследования у 17% животных отмечалась элевация сегмента ST, а на 22-е сутки — у 50% крыс регистрировались депрессия сегмента ST и/или уплощение зубца Т (р<0,05).

В группе с полихимиотерапией и комбинацией ксимедона и мексидола амплитуда зубца R также не отличалась от соответствующего показателя у интактных животных. QTd уменьшалась на 14-е и 22-е сутки наблюдения на 36,4 и 27,5% соответственно по отношению к 3-й группе, оставаясь достоверно выше, чем у интактных животных, а QTdс — на 40 и 30,2%, не отличаясь от показателя интактных крыс (см. табл. 2). При этом депрессия сегмента ST отмечалась только на 22-е сутки исследования у 14% животных (на 30,4% меньше, чем в 3-й группе, р<0,05). Изменений зубца Т не возникало.

Уровень САД и ДАД на 14-е сутки эксперимента не претерпевал статистически значимых изменений по сравнению с интактными животными. На 22-е сутки опыта уровень САД достоверно снижался лишь в 3-й группе (ДР+ПТ) по отношению к интактным животным на 19% (р<0,05, табл. 3). В других экспериментальных группах ни САД, ни ДАД не отличалось от показателей интактных крыс.

Обсуждение. Снижение амплитуды зубца R и увеличение показателей QTd и QTdc в контрольной группе на 22-е сутки эксперимента, вероятно, являлось отражением общих нарушений гомеостаза и развития синдрома эндогенной интоксикации, сопровождающих опухолевую прогрессию. Полихимиотерапия ДР и ПТ сопровождалась усилением кардиотоксических проявлений уже на 14-е сутки эксперимента в виде нарастания явлений электрической нестабильности миокарда, снижения систолического эффекта сердца (уменьшение амплитуды зубца R, а на 22-е сутки — и систолического артериального давления), развития нарушений реполяризации и метаболических нарушений в миокарде по ишемическому типу в виде снижения амплитуды зубца Т, элевации сегмента ST. Эти изменения сохранялись и на 22-е сутки эксперимента. Ксимедон и мексидол при раздельном их применении в сопоставимой друг с другом, а также кардиоксаном степени снижали кардиотоксичность химиотерапии на 14-е сутки эксперимента, что проявлялось уменьшением электрической нестабильности миокарда в виде снижения QTd и QTdc, нормализацией систолического эффекта сердца и уменьшением частоты развития метаболических изменений в миокарде по ишемическому типу. Эти результаты согласуются с данными о высокой эффективности производных 3-гидроксипиридина в ограничении развития электрической нестабильности миокарда у животных на модели доксорубициновой кардиомиопатии [10]. В группе с комбинацией ксимедона с мексидолом на фоне аналогичных изменений в показателях QTd, QTdc, амплитуды R, нарушения процессов реполяризации и признаки ишемии миокарда отсутствовали. При дальнейшем наблюдении, на 22-е сутки эксперимента, ксимедон уступал мексидолу в снижении QTdc, а мексидол — кардиоксану. Однако в группе с кардиоксаном, несмотря на это, у 50% животных отмечались нарушения реполяризации и метаболические сдвиги в миокарде по ишемическому типу. В группе с сочетанным применением ксимедона и мек-сидола, как и в группе с кардиоксаном, показатель QTdc снижался более эффективно, чем при использовании ксимедона и мексидола по отдельности. При этом лишь у 14% животных отмечались признаки ишемии миокарда. Полученные нами данные служат экспериментальным обоснованием дальнейшего детального изучения кардиопротекторной эффективности производных 3-гидроксипиридина в комбинации с ксимедоном при проведении противоопухолевой химиотерапии.

Заключение. Таким образом, комбинированное применение ксимедона и мексидола оказалось наиболее эффективным в снижении кардиотоксичности противоопухолевой химиотерапии, чем исполь- зование их по отдельности, а также кардиоксана. Кардиопротекторный эффект выражался в более эффективном ограничении развития электрической нестабильности миокарда, предупреждении снижения систолического эффекта сердца и уменьшении частоты развития метаболических нарушений в миокарде по ишемическому типу.