Номер№82 (4) 2020

Кардиопротекторный эффект фебуксостата у пациентов с гиперурикемией и подагрой

Подагра — воспалительное заболевание суставов, широко распространенное среди пациентов в возрасте старше 40 лет. Основным фактором риска развития подагры является гиперурикемия, которая определяется как уровень мочевой кислоты в сыворотке крови >6,8 мг/дл и является ключевым признаком развития подагры. При этом у пациентов с подагрой часто отмечается развитие сопутствующей патологии, такой как сердечно-­сосудистые заболевания, сахарный диабет и хронические заболевания почек [1].

В настоящее время нет однозначного ответа на вопрос, является ли гиперурикемия причиной или следствием этих сопутствующих заболеваний? Ряд проспективных эпидемиологических исследований демонстрируют значительное повышение риска развития инфаркта миокарда, инсульта и гипертонии (после учета традиционных факторов сердечно-сосудистого риска) у лиц с гиперурикемией [2–4]. Так, смертность от сердечно-сосудистых заболеваний возрастает на 12% при повышении уровня мочевой кислоты на каждый 1 мг/дл [4].

Для контроля за гиперурикемией применяют уратснижающую терапию. Сегодня наиболее распространенным методом лекарственной уратснижающей терапии является применение ингибиторов ксантиноксидазы, которые снижают уровень продукции мочевой кислоты. Механизм действия уратснижающих препаратов связан со снижением концентрации мочевой кислоты в сыворотке крови путем ингибирования ксантиноксидазы.

В течение нескольких десятилетий основным представителем этого класса препаратов, доступным врачам, был аллопуринол. В 2009 г. в США одобрен инновационный препарат фебуксостат, не уступающий по эффективности аллопуринолу и открывающий новые возможности в лечении подагры у пациентов, которым не подошла терапия с применением аллопуринола [5]. В Украине фебуксостат зарегистрирован в 2014 г. под торговым названием Аденурик. По сравнению с аллопуринолом применение фебуксостата имеет определенные преимущества у пациентов с легкой и умеренной почечной дисфункцией [6, 7]. Так, в отличие от аллопуринола, при применении фебуксостата у лиц с нарушенной функцией почек нет необходимости подбирать дозу лекарственного средства [8]. Еще одним аргументом в пользу фебуксостата является то, что он ингибирует данный фермент благодаря образованию высокоаффинных крепких связей, а аллопуринол связывается значительно слабее и только с одной формой фермента [9, 10].

Гиперурикемия и подагра связаны с повышенным риском развития сердечно-сосудистых заболеваний. В настоящее время активно изучается, как уратснижающая терапия гиперурикемии ингибиторами ксантиноксидазы (такими как аллопуринол и фебуксостат) влияет на риск развития сердечно-сосудистых заболеваний [11].

Так, в ходе проспективного открытого пилотного исследования показано, что фебуксостат подавляет ренин-ангиотензин-альдостероновую систему (РААС) и улучшает функцию почек у пациентов с гиперурикемией и артериальной гипертензией, что, вероятно, может привести к предотвращению развития ряда сердечно-сосудистых заболеваний [12]. В другом исследовании установлено, что фебуксо­стат положительно влияет на изменения систолического давления у пациентов с артериальной гипертензией и способствует снижению потребления ингибиторов ренин-ангиотензиновой системы этими больными [13]. В другом исследовании показано, что фебуксостат статистически достоверно снижает систолическое давление у пациентов после оперативного вмешательства в связи с заболеваниями сердца, в отличие от аллопуринола. Кроме того, фебуксостат обладает нефропротекторным эффектом и антиатерогенной активностью [14].

Таким образом, применение фебуксостата может отсрочить прогрессирование почечной недостаточности у взрослых пациентов с гиперурикемией на фоне повышенного артериального давления [13]. Кроме того, ингибиторы ксантиноксидазы положительно влияют на эндотелиальную функцию, снижают выраженность оксидативного стресса, улучшают сердечную функцию, гемодинамику и уменьшают выраженность воспалительных процессов [15].

