Современные цитопротекторы (антигипоксанты, антиоксиданты): в чем феномен популярности в кардиологии и неврологии?
Егорова М.С.1, Гармаш Ю.Ю.2
1Государственное учреждение «Институт геронтологии имени Д.Ф. Чеботарева Национальной академии медицинских наук Украины», Киев
2Клиническая больница «Феофания», Киев
Резюме. В статье рассмотрены возможности и перспективы применения современных цитопротекторов, в частности препарата Цитофлавин®, в составе комплекснои; терапии при гипоксических состояниях головного мозга различной этиологии, приведены результаты изучения его клиническои; эффективности. Основываясь на данных литературы об эффективности препарата в лечении пациентов с различными вариантами острой и хронической сердечно-сосудистой патологии, сделан вывод о целесообразности его применения как важного компонента патогенетической терапии при этих нарушениях.
УДК 615.27:616.1+616.8-00
Введение
В настоящее время цитопротекторы являются новым направлением в лечении пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями и как относительно молодая группа препаратов, в отличие от классических средств, пока не располагают столь же внушительнои; доказательнои; базои;. Однако имеющиеся в настоящее время результаты их клиническои; эффективности и фактическое отсутствие значимых нежелательных эффектов свидетельствуют о перспективности применения этих препаратов в составе комплекснои; терапии при сердечно-сосудистои; патологии. Необходимо отметить, что в этом случае речь идет не о замене гемодинамического подхода метаболическим, а о взаимодополняющем сочетании двух эффектов, в основе которых лежат разные механизмы деи;ствия препаратов (Ливанов Г.А. и соавт., 2003; Афанасьев В.В., 2005; Афанасьев В.В., Лукьянова И.Ю., 2010; Виничук С.М. и соавт., 2010; Одинак М.М. и соавт., 2010).
Что такое цитопротекторы?
К цитопротекторам относят большую группу фармакологических средств с разными механизмами деи;ствия, которые защищают клетки от цитотоксических эффектов различнои; этиологии (Верещагин Н.В. и соавт., 2004; Афанасьев В.В., 2005; Афанасьев В.В., Лукьянова И.Ю., 2010). Например, клетка погибает в результате воздеи;ствия высокореакционно способных радикалов кислорода, разрушающих все виды макромолекул (ДНК, РНК, белки, липиды). Антиоксиданты, неи;трализующие радикалы кислорода, оказывают цитопротекторное деи;ствие (Ивницкии; Ю.Ю. и соавт., 1998; Афанасьев В.В., 2005; Барабой В.А., 2006). Другои; пример: некоторые токсины образуют в сарколемме ионные каналы, ответственные за исчезновение ионных градиентов через плазматическую мембрану. В результате развивается коллоидноосмотическое набухание клеток, наступает их гибель по механизму некроза. Агенты, блокирующие активность таких ионных каналов, также оказывают цитопротекторное деи;ствие, которое не связано с энергетическими процессами (Федин А.И. и соавт., 2004; Агафьина А.А. и соавт., 2006; Румянцева С.А. и соавт., 2007; Афанасьев В.В., Лукьянова И.Ю., 2010; Констанадов Э.А., Черемушкин Е.А., 2012).
История применения цитопротекторов в медицине
В 1970-х годах антигипоксантами считали препараты, снижающие уровень лактата в плазме крови. Первыми из них были лекарственные вещества, стимуляторы цикла Кори, обеспечивающего ресинтез глюкозы из молочной кислоты. Впоследствии антигипоксантами называли любые препараты, повышающие производительность энергии в ходе биохимических реакций (Нарциссов Р.П. и соавт., 1997; Лукьянова Л.Д., 2002; Афанасьев В.В., 2005; Скворцова В.И. и соавт., 2006).
Антигипоксант должен быть антиоксидантом (цитопротектором) и, если не блокировать, то, по крайней мере, связывать активные формы кислорода с собой или другими субстратами, являющимися компонентами антиоксидантных систем организма человека (Верещагин Н.В., 2004; Лукьянова Л.Д., Лукьянова А.Д., 2004; Афанасьев В.В., 2005; Афанасьев В.В., Лукьянова И.Ю., 2010; Силина Е.В. и соавт., 2011).
