Mексидол и гепатит: результаты в эксперименте и перспективы в клинике

Опубликовано в журнале:
Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2006, приложение 1

Н.Ф.Фаращук ГОУ ВПО Смоленская государственная медицинская академия

Изучено влияние мексидола в разных дозах в динамике развития экспериментального токсического гепатита по показателям процессов гидратации и свободнорадикального окисления в крови и ткани печени. Установлен положительный и дозозависимый эффект мексидола на изучаемые физико-химические процессы в крови и ткани печени в эксперименте, теоретически обосновано его применение у больных диффузионными заболеваниями печени.

Ключевые слова: гепатология, интоксикация, свободнорадикальные процессы, мексидол

Глобальное изменение экологии и повышение агрессивности вирусных и микробных агентов во всем мире приводит к росту острых и хронических диффузных заболеваний печени (ХДЗП) [21]. При патологии печени независимо от этиологии ведущим патоморфологическим синдромом является цитолиз, обусловленный повышением проницаемости и/или разрушением мембран гепатоцитов и их органелл. Это объясняет необходимость изучения клеточно-молекулярных звеньев патогенеза и поиска лекарственных препаратов, способных защищать клетку и увеличивать ее жизнеспособность.

Для коррекции цитолитического синдрома в настоящее время считают целесообразным включать в современную фармакотерапию ХДЗП препараты, обладающие мембраностабилизирующим действием, например, синтетические антиоксиданты. Одним из перспективных препаратов данной группы является мексидол. Он ингибирует процессы свободнорадикального окисления (СРО) липидов, оказывает влияние на физико-химические свойства мембраны, уменьшает вязкость липидного слоя, модулирует активность мембранно-связанных ферментов, активирует энергосинтезирующие функции митохондрий и улучшает энергетический обмен в клетке [6,8,15, 22,30]. Препарат нашел применение в кардиологии, неврологии, психиатрии и наркологии [10,11,18,22,23]. Однако в качестве гепатопротектора мексидол не применялся ни в условиях клиники, ни в условиях эксперимента. В доступной нам литературе сведения о зависимости эффектов препарата от дозы не найдены.

Согласно современным представлениям, состояние СРО липидов и активность антиоксидантной системы объективно отражают изменения, происходящие в организме в ответ на возмущения внешней или внутренней среды [4,29, 31]. Инициация процессов СРО на фоне истощения антиоксидантной активности (АОА) является универсальным фактором, вызывающим нарушение структурной целостности и функциональной активности мембран гепатоцитов, что позволяет отнести ХДЗП к свободнорадикальной патологии [3-5,7,13,14].

Подобные изменения биомембраны, несомненно, будут отражаться и на состоянии процессов гидратации. Содержание и соотношение структурных фракций воды являются неспецифическим показателем общего состояния организма и демонстрируют его компенсаторно-адаптивные возможности. В отличие от отдельных биохимических показателей состояние процессов гидратации отражает суммарные изменения гомеостаза при воздействии патогенных агентов. Содержание связанной воды является отражением структурных и функциональных изменений, происходящих в биомакромолекулах, биомембранах, клеточных популяциях и межклеточных средах в процессе адаптации или дезадаптации организма [24,26]. До настоящего времени состояние процессов гидратации в крови и ткани печени при ХДЗП как в условиях клиники, так и в условиях эксперимента не исследовалось. Изучение количественных изменений содержания структурных фракций воды во взаимосвязи с активностью процессов СРО липидов при поражении печени под влиянием антиоксидантов не проводилось.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальная часть работы выполнена на 260 белых крысах-самцах массой 180-200 г. В каждой серии опытов использовали крыс одной возрастной группы, предварительно голодавших 18-20 ч. Экспериментальный токсический гепатит (ЭТГ) моделировали путем введения раствора CCl₄ [4,12].