Ишемическая болезнь сердца и инфаркт миокарда

Ишемическая болезнь сердца и инфаркт миокарда являются распространенными заболеваниями как в общей популяции, так и среди пациентов с гиперурикемией и подагрой. Поэтому ученые уделяют большое внимание изучению влияния уратснижающих препаратов на кардиоваскулярные риски и течение указанных заболеваний на фоне уратснижающей терапии.

Ишемия/реперфузия миокарда — процессы, наблюдаемые при ишемической болезни сердца и инфаркте миокарда, которые приводят к нарушению обмена веществ и структурным повреждениями при реперфузии после ишемии миокарда [16]. Поражение миокарда снижает эффективность таких методов лечения, как тромболитическая терапия, перкутанное коронарное вмешательство и коронарное шунтирование [17]. Таким образом, уменьшение выраженности ишемии и вызванного реперфузией повреждения миокарда является клинической необходимостью. Повышение уровня продукции активных форм кислорода (АФК) является одним из ключевых событий в ходе ишемии/реперфузии миокарда [18]. Чрезмерная продукция АФК обусловливает нарушение в работе митохондрий, включая снижение митохондриального мембранного потенциала (ΔΨm), и приводит к широкому спектру негативных последствий, в том числе — апоптозу [19]. Следовательно, ингибирование продукции АФК и защита митохондрий от окислительного повреждения может быть эффективной стратегией для восстановления повреждений мио­карда после ишемии/реперфузии. Ксантиноксидаза участвует в генерации O в ответ на гипоксию. Во время реперфузии ксантиноксидаза также является важным источником АФК [20]. Известно, что фебуксостат, непуриновый селективный ингибитор ксантиноксидазы, благоприятно влияет на состояние почек, поврежденных вследствие ишемии/реперфузии [21]. Это открытие позволило ученым предположить, что фебуксостат снижает выраженность окислительного стресса и угнетает процесс апоптоза. В этой связи S. Wang и соавторы в эксперименте на животных, а также in vitro изучали влияние фебуксостата на выраженность повреждений миокарда, индуцированных ишемией/реперфузией, с целью выяснить, оказывает ли фебуксо­стат кардиопротекторный эффект, а также раскрыть механизмы указанного защитного действия [22].

В данном эксперименте использовали модель ишемии/реперфузии посредством наложения лигатуры на левую переднюю нисходящую коронарную артерию, а также модель гипоксии/реоксигенации in vitro с использованием крысиных неонатальных кардиомиоцитов (КННК). Затем мыши были рандомизированы на 5 групп:

  • 1-я группа: проведена имитация операции по наложению лигатуры, данная группа использовалась в качестве контроля;
  • 2-я группа: проведена операция по наложению лигатуры, а также вводили носитель (0,5 мл 0,5% метилцеллюлозы);
  • 3-я группа: проведена операция по наложению лигатуры, а также вводили фебуксостат (5 мг/кг массы тела) в 0,5% растворе метилцеллюлозы;
  • 4-я группа: проведена операция по наложению лигатуры, а также вводили аллопуринол (30 мг/кг) в 0,5% растворе метилцеллюлозы;
  • 5-я группа: проведена имитация операции по наложению лигатуры, а также вводили фебуксостат.

Сердечная функция, объем зоны инфаркта мио­карда, уровень в сыворотке крови креатинкиназы (КК), лактатдегидрогеназы (ЛДГ) и апоптотический индекс миокарда (АИ) были измерены с целью определения влияния фебуксо­стата на повреждение миокарда вследствие ишемии/реперфузии.

ВЛИЯНИЕ фебуксостата, наблюдающееся при повреждении миокарда in vivo

В ходе исследования изучено влияние применения фебуксостата на размер зоны инфаркта и некроза у мышей [22]. Согласно результатам исследования, по сравнению с группой контроля индукция развития ишемии/реперфузии вызывала статистически достоверное увеличение соотношения площади инфаркта к площади в зоне риска (INF/AAR) и соотношения площади инфаркта к площади левого желудочка (INF/LV): INF/AAR 38,3±3,8 против 0; INF/LV 20,5±2,4 против 0 соответственно; р<0,01. При этом размер инфаркта в группах получавших фебуксостат или аллопуринол был статистически достоверно ниже, чем в группе ишемии/реперфузии (р<0,01). Не отмечено различий по показателю отношения площади в зоне риска к площади левого желудочка (AAR/LV) между группами. Различие между группой контроля и группой фебуксостата по данному показателю не было статистически достоверным (р>0,05).