Классификация цитопротекторов
Единои; классификации цитопротекторов не существует, поэтому, с нашеи; точки зрения, привлекает внимание классификация, предложенная В.П. Михиным (2011), построенная на основе локализации фармакологического эффекта препарата (Афанасьев В.В., 2005; Скворцова В.И. и соавт., 2006; Мойбенко А.А. и соавт. (ред.), 2008; Румянцева С.А. и соавт., 2014):
1. Внутримитохондриальные цитопротекторы.
1.1. Торможение окисления жирных кислот:
подавление бета-окисления жирных кислот (триметазидин);
подавление транспорта жирных кислот в митохондрии (мельдонии;).
1.2. Прямая стимуляция окисления глюкозы (2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцинат).
1.3. Стимуляция цитохромнои; цепи (коэнзим Q10).
2. Транспорт энергетического субстрата в митохондрии (фосфокреатин, глюкозоинсулиновая смесь (малоэффективна), янтарная кислота (ЯК)).
3. Стимуляция анаэробного гликолиза (тиатриазолин) — недостаточно разработаны и малоэффективны.
4. Антиоксиданты и митохондриальные цитопротекторы, обладающие антиоксидантными свои;ствами.
Сферы применения цитопротекторов
Кардиология
Один из наиболее существенных механизмов миокардиальных повреждении;, связанных с нарушением энергетики клетки при снижении парциального давления кислорода — это активация процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ). В полном объеме энергозатратные и энергопродуцирующие процессы в клетке могут происходить только в условиях адекватного кислородного баланса организма. Ключевым является вопрос о достаточности кислорода в ткани миокарда при ишемии, так как перфузионная кардиоплегия, независимо от способа проведения и состава раствора, полностью не устраняет негативных последствии; гипоксии и ишемии миокарда (Ferrari R. et al., 1987; Афанасьев В.В., 2005; Иванова Г.Е. и соавт., 2012; Лесиовская Е.Е., 2012; Румянцева С.А. и соавт., 2012). При реперфузии молекулярныи; кислород вновь входит в ишемизированныи; миокард, что приводит к образованию свободных радикалов. Существенным фактором, препятствующим адекватному увеличению сердечного выброса, становится нарушение транспорта кислорода. Результаты исследований показали возможность развития систолическои; дисфункции миокарда после кардиоплегии в период реперфузии, которая связана с угнетением кислородозависимых метаболических процессов в результате повреждающего деи;ствия гипоксии — реоксигенации. Предложено большое количество препаратов и методов для предотвращения повреждающего деи;ствия на организм гипоксии и окислительного стресса, в том числе экстракорпоральных. Для повышения антиоксидантнои; активности плазмы крови предложено использовать лазерное облучение, леи;коцитарные фильтры после искусственного кровообращения, а также препараты, относящиеся к цитопротекторам. В организме в процессе взаимодеи;ствия биологических объектов группы радикалов вырабатываются вещества, так называемые стабильные радикалы, обладающие антиоксидантным деи;ствием. Они тормозят развитие деструктивных процессов и замедляют гибель клеток (Павлова Т.К., 2006; Di Paolo G., De Camilli P., 2006; Oganov R.G., 2006; Афанасьев В.В., Лукьянова И.Ю., 2010; Jauch E.C. et al., 2013).
