Статья: Оценка дозозависимого действия 3-формил-замещенного производного хромона в условиях мышечной дисфункции

10

Министерство здравоохранения Российской Федерации

¹ Пятигорский медико-фармацевтический институт, филиал ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный медицинский университет»

²ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого»

Оценка дозозависимого действия 3-формил-замещенного производного хромона в условиях мышечной дисфункции

А.В. Воронков1, Д.И. Поздняков¹, О.Ф. Веселова²,

Е.А. Олохова², В.М. Руковицина¹

Аннотация

В исследовании представлены данные, отражающие зависимость «доза-эффект» нового 3-формил- замещенного производного хромона в условиях мышечной дисфункции, воспроизведенной в тесте «бег на тредбане», в сравнении с референтным препаратом - «Метапрот» в дозе 25 мг/кг. В результате установлено, что изучаемое 3-формил-замещенное производное хромона оказывает наиболее выраженное влияние на активность скелетной мускулатуры в дозе 20 мг/кг, что подтверждалось функциональными и биохимическими тестами.

Ключевые слова: мышечная дисфункция, производные хромона, дозозависимое действие.

Abstract

Evaluation of dose-dependent effects of 3-formyl-substituted derivative of chromone in conditions of muscle dysfunction

A.V. Voronkov1, D.l. Pozdnyakov¹, O.F. Veselova², ЕЛ. Olohova², V.M. Rukovicina¹

¹ Pyatigorsk medical and pharmaceutical Institute, branch of FSBEI HE «Volgograd State Medical University»

of Public Health Ministry of the Russian Federation;

²FSBEI HE «Krasnoyarsk State Medical University named after professor V.F. Voyno-Yasenetsky» of Public Health Ministry of the Russian Federation

The study presents data reflecting the dose-dependent action of the new 3-formyl-substituted derivative of chromone in the conditions of muscle dysfunction, reproduced in the «treadmill running» test, in comparison with the reference drug - «Metaprot» at a dose of 25 mg/kg. As a result of study, it was found that the studied 3-formyl-substituted derivative of chromone has the most pronounced effect on the activity of skeletal muscle at a dose of 20 mg/kg, which was confirmed by functional and biochemical tests.

Key words: muscle dysfunction, chromone derivatives, dose-dependent action.

Введение

Оптимальный уровень физической активности является одной из определяющих детерминант здорового образа жизни и качества жизни населения в целом. Установлено, что дозированные физические нагрузки способствуют формированию адаптационного резерва скелетной мускулатуры, респираторной и кардиоваскулярной систем [10]. В противовес субмаксимальным физическим нагрузкам интенсивное воздействие на организм, носящее стрессо-пограничный либо прямой стрессогенный характер, способствует формированию ряда патологических синдромов, первоочередным из которых является мышечная дисфункция [11]. В отсутствии должной и своевременной фармакологической коррекции дальнейшее прогрессирование мышечной дисфункции опосредует деструктивные процессы в поперечно-полосатой мускулатуре, раннюю активацию анаэробного окисления субстратов, интенсификацию окислительного стресса, что, в свою очередь, ухудшает функциональную активность скелетных мышц, снижает общий уровень работоспособности, приводя к гиподинамии. Таким образом, рациональное фармакологическое вмешательство в течение мышечное дисфункции позволит в значительной степени избежать ряда осложнений, ассоциированных с низким уровнем физической активности и гиподинамией [7].

Цель работы: Оценить дозозависимое действие 3-формил- замещенного производного хромона в условиях мышечной дисфукции.

Методика исследования

Исследование выполнено на 80 мышах- самцах линии Balb/c массой 20-22 г. Животные были получены из питомника лабораторных животных «Рапполово» и включались в исследование после 14 дней карантинного содержания. В качестве экспериментальной модели мышечной дисфункции в работе использовали протокол методики «бег на тредбане» (продолжительность бега животных составляла 900 с при скорости вращения вала 20 об/мин.). Формирование экспериментальных групп осуществляли путем рандомизации по уровню физической активности в тесте «бег на тредбане» после предварительного 4-дневного обучения животных. Согласно разработанному дизайну исследования было сформировано 8 равных экспериментальных групп животных (n = 10). Первая группа мышей - группа интактных животных (ИЖ). Вторая группа мышей - группа негативного контроля (НК), лишенная фармакологической поддержки. Третья группа животных получала рефрентный препарат «Метапрот» (AnviLab, РФ) в дозе 25 мг/кг [2].