Также изучен эффект фебуксостата на уровень активности КК и ЛДГ в сыворотке крови. Так, согласно полученным результатам, в группе с ишемией/реперфузией активность КК и ЛДГ повысилась по сравнению с данными показателями в группе контроля (р<0,01). При этом терапия фебуксостатом эффективно предупреждала повышение активности данных ферментов по сравнению с группой с ишемией/реперфузией (КK: 121,9±16,6 против 196,3±15,3 мЕд/мл; ЛДГ: 765,5±166,1 против 1549,8±365,8 мЕд/мл соответственно; р<0,01), аналогично лечению с применением аллопуринола (КK: 138,2±7,18 против 196,3±15,3 мЕд/мл; ЛДГ: 1005,9±53,1 против 1549,8±365,8 мЕд/мл соответственно; р<0,01). При этом в группе фебуксостата активность указанных ферментов была существенно ниже по сравнению с группой аллопуринола (р<0,05). При этом не отмечено статистически достоверных различий между группой контроля и группой фебуксостата (р>0,05).

Апоптоз является основным механизмом гибели клеток после повреждения вследствие ишемии/реперфузии [23]. TUNEL-анализ (Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick and labe­ling, TUNEL) и измерение активности каспаз использованы для оценки уровня апоптоза. В группе ишемии/реперфузии АИ был выше по сравнению с группой контроля (34,9±2,6 против 4,5±0,9%; р<0,01). При этом терапия с применением фебуксостата или аллопуринола эффективно снижала интенсивность апоптотических процессов, о чем свидетельствовало снижение АИ (26,9±3,7 против 34,9±2,6%; 29,4±1,9 против 34,9±2,6% соответственно; р<0,01). Также отмечено, что АИ статистически достоверно ниже в группе фебуксостата по сравнению с группой аллопуринола (р<0,01). Активность каспазы-3 и -9 в клетках миокарда повышалась при ишемии/реперфузии по сравнению с таковой в группе контроля (каспаза-3: 2,9±0,2 против 1; каспаза-9: 3,5±0,4 против 1 соответственно; p<0,01). Активность каспаз-3 и -9 в группах предварительно получавших фебуксостат или аллопуринол была статистически достоверно ниже, чем в группе с ишемией/реперфузией (р<0,01). При этом активность каспаз в группе фебуксостата была статистически достоверно ниже по сравнению с группой аллопуринола (каспаза-3: 2,1±0,2 против 2,5±0,2; каспаза-9: 2,2±0,1 против 2,9±0,2 соответственно; р<0,01). Кроме того, не было статистически достоверного различия между группой фебуксостата и группой контроля (р>0,05).

ВЛИЯНИЕ фебуксостата на сердечную функцию

Влияние фебуксостата на сердечную функцию после ишемии/реперфузии определяли с использованием эхокардиограммы, которую проводили через 1 нед терапии. Индуцированное ишемией/реперфузией сокращение сердечной функции статистически достоверно восстановлено благодаря предварительной терапии с применением фебуксостата и аллопуринола (р<0,01).

ВЛИЯНИЕ фебуксостата при повреждении тканей, связанном с гипоксией/реперфузией, в культуре клеток КННК

По сравнению с контрольной группой жизнеспособность клеток в условиях гипоксии была статистически достоверно снижена по сравнению с группой контроля (65,5±1,3 против 100%; р<0,01). Предварительная обработка клеток фебуксостатом или аллопуринолом позволяла статистически достоверно снизить негативное воздействие гипоксии на клетки по сравнению с клетками в условиях гипоксии (80,0±2,7 против 65,5±1,3%; 77,6±2,3 против 65,5±1,3% соответственно; р<0,01). Так, фекбуксостат 10 мкМ восстанавливает выживаемость клеток до 96,8±1,4%.