Неврология
Дефицит кислорода при гипоксии разной степени тяжести может приводить к ограниченному или полному подавлению аэробного образования энергии в результате нарушения энергосинтезирующей функции дыхательной цепи митохондрии. Ишемические воздействия на головной мозг приводят к деструкции клеточных мембран нейронов и глиальных элементов, а также капиллярного русла за счет нарушения внутриклеточного ионного гомеостаза и метаболизма макроэргических соединений (Розенфельд А.Д., 1983; Kendell E. et al. (Eds.), 2000; Парфенов В.А., 2002; Kalkan S. et al., 2004). Другим фактором, имеющим важное значение в патогенезе ишемии головного мозга, является активация ПОЛ и мембраноповреждающее действие свободных радикалов. Жизнеспособность клеток, попавших в ишемическую зону, определяется множеством факторов, главным из которых является баланс целого ряда высокоэнергетических процессов — обеспечение функциональной активности клеток, сохранение (восстановление) мембранных структур и ядерного состава (Суслина З.А., 2004; Федин А.И. и соавт., 2004; Силина Е.В., Румянцева С.А., 2006). В связи с этим следует ожидать, что терапевтические усилия, позволяющие снизить энергозатраты нейронов, помогут им пережить неблагоприятный период и сохранить свою структуру. Очевидно, что основное место в лечении при острой ишемии в период реперфузии должна занимать метаболическая и нейропротекторная терапия (Дунаев В.В. и соавт., 1989; Бурчинский С.Г., 2004; Афанасьев В.В., 2005; Коваленко А.Л. и соавт., 2006).
Для инактивации негативного воздействия активных форм кислорода на клетки и ткани организма в последнем имеется система антиоксидантной защиты (АОЗ), состоящая из неферментных и ферментных систем. Компонентами неферментной АОЗ являются как низкомолекулярные соединения (аскорбиновая кислота, мочевая кислота, токоферол и др.), так и высокомолекулярные соединения (белки плазмы крови). Основным ферментом специфической АОЗ является супероксиддисмутаза. Наряду с последней активными компонентами ферментной системы являются церулоплазмин, селеносодержащий фермент глутатионпероксидаза, каталаза, а также метионинсульфоксиредуктаза, восстанавливающая метиониновый остаток в активном центре ингибитора протеиназ. Интенсивная генерация активных форм кислорода может приводить к истощению АОЗ, несмотря на синергизм действия ее отдельных компонентов. Поэтому при глубоком оксидативном стрессе включается ферментативная АОЗ, активность которой в норме довольно низкая. С целью уменьшения выраженности ишемических и гипоксических повреждений в лекарственной терапии постгипоксической энцефалопатии и сосудистых поражений головного мозга применяют лекарственные препараты, обладающие антиоксидантными, то есть цитопротекторными свойствами (Маркова И.В. и соавт., 1999; Кольман Я.Р., 2000; Бульон В.В. и соавт., 2003; Афанасьев В.В., Лукьянова И.Ю., 2010).
457457
Цитофлавин®, его структура
Цитофлавин® — комплексный препарат с цитопротекторным действием, содержащий ЯК (10%), рибоксин (2%), никотинамид (1%) и рибофлавина мононуклеотид натрия (0,2%). Цитофлавин® обладает антиоксидантным и антигипоксическим действием, оказывая положительный эффект на энергообразование в клетке, уменьшая продукцию свободных радикалов и восстанавливая активность ферментов АОЗ (Kendell E. et al. (Eds.), 2000; Ливанов Г.А., 2009). Цитофлавин® активирует окислительно-восстановительные ферменты дыхательной цепи митохондрий, ресинтез макроэргов, способствует утилизации глюкозы и жирных кислот. Препарат обладает антиишемическим действием, улучшает коронарный и мозговой кровоток, ограничивает зону некроза и улучшает метаболические процессы в центральной нервной системе (ЦНС), восстанавливает сознание, рефлекторные нарушения и расстройства чувствительности (Ливанов Г.А. и соавт., 2004; Афанасьев В.В., 2005; Ливанов Г.А., 2009; Афанасьев В.В., Лукьянова И.Ю., 2010).
В последние годы в клинической практике применяют биологически активные вещества с широким спектром фармакологического действия — соединения ЯК. Производные ЯК обладают антиоксидантными и цитопротекторными свойствами. Показано, что экзогенная ЯК корригирует метаболический ацидоз и интенсифицирует утилизацию кислорода тканями, что позволяет характеризовать действие производных ЯК при циркуляторной гипоксии как антигипоксическое (Афанасьев В.В., 2005; Румянцева С.А. и соавт., 2005).
ЯК является естественным эндогенным субстратом клетки. В условиях гипоксии ее деи;ствие реализуется в цикле трикарбоновых кислот и окислительном фосфорилировании. ЯК ускоряет оборот дикарбоновои; части цикла трикарбоновых кислот (сукцинат — фумарат — малат) и снижает концентрацию лактата, что очень важно при ее сочетании с рибоксином. ЯК повышает кругооборот цикла трикарбоновых кислот, следовательно, увеличивает объем энергии, необходимои; для синтеза АТФ и гамма-аминомасляной кислоты, что важно в сочетании ЯК и рибоксина. Увеличение количества субстрата (сукцината) позволяет осуществлять фосфорилирование белков вследствие активации субстратом трои;ного ему фермента. ЯК увеличивает потребление кислорода тканями и улучшает тканевое дыхание за счет усиления транспорта электронов в митохондриях, воссоздания протонного градиента на их мембранах и смещения кривои; диссоциации оксигемоглобина вправо, то есть усиливает отдачу кислорода тканям. В условиях гипоксии экзогенно вводимыи; сукцинат (входящии; в состав препарата Цитофлавин®) может поглощаться через альтернативныи; метаболическии; путь сукцинатоксидазнои; системы с последующим потреблением ЯК в дыхательнои; цепи митохондрии;. В совокупности с рибоксином и никотинамидом ЯК расширяет возможности применения препарата Цитофлавин® в качестве неконкурентного антагониста NMDА-рецепторов и создает основу для его применения в терапии не только при острых состояниях, но и при хронических дегенеративно-дистрофических неврологических и сердечно-сосудистых заболеваниях, астеническом и абстинентном синдромах, в основе которых лежит эксаи;тотоксичность (Афанасьев В.В., 2005; Федин А.И. и соавт., 2006; Афанасьев В.В., Лукьянова И.Ю., 2010; Сайко О.В., Стаднік С.М., 2010).
У рибофлавина установлено прямое антигипоксическое действие, связанное с повышением активности флавинредуктаз и восстановлением уровня макроэргов — АТФ и креатинфосфата, а также антиоксидантные свойства, обусловленные восстановлением окисленного глутатиона. Рибофлавин стимулирует утилизацию сукцината, активируя систему митохондриального транспорта дикарбоновых кислот цикла Кребса через глицерофосфатный «челночный» механизм, а ЯК повышает трансмембранный потенциал, стимулируя транспорт рибофлавина через мембраны. Цитопротекторное действие рибоксина реализуется целым рядом взаимосвязанных метаболических путей:
активацией синтеза NAD в митохондриях из никотинамида, где рибоксин выступает в качестве донора рибозы;
стимуляцией анаэробного гликоза с образованием лактата и NAD;
ингибированием фермента ксантаноксидазы и подавлением радикальных процессов (Афанасьев В.В., 2005; Федин А.И. и соавт., 2005б; Афанасьев В.В., Лукьянова И.Ю., 2010; Kidwell C.S. et al., 2013).
Известно, что при гипоксии для восстановления дыхательной цепи митохондрий необходима активация всех звеньев как флавинат-, так и NAD-зависимых путей. Введение одного из фрагментов NAD — никотинамида — активирует NAD-зависимые ферменты клеток, в том числе антиоксидантные системы, защищающие мембраны клеток от разрушения радикальными частицами.
Никотинамид также является селективным ингибитором образующегося при ишемии фермента поли-АДФ-рибозилсинтетазы, приводящего к дисфункции внутриклеточных белков и последующему апоптозу клеток (Федин А.И. и соавт., 2004; Афанасьев В.В., Лукьянова И.Ю., 2010).
Таким образом, можно сделать вывод, что Цитофлавин® обладает механизмами лечебного действия, которые делают его перспективным препаратом в терапии при гипоксических состояниях головного мозга различной этиологии. Принципы биохимической коррекции тканевого компонента транспорта кислорода и последствий гипоксических нарушений, таких как активация ПОЛ, дезинтоксикационные свойства препарата Цитофлавин® свидетельствуют о перспективности его применения.
Возможности применения препарата Цитофлавин® в кардиологии
Эффективность применения препарата Цитофлавин® оценивается прежде всего клинически, а также по показателям газообмена и свободнорадикальных процессов. В последнее время появились данные об успешном применении препарата при кардиохирургических операциях. В частности Цитофлавин применяли при операциях коронарного шунтирования на бьющемся сердце. В этих случаях препарат применяли с целью профилактики нежелательных изменении; гемодинамики и возникновения аритмии; при пережатии коронарнои; артерии в момент наложения анастомоза с аутовеннои; или внутреннеи; груднои; артериеи;. Принимая во внимание тот факт, что Цитофлавин® обладает механизмом биохимическои; коррекции тканевого транспорта кислорода и последствии; гипоксических нарушении;, можно сделать предположение о перспективности его применения при операциях в условиях искусственного кровообращения с целью профилактики ишемического и реперфузионного повреждения миокарда (Афанасьев В.В., 2005; Надирадзе З.З. и соавт., 2006; Афанасьев В.В., Лукьянова И.Ю., 2010).
Цитофлавин® при ишемическом повреждении мозга
На сегодняшний день существует большое количество препаратов, которые могут оказывать влияние на процессы восстановления функционального состояния нейронов. Наиболее эффективным признано применение цитопротекторов, способных снижать уровень свободных радикалов в тканях. Учитывая катастрофические последствия острого нарушения мозгового кровообращения (ОНМК) для всего организма, обусловливающие необходимость фармакологической поддержки жизнеобеспечивающих функций, важнейшей задачей терапии является максимально возможное ограничение полипрагмазии. По этой причине в последние годы широко проводится апробация лекарственных средств с комплексным, многосторонним механизмом действия, способных эффективно влиять на разные звенья «ишемического каскада» (Федин А.И. и соавт., 2005а; Шевченко Л.А., Евдокимов В.А., 2007; Ливанов Г.А., 2009). Одним из таких средств является полимодальный препарат Цитофлавин®. Все ингредиенты и их дозы в его составе подобраны таким образом, чтобы исключить взаимодействие веществ в водном растворе и обеспечить их фармакологическое действие. Существенной особенностью препарата является однонаправленное действие всех его составляющих через различные рецепторные, ферментные и медиаторные системы. Таким образом, даже краткий анализ механизмов действия препарата Цитофлавин® позволяет говорить о наличии полимодальности фармакологических эффектов данного препарата, отличающей его от других нейропротекторных средств. Основными из указанных эффектов препарата являются: антиишемический, антигипоксический, антиоксидантный, нейротрофический, нейромедиаторный, антиапоптозный. В условиях ишемии мозга Цитофлавин® препятствует резкому снижению уровня АТФ, стимулирует активность аденилатциклазы, что позволяет снизить содержание лактата, улучшает оксигенацию крови, ограничивает зону ишемического повреждения и стимулирует репаративные процессы (Афанасьев В.В., 2005; Arakawa S. et al., 2005; Афанасьев В.В., Лукьянова И.Ю., 2010; Brinjikji W. et al., 2015).
В клинических условиях благодаря этим эффектам препарата происходит восстановление сознания и когнитивных способностей головного мозга, улучшение мозгового кровотока, купируются расстройства чувствительности и нарушения рефлекторной деятельности, стабилизируется метаболическая активность ЦНС. В ходе 5-летнего исследования, охватившего достаточно большую выборку пациентов с ОНМК различного характера (302 человека с ишемическим и 79 — с геморрагическим инсультом), установлено, что включение цитопротекторов в комплексную терапию способствует более быстрому восстановлению сознания, а также более быстрому и опережающему группу сравнения регрессу очагового неврологического дефицита. Сравнительный анализ эффективности различных препаратов, способных регулировать оксидативный стресс, выявил преимущества препарата Цитофлавин®: в соответствующей подгруппе пациентов летальность составила 12,2%, в том числе 8,7% — у больных с ишемическим инсультом и 16,5% — у пациентов с внутримозговым кровоизлиянием, что достоверно меньше, чем в группе сравнения и в подгруппе пациентов, получавших другой препарат (рибоксин).
Ряд многоцентровых рандомизированных исследований посвящен изучению эффективности препарата Цитофлавин® у пациентов, перенесших ишемический инсульт. Применение препарата в качестве метаболического нейропротектора в острый период ишемического инсульта способствовало снижению летальности в 2,4 раза по сравнению с плацебо при применении препарата в первые 6–12 ч от начала развития заболевания и в 1,7 раза — при назначении в более поздние сроки. Кроме того, в процессе лечения у пациентов, получавших Цитофлавин®, отмечена положительная динамика неврологического статуса к концу раннего восстановительного периода, а индекс социальной адаптации на 120-е сутки после развития инсульта приблизился к показателю «легкая зависимость от помощи окружающих».
Оценка динамики изменений неврологического статуса в зависимости от сроков применения терапии препаратом Цитофлавин® показала, что наиболее эффективным является введение препарата в первые 2–24 ч от появления начальных симптомов заболевания. Раннее начало коррекции препаратом Цитофлавин® обеспечивает снижение летальности в среднем на 5–6%.
Аналогичные результаты получены и в других плацебо-контролируемых исследованиях применения препарата в лечении пациентов с инфарктом головного мозга в острый и ранний восстановительный периоды. Применение препарата Цитофлавин® обеспечивало положительную динамику неврологического статуса у 94% больных, в то время как в группе плацебо улучшение отмечено лишь у 40,7% пациентов. Клинический эффект антиоксидантного препарата проявлялся в повышении двигательной активности, восстановлении речи, улучшении концентрации внимания, памяти, способности к запоминанию, увеличении скорости сенсомоторных реакций, что обеспечивало оптимальную социальную адаптацию.
Определение функционального состояния нервной системы основывается как на клинических, так и на нейрофизиологических критериях. Изменение биоритмов мозга всегда напрямую коррелирует с патологическими нарушениями в структуре ткани. Изучение показателей электроэнцефалограммы у больных инсультом показало выраженные изменения биоэлектрической активности при введении препарата Цитофлавин®. Выявленная перестройка электроэнцефалограммы отражала повышение активности ЦНС, что клинически проявилось сокращением времени угнетения сознания (Гнездицкий В.В., 2000; Афанасьев В.В., 2005; Шевченко Л.А., Евдокимов В.А., 2007).
В общей структуре ишемических инсультов 10–14% составляет поражение вертебробазилярного бассейна, занимающее 2-е место после инфаркта в зоне кровоснабжения средней мозговой артерии. Изучение эффективности препарата Цитофлавин® как нейрометаболического средства установило целесообразность его применения в острый период вертебробазилярного инсульта для поддержания жизненно важных функций стволового отдела мозга. Применение препарата повышало уровень восстановления нарушенных процессов уже на 10-е сутки применения (Шевченко Л.А., Евдокимов В.А., 2007).
Подчеркнем, что все исследователи, изучавшие влияние препарата Цитофлавин® на состояние больных с ОНМК, отмечают необходимость его применения в максимально ранние сроки (в первые 12 ч) от начала развития инсульта. Препарат вводят только внутривенно капельно медленно (60 капель в 1 мин) в дозе 10 мл в разведении 200 мл физиологического раствора или 200 мл 5% раствора глюкозы 2 раза в сутки в течение 10 дней. Пациентам в тяжелом состоянии разовая доза может быть повышена до 20 мл. Учитывая «омоложение» цереброваскулярной патологии, очень важной особенностью препарата Цитофлавин® является отсутствие возрастных ограничений к применению (Дунаев В.В. и соавт., 1989; Афанасьев В.В., 2005; Федин А.И. и соавт., 2005а; 2005б; Шевченко Л.А., Евдокимов В.А., 2007).
Заключение
Основываясь на данных литературы об эффективности препарата Цитофлавин® в лечении пациентов с различными вариантами острой и хронической сердечно-сосудистой патологии, можно сделать вывод о целесообразности его применения как важного компонента патогенетической терапии при этих нарушениях.