Группы мышей № 4-8 получали исследуемое соединение X3AOAC в дозах 10; 20; 40; 60 и 80 мг/кг соответственно. Изучаемое соединение и препарат сравнения вводились per os однократно в виде тонкодисперсной водной суспензии. Предварительно (после тренировочных тестов, на 5-й день эксперимента) для экспериментальных групп мышей № 2-8 было определено исходное значение коэффициента физической работоспособности (КФР) в тесте «бег на тредбане»: в течение 900 с фиксировали продолжительность нахождения животных на электростимулирующей подложке тредбана в с, после чего производили расчет КФР по формуле:

где Т_общ. - общая продолжительность теста (900 с);

Т_пэп. - время, проведенное животным на электростимулирующей подложке тредбана, с.

После определения исходного значения КФР осуществляли введение препарата сравнения и различных доз исследуемого соединения. В дальнейшем по истечении 2 часов повторно воспроизводили тест «бег на тредбане» с определением величины КФР [4].С целью подтверждения развития мышечной дисфункции у мышей в тесте «бег на тредбане», а также для углубленного изучения влияния препарата сравнения и исследуемого соединения на течение патологического процесса в мышечной ткани проводили серию биохимических тестов, для чего у животных всех экспериментальных групп производили забор биологического материала (кровь и мышечная ткань - m. gastrocnemius обеих конечностей).

Впоследствии получали сыворотку крови, в которой определяли концентрацию молочной кислоты (стандартный набор реактивов «Ольвекс Диагностикум») и мочевины (стандартный набор реактивов «Арбис+»), при этом пробоподготовка и ход анализа соответствовал инструкции, прилагаемой к каждому набору. Гомогенат мышечной ткани готовили на 1М фосфатном буфере (рН 7,8) в соотношении 1:10, в котором определяли концентрацию белка по реакции с бромфеноловым синим и содержание ТБК-АП (ТБК-активные продукты) в пересчете на малоновый диальдегид в реакции с 2-тиобарбитуровой кислотой [5]. Полученные в ходе выполнения исследования результаты подвергались статистическому анализу с применением программного пакета «STATISTICA6.0». Данные выражали в виде М ± SD. Сравнение групп средних производили методом ANOVA с post-hoc тестом Ньюмена-Кейсла.

Результаты исследования и их обсуждение

Оценивая уровень физической работоспособности у мышей (рис.) при тестировании на тредбане, установили, что у животных НК группы при повторном тестировании (после определения исходного значения КФР и 2 часов экспозиции) восстановление мышечной активности носило слабо выраженный характер, о чем свидетельствует снижение величины КФР у данной группы мышей в сравнении с первоначальным показателем работоспособности животных НК группы на 54,8 % (р < 0,05).

В то же время применение препарата сравнения способствовало восстановлению активности скелетной мускулатуры. Так, у мышей, получавших Метапрот (рис.), значение КФР после 2-часовой экспозиции статистически значимо не отличалось от исходного значения уровня мышечной работоспособности данной группы животных и превосходило показатель НК группы мышей на 45,2 % (р < 0,001).

Применение исследуемого соединения в дозе 10 мг/кг значимого влияния на изменение физической работоспособности мышей не оказало (статистически значимых отличий относительно НК группы животных при повторном тестировании не выявлено, в сравнении с исходным показателем группы мышей, получавших исследуемое соединение X3AOAC в дозе 10 мг/кг, КФР уменьшился на 46,3 %, р < 0,05).

На фоне введения экспериментальным животным вещества X3AOAC в дозах 20; 40; 60 и 80 мг/кг значение КФР при повторном воспроизведении теста «бег на тредбане» статистически значимо не отличалось от первоначального показателя работоспособности данных групп мышей и превосходило величину КФР НК группы животных при повторном тестиро- в а н и и на 39 % (р < 0,001); 30,6 % (р < 0,001); 33,4 % (р < 0,001) и 37,5 % (р < 0,001) соответственно. работоспособность фармакологический метапрот

При этом следует отметить, что относительно группы мышей, которым вводили референтный препарат, и животных, получавших соединение X3AOAC в дозах 20; 40; 60 и 80 мг/кг статистически значимых отличий не установлено (рис.).

Рис. Влияние различных доз исследуемого соединения X3AOAС и препарата сравнения на изменение величины КФР у животных в условиях теста «бег на тредбане»

Анализируя изменение биохимических параметров, характеризующих развитие мышечной дисфункции (табл.), установили, что у мышей НК группы в сравнении ИЖ группой животных отмечается увеличение концентрации лактата и мочевины в сыворотке крови в 2,9 (p < 0,05) раза и на 55,8 % (р < 0,05) соответственно.

В гомогенате мышечной ткани мышей НК относительно интактных животных наблюдалось повышение концентрации ТБК-АП в 2,9 (р < 0,05) раза. Введение препарата сравнения способствовало снижению концентрации лактата и мочевины в сыворотке крови по отношению к НК группе мышей на 21 %.

Также на фоне применения Метапрота отмечено уменьшение концентрации ТБК-АП и увеличение содержания белка в сравнении с НК группой животных в гомогенате мышц на 54,1 % (р < 0,001) и 53,5 % (р < 0,001) соответственно.

Изменение биохимических параметров мышечного утомления на фоне коррекции мышечной дисфункции соединением X3AOAС и препаратом сравнения в условиях теста «бег на тредбане»

*Статистически значимо относительно ИЖ группы мышей (р < 0,05); “статистически значимо относительно НК группы животных (р < 0,05); ^статистически значимо относительно НК группы животных (р < 0,01); #статистически значимо относительно НК группы животных (р < 0,001).

В условиях введения изучаемого соединения X3AOAC в дозах 10; 20; 40 мг/кг относительно НК группы мышей наблюдалось уменьшение концентрации лактата на 29,1 % (р < 0,001); 32,1 % (р < 0,001) и 26,8 % (р < 0,001) соответственно. Кроме того, содержание молочной кислоты при применении исследуемого соединения в дозе 20 мг/кг было ниже аналогичного показателя, получавших вещество X3AOAC в дозах 60 мг/кг и 80 мг/кг на 19,3 % (р < 0,05) и 17,9 % (р < 0,05) соответственно.

Концентрация белка в гомогенате мышечной ткани мышей (табл.), получавших вещество X3AOAC в дозах 10; 20; 40; 60 и 80 мг/кг увеличилось в сравнении с группой животных без фармакологической поддержки на 25,5 % (р < 0,01); 51,5 % (р < 0,001); 45,6 % (р < 0,001); 47,1 % (р < 0,001) и 46,6 % (р < 0,001) соответственно. Концентрация мочевины в сыворотке крови статистически значимо по отношению к НК группе животных изменилась при применении соединения X3AOAС в дозе 20 мг/кг (отмечено снижение данного показателя на 44,9 %, р < 0,05). Применение изучаемого вещества X3AOAС в дозах 10; 40; 60 и 80 мг/кг статистически значимого влияния на изменение сывороточной концентрации мочевины не оказало (табл.).

Содержание ТБК-АП в гомогенате мышц экспериментальных животных уменьшилось по отношению к НК группе мышей на 17,9 % (р < 0,05); 53,3 % (р < 0,001); 34,7 % (р < 0,01); 26,2 % (р < 0,01) и 36,4 % (р < 0,01) на фоне введения соединения X3AOAС в дозах 10; 20; 40; 60 и 80 мг/кг соответственно. При этом концентрация ТБК-АП у гомогенате мышечной ткани животных, получавших вещество X3AOAC, в дозе 20 мг/кг было ниже относительно групп мышей, которым вводили исследуемое соединение в дозах 10 и 60 мг/кг на 30 % (р < 0,05) и 21,4 % (р < 0,05) соответственно. Таким образом, наиболее эффективной дозой вещества X3AOAС можно считать 20 мг/кг, поскольку при введении экспериментальным животным соединения X3AOAС в данной дозе отмечено наиболее выраженное по сравнению с другими вариантами дозирования уменьшение концентрации лактата, мочевины, ТБК-АП и увеличение показателя КФР.

Мышечная дисфункция является патологическим процессом, характеризующимся утратой сократительной способности скелетной мускулатуры с быстропрогрессирующим утомлением поперечнополосатых мышц и, как следствие, уменьшением физической силы и выносливости [6]. На сегодняшний день установлено, что развитие мышечной дисфункции является неблагоприятным прогностическим фактором в условиях манифестации кардиоваскулярной, церебральной, либо эндокринной патологии и, несомненно, требует коррекции [12].

В этой связи проведено исследование, посвященное оценке дозозависмого влияния нового 3-формил-замещенного производного хромона - X3AOAС на развитие мышечной дисфункции у мышей в условиях теста «бег на тредбане». В результате проведенной работы установлено, что у мышей НК группы при двукратном воспроизведении теста «бег на тредбане» с коротким периодом отдыха (2-часовая экспозиция) снижается адаптационный потенциал мышечной ткани, что отражалось в уменьшении физической работоспособности, активации деструктивных и анаэробных процессов в мышцах, о чем может свидетельствовать уменьшение концентрации белка в мышцах и повышение уровня мочевины и лактата в сыворотке крови, интенсификации процессов липопероксидации (увеличение концентрации ТБК-АП), что согласуется с литературными данными [8].