Затравку животных осуществляли введением CCl4 на протяжении 1, 7 и 28 сут, что позволяло добиться разной степени поражения паренхимы печени. Однодневное токсическое поражение печени формировали путем подкожного введения 50% раствора CCl₄ на растительном масле в дозе 0.4 мл на 100 г массы животного однократно; 7-дневное - 1 раз в день в течение 4 первых дней опыта; 28-дневное - 2 раза в неделю в течение 4 нед. Данные схемы и доза CCl₄ считаются достаточными для создания полноценной биохимической картины токсического поражения паренхимы печени, а также дают возможность проследить за направленностью индуцированного патологического процесса [1,12].

Мексидол применяли у животных интактных и с ЭТГ. Контрольным животным препарат вводили внутрибрюшинно по схемам, аналогичным введению CCl₄, а животным опытной группы - за 1 ч до введения СС1₄. Забой животных контрольной и опытной групп осуществляли методом одномоментной декапитации под эфирным наркозом через 1, 7 и 28 сут от начала затравки соответственно. Для выявления дозозависимого характера воздействия мексидол вводили в дозах 10 и 100 мг/кг. Для оценки эффективности препарата у животных изучали показатели, характеризующие состояние процессов гидратации и СРО в крови и печени, и морфологическую картину ткани печени.

Развитие ЭТГ подтверждали биохимическими и морфологическими методами исследования. Биохимическому исследованию подвергалась сыворотка, полученная путем центрифугирования цельной крови в течение 15 мин при 3000 об/мин. На биохимическом анализаторе "Ultra" определяли активность ферментов АлАТ, АсАТ как маркеров печеночного цитолиза [9,28] и содержание общего белка в сыворотке крови у животных в разные сроки исследования.

Для морфологического исследования образцы ткани печени размером 3x3x2 мм извлекали из левой доли и фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина. Парафиновые срезы толщиной 4-5 мкм окрашивали гематоксилином и эозином и по Ван-Гизону, для выявления гликогена использовали Pas-реакцию.

Состояние процессов гидратации в биологических средах оценивали по содержанию общей воды и ее структурных фракций: свободной и связанной и коэффициенту гидратации (КГ). Для определения данных показателей мы использовали дилатометрический [24,25] и термогравиметрический [26] методы. Содержание фракций воды определяли в цельной крови, ее компонентах и в гомогенате печени. Для оценки СРО на хемилюминометре ИРА-03 с ФЭУ-127 регистрировали активированную родамином Ж хемилюминесценцию в присутствии Fe²⁺ [27]. Хемилюминесцентный метод наиболее объективно отражает состояние биомембран, обеспечивает высокую точность и может использоваться как экспресс-метод для выявления воздействия повреждающих факторов [4,19]. Методом хемилюминесценции определяли уровень гидроперекисей липидов (ГПЛ) и суммарную АОА в сыворотке крови и гомогенате печени.

Клиническая часть работы выполнена на 40 пациентах мужского пола 16-55 лет с ХДЗП: 28 больных с хроническими гепатитами вирусной, лекарственной, алиментарной и смешанной этиологии и 12 больных с циррозом печени. Контрольную группу составили 22 донора. Диагноз ставили на основании комплексного обследования пациента, согласно общепринятым стандартам по данной нозологической форме. У всех пациентов изучали процессы гидратации и СРО.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

После однократного введения CCl₄ у экспериментальных животных развивалось токсическое поражение печени, что подтверждалось повышением активности ферментов-маркеров печеночного цитолиза АлАТ и АсАТ и морфологической деструкцией ткани печени. Морфологически сохранялось дольковое строение печени, преобладала жировая крупнокапельная центролобулярная форма дистрофии, мелкокапельная наблюдалась при переходе к относительно сохраненной перипортальной зоне. Исследование процессов гидратации в плазме крови, эритроцитарной массе и ткани печени (табл. 1) выявило перераспределение фракций воды в сторону увеличения содержания связанной и снижения свободной; при этом КГ увеличивался.

Таблица 1. Состояние процессов гидратации у животных с ЭТГ (M±m)

При изучении процессов СРО (табл. 2) отмечено повышение АОА в сыворотке крови и ткани печени, а снижение уровня ГПЛ было более выраженным в ткани печени, чем в сыворотке крови.

Таблица 2. Показатели СРО у животных с ЭТГ (M±m)

Следовательно, после однократного введения CCl₄ на 1-е сутки наблюдения, несмотря на морфологическую деструкцию ткани печени, развивался системный положительно-компенсаторный ответ организма в виде повышения содержания связанной воды и суммарной АОА. Подобное повышение неспецифической резистентности согласуется с представлениями других исследователей [16,17,20] и соответствует стадии общего адаптационного синдрома - стадии резистентности.

На 7-е сутки исследования, после 4-кратного введения CCl₄ у экспериментальных животных, как и на 1-е сутки, отмечались выраженная гиперферментемия АсАТ и АлАТ и усугубление морфологической деструкции. В морфологической картине ткани печени кроме выраженной тотальной жировой дистрофии по всей площади долек появлялась лимфоидно-гистиоцитарная инфильтрация. Отмечено полнокровие вен портального тракта и лейкостаз в них, снижение уровня гликогена. В плазме крови, эритроцитарной массе и ткани печени изменения процессов гидратации (табл. 1) носили противоположную направленность по сравнению с 1-ми сутками исследования. Снижалось содержание связанной воды, увеличивалось - свободной; КГ уменьшался. Изучение состояния СРО выявило повышение суммарной АОА при отсутствии достоверных изменений уровня ГПЛ в сыворотке крови относительно значений контрольной группы (табл. 2). В печени суммарная АОА от показателей контроля не отличалась, а уровень ГПЛ имел тенденцию к повышению.

Таким образом, на 7-е сутки исследования патологический процесс в печени прогрессировал, что сопровождалось выраженными нарушениями состояния процессов гидратации в виде снижения содержания связанной воды и увеличения свободной. Показатели СРО сохранялись примерно на уровне значений контрольной группы.

На 28-е сутки исследования после многократного введения CCl₄ развивался ЭТГ. При этом сохранялась гиперферментемия АсАТ и АлАТ, однако по сравнению с предыдущим сроком исследования (7-ми сутками) активность ферментов снижалась, что может быть связано с уменьшением количества функционирующих гепатоцитов. Морфологические изменения в ткани печени соответствовали картине хронического гепатита, однако признаки его активности варьировали. Сохранялись признаки жировой дистрофии, отмечалась тотальная лимфоидно-гистиоцитарная инфильтрация, усиливалось полнокровие вен, существенно снижалось количество гликогена по сравнению с 7-ми сутками. При изучении процессов гидратации (табл. 1) во всех изучаемых биологических средах по сравнению со значениями контрольной группы выявлялись существенное снижение содержания связанной воды, увеличение содержания свободной и снижение КГ. Следует отметить, что в плазме крови и эритроцитарной массе процесс связывания воды биополимерами стабилизировался на уровне 7-х суток, а в печени нарушения усиливались, что связано с гепатотропным эффектом CCl₄. На 28-е сутки исследования нарастал дисбаланс процессов СРО (табл. 2), выражающийся в повышении содержания высокотоксичных продуктов ПОЛ в сыворотке крови и в ткани печени и снижении суммарной АОА, причем в сыворотке крови - до отрицательных значений.

Таким образом, при многократном введении CCl₄ развивается хронический гепатит, что сопровождается выраженным нарушением процессов гидратации и СРО во всех изучаемых биологических средах.

Введение мексидола интактным животным в дозах 10 и 100 мг/кг на 1-е сутки наблюдения не вызывало достоверных изменений процессов гидратации, СРО и морфологической картины ткани печени. На 7-е и 28-е сутки исследования при введении мексидола в дозе 10 мг/кг отмечалось перераспределение структурных фракций воды в сторону увеличения связанной и снижения свободной, при этом повышалась АОА. Введение мексидола в дозе 100 мг/кг вызывало противоположно направленные изменения. Содержание связанной воды уменьшалось, а свободной - увеличивалось, суммарная АОА снижалась. Эффект препарата усиливался по мере увеличения длительности его использования. Таким образом, мексидол в дозе 10 мг/кг оказывает положительное влияние на изучаемые процессы, в то время как длительное применение его в дозе 100 мг/кг негативно влияет на организм животных.

На 1-е сутки ЭТГ введение мексидола в дозе как 10, так и 100 мг/кг достоверно не влияло на изучаемые биохимические и морфологические показатели.

На 7-е сутки исследования введение препарата в дозе 10 мг/кг на фоне ЭТГ вызывало отчетливое улучшение исследуемых параметров. Морфологическая картина ткани печени была сопоставима с контрольной группой. При изучении процессов гидратации в плазме крови, эритроцитарной массе и ткани печени относительно группы животных, не получавших препарат, отмечено увеличение содержания связанной воды, уменьшение свободной и повышение КГ (табл. 3). АОА в сыворотке крови и в гомогенате печени повышалась, одновременно уровень ГПЛ в данных средах снижался относительно группы животных с 7-дневным ЭТГ (табл. 4).

Таблица 3. Состояние процессов гидратации у животных с ЭТГ при введении мексидола в дозе 100 и 10 мг/кг на 7-е и 28-е сутки (M±m)

Таблица 4. Показатели СРО у животных с ЭТГ при введении мексидола в дозах 100 и 10 мг/кг (M±m)

Введение мексидола в дозе 100 мг/кг животным с 7-дневным ЭТГ, напротив, вызывало усиление лимфоидно-гистиоцитарной инфильтрации в биоптатах печени. Изучение процессов гидратации в плазме крови и эритроцитарной массе (табл. 3) выявило отсутствие достоверных изменений относительно группы животных с 7-дневным ЭТГ, процесс стабилизировался на уровне 7-х суток. В гомогенате печени содержание связанной воды снижалось, свободной - увеличивалось, снижался КГ.

Изучение состояния процессов СРО выявило снижение суммарной АОА в сыворотке крови относительно группы сравнения (табл. 4).

На 28-е сутки исследования на фоне развития ЭТГ введение мексидола в дозе 10 мг/кг отчетливо улучшало морфологическую картину печени. В плазме крови, эритроцитарной массе и печени по сравнению с группой животных с 28-дневным ЭТГ увеличивалось содержание связанной воды, снижалось - свободной, повышался КГ (табл. 3). В сыворотке крови и гомогенате печени существенно повышалась АОА и снижался уровень ГПЛ относительно группы сравнения (табл. 4).

Следовательно, введение мексидола в дозе 10 мг/кг при формировании ЭТГ нормализовывало изучаемые биохимические показатели и предупреждало развитие морфологической деструкции печени.

При введении мексидола в дозе 100 мг/кг на 28-е, как и на 7-е сутки, патологический процесс усугублялся, дезорганизация печеночной ткани усиливалась, наблюдалась тотальная инфильтрация. Во всех изучаемых биологических средах относительно группы сравнения отмечалось дальнейшее снижение связанной воды, повышение свободной, снижение КГ (табл. 3). В сыворотке крови и печени были выражены нарушения процессов СРО, суммарная АОА снижалась до отрицательных значений (табл. 4).

Таким образом, на модели ЭТТ доказано, что антиоксидант мексидол оказывает гепатопротекторное действие, которое отчетливо проявляется на стадии хронизации процесса. Эффективная доза препарата в условиях нашего эксперимента составила 10 мг/кг.

Для обоснования возможности применения мексидола в клинических условиях мы обследовали больных с ХДЗП (хронический гепатит и цирроз печени). В крови больных обеих групп выявлено повышение активности ферментов печеночного цитолиза АсАТ и АлАТ. Однако у больных циррозом печени гиперферментемия была значительно ниже, чем у больных хроническим гепатитом, что, вероятно, может быть связано с уменьшением числа функционирующих гепатоцитов. У всех больных в крови и ее компонентах выявлены нарушения процессов гидратации, которые, как и у экспериментальных животных, проявлялись в виде снижения содержания связанной воды, увеличения содержания свободной и уменьшения КГ.

Изменения содержания и соотношения структурных фракций воды усугублялись по мере нарастания патологического процесса и были более выражены у больных циррозом печени (табл. 5).

Таблица 5. Состояние процессов гидратации у больных с ХДЗП (M±m)

У больных с ХДЗП уровень токсичных продуктов окисления липидов был значительно выше значений контрольной группы, а активность суммарной АОА - ниже. В группе больных с хроническими гепатитами она составляла 30% от нормы, а больных циррозом печени - только 2% (табл. 6). Таким образом, у больных ХДЗП отмечены выраженные нарушения процессов гидратации и СРО.

Таблица 6. Показатели СРО у больных ХДЗП (M±m)

Во всех экспериментальных группах животных и в клинических группах изучали взаимосвязь состояния процессов гидратации и СРО липидов. Рассчитывали коэффициент корреляции содержания связанной воды в плазме крови и суммарной АОА в сыворотке (табл. 7, 8).

Таблица 7. Значение коэффициента корреляции в крови и ткани печени в эксперименте

Таблица 8. Значение коэффициента корреляции в крови у больных ХДЗП

Высокий коэффициент корреляции между содержанием связанной воды и суммарной АОА в изучаемых биологических средах свидетельствует о тесной взаимосвязи между состоянием процессов гидратации и СРО как у животных с ЭТГ и при лечении мексидолом, так и у больных ХДЗП. Таким образом, изменения процессов СРО при диффузных заболеваниях печени как одного из частных показателей внутренней среды организма согласуются с наиболее фундаментальным процессом для всей живой природы - связыванием воды биополимерами. У больных ХДЗП изменение состояния процессов гидратации и СРО липидов сопоставимо с результатами, полученными в эксперименте. Общие закономерности в динамике изучаемых процессов, выявленные в эксперименте и клинике, позволяют рекомендовать применение мексидола у больных ХДЗП.

При ЭТГ, начиная с 7-х суток, содержание связанной воды снижалось, общей и свободной - увеличивалось, КГ уменьшался по сравнению с интактными животными. Введение мексидола в дозе 10 мг/кг вызывало нормализацию этих показателей, а при введении в дозе 100 мг/кг нарушения были еще более выражены.

При ЭТГ у животных в крови и печени нарушались процессы СРО. На 7-е и 28-е сутки увеличивался уровень ГПЛ, а суммарная АОА снижалась до отрицательных значений в сыворотке крови. Введение мексидола в дозе 10 мг/кг вызывало нормализацию этих показателей, а при введении в дозе 100 мг/кг дисбаланс изучаемых процессов был еще более выражен.

У больных ХДЗП, как и в эксперименте, установлены снижение связанной, увеличение общей и свободной воды, уменьшение КГ, увеличение ГПЛ при выраженном снижении АОА. Нарушения процессов гидратации и СРО усугублялись по мере прогрессирования патологического процесса. Показатели процессов гидратации и СРО проявляли тесную корреляционную зависимость как в условиях эксперимента, так и у больных ХДЗП.

Антиоксидант мексидол оказывает гепатопротекторное действие при ЭТГ, о чем свидетельствуют динамика изучаемых показателей, морфологическая картина ткани печени и общее состояние животных. Максимальный эффект проявляется в результате длительного применения препарата при хроническом процессе в дозе 10 мг/кг.

Выявленные нами сходные закономерности в динамике процессов гидратации и СРО при гепатите в эксперименте и в клинике позволяют рекомендовать мексидол после дополнительных клинических испытаний для применения при ХДЗП.

ЛИТЕРАТУРА
1. Ажунова Т.А., Николаев СМ. // Моделирование и фармакотерапия органов пищеварения. Улан-Удэ, 1990. С. 3-14.
2. Аксенов СИ. Вода и ее роль в регуляции биологических процессов. М., 1990.
3. Архипова Г.В., Кузурман П.А., Бурлакова Е.Б. // Биоантиоксидант: Тез. докл. VI междунар. конф. М., 2002. С. 44-45.
4. Владимиров Ю.А. // Соровск. образоват. журн. 2001. Т. 7, № 1. С. 16-23.
5. Дубинина Е.Е. // Вопр. мед. хим. 2001. Т. 47, № 6. С. 561-581.
6. ДюмаевК.М., Воронина Т.А., СмирновЛ.Д. Антиокси-данты в профилактике и терапии патологий ЦНС. М., 1995.
7. Катикова О.Ю., КостинЛ.В., ЯгудинаР.И. // Вопр. мед. хим. 2001. Т. 47, № 5. С. 593-598.
8. Клебанов Г.И., Любицкш О.Б., Васильева О.В. // Там же. № 3. С. 288-300.
9. Комаров Ф.И. Руководство по гастроэнтерологии. М., 1995.
10. Котляров К.К., Смирнов Л.Д., Смирнова Л.Э. // Экспер. и клин. фармакол. 2002. Т. 65, № 5. С. 31-34.
11. Левитина Е.В. // Там же. 2001. Т. 64, № 5. С. 34-36.
12. Левшин Б.И. Экспериментальная фармакотерапия препаратами селена и тиазолидина токсического повреждения печени. Автореф. дис. ... докт. мед. наук. Харьков, 1973.
13. Логинов А.С. // Тер. архив. 1999. № 2. С. 5-7. 14.Логинов A.C., Бендиков Э.А., Петраков А.В. // Там же. 1995. № 4. С. 50-53.
15. Магин Д.В., Измайлов Д.Ю., Попов И.Н. // Вопр. мед. хим. 2000. Т. 46, № 4. С. 419-425.
16. Меерсон Ф.З. Адаптация, стресс и профилактика. М., 1981.
17. Меерсон Ф.З., Малышев И.Б., Замотринский А.В. // Бюл. экспер. биол. 1993. Т. 116, № 9. С. 231-233.
18. Оковитый С.В., Смирнов А.В. // Экспер. и клин. фармакол. 2001. Т. 64, № 3. С. 76-80.
19. Подопригорова В.Г. Роль свободно-радикального окисления липидов и антиоксидантных систем в патогенезе и саногенезе язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, возможности коррекции антиоксидантами. Дис. ... докт. мед. наук. Смоленск, 1998.
20. Пшенникова М.Г. // Патол. физиол. и экспер. тер. 2001. № 1. С. 26-31.
21. Радченко В.Г., Шабро А.В., Нечаев В.В. Хронические заболевания печени. СПб., 2000.
22. Смирнов Л.Д., Дюмаев К.М. // Хим.-фарм. журн. 1982. № 4. С. 412-428.
23. Столярова В.В. // Экспер. и клин. фармакол. 2001. Т. 64, № 6. С. 31-33.
24. Фаращук Н.Ф. Состояние процессов гидратации в жидких средах при воздействии внешних факторов и некоторых заболеваниях. Дис. ... докт. мед. наук. Смоленск, 1994.
25. Фаращук Н.Ф. Способ определения функционального состояния растительных и животных организмов. А. с. № 1544381, патент № 4428637.
26. Фаращук Н.Ф., Рахманин Ю.А. Вода - структурная основа адаптации. М.; Смоленск, 2004.
27. Шерстнев М.П. // Вопр. хемилюминесценции. 1990. № 1. С. 19-20.
28. Шулутко Б.И. Болезни печени и почек. СПб., 1995.
29. Braganza J., Scott P., Bilton D. еt а1. // Hepatology. 1999. Vol. 22. P. 234-236.
30. Perillo R. // J. Hepatol. 1999. Vol. 14. P. 91-96.
31. Skulachev V.P. // IUBMB Life. 2000. Vol. 49, N 5. P. 365-373.

Комментарии