Активность ЛДГ измеряли для оценки интенсивности повреждения кардиомиоцитов после реоксигенации. Активность ЛДГ в клетках после гипоксии/реперфузии существенно повысилась по сравнению с контрольной группой (36,2±0,3 против 13,3±1,0; р<0,01). Тем не менее, применение фебуксостата или аллопуринола статистически достоверно предупреждает повышение активности данного фермента по сравнению с клетками после гипоксии/реперфузии (28,5±1,0 против 36,2±0,3; 31,8±1,3 против 36,2±0,3 соответственно; р<0,01). В группе клеток после гипоксии/реперфузии, обработанных фебуксостатом, активность ЛДГ была существенно ниже, чем аналогичный показатель для клеток после гипоксии/реперфузии, обработанных аллопуринолом (р<0,01). Там не менее, не отмечено статистически достоверных различий между группой контроля и группой клеток, обработанных фебуксостатом (р>0,05).

Антиапоптозный эффект фебуксостата продемонстрирован с помощью анализа TUNEL. По сравнению с контролем наблюдалось значительное увеличение доли апоптотических клеток в группе гипоксии/реперфузии (54,6±3,8 против 9,9±0,3; p<0,01). Тем не менее, применение фебуксостата и аллопуринола позволяло подавить гипоксия-/реперфузия-индуцированное повреждение КННК-клеток (38,2±2,3 против 54,6±3,8; 45,7±5,4 соответственно; р<0,01). Применение фебуксостата 10 мкМ статистически достоверно более эффективно снижает АИ по сравнению с аллопуринолом (р<0,01).

Фебуксостат и целостность митохондрий

Митохондрии мышей контрольной группы были нормальными с ненарушенной системой крист. Повреждения, индуцированные ишемией/реперфузией, приводили к набуханию митохондрий и потере крист. Примечательно, что в группе фебуксостата внешняя митохондриальная мембрана была не повреждена и имела нормальную структурную организацию. Предварительное применение фебуксостата также уменьшало выраженность набухания митохондрий. По сравнению с контрольной группой структура митохондрий группы фебуксостата существенно не изменилась. Средняя площадь митохондрий в группе, подвергшейся ишемии/реперфузии, статистически достоверно увеличилась по сравнению с контрольной группой (0,40±0,02 против 0,27±0,03 µм р<0,01). Однако в группе, предварительно получавшей фебуксостат, увеличение площади было статистически достоверно меньше (0,32±0,02 против 0,40±0,02 µм; р<0,01). Не отмечено статистически достоверных различий между группой контроля и группой фебуксостата (р>0,05).

Влияние фебуксостата на продукцию АФК и ΔΨm

Уровень продукции АФК оценивали с использованием красителя DCFH-DA. Гипоксия/реперфузия приводила к усилению продукции АФК, а применение фебуксостата — к уменьшению (2,6±0,5 против 6,2±0,4; р<0,01).

ΔΨm оценивали с целью изучения митохондриальной функции. Он был значительно снижен в клетках, подверженных гипоксии/реперфузии. Однако обработка клеток фебуксостатом позволяла восстановить ΔΨm по сравнению клетками, подверженными гипоксии/реперфузии (0,7±0,1 против 0,2±0,02; p<0,01).

Влияние фебуксостата на систему цитохрома С

Гипоксия/реперфузия способствовала статистически достоверному увеличению выхода цито­хрома С в цитоплазму по сравнению с группой контроля. Применение фебуксостата способствовало снижению уровня выхода цитохрома С из митохондрий (р<0,01).

Влияние фебуксостата на уровни экспрессии, связанные с апоптозом белков

После гипоксии/реперфузии экспрессия анти­апоптотических белков Bcl-2 и Bcl-XL резко снижается, а экспрессия проапоптотических белков Bax и Bak — повышается, что приводит к снижению cоотношения Bcl-2/Bax. После применения фебуксостата экспрессия антиапоптотических белков усиливается, в то время как уровень проапоптотических белков снижается.

Таким образом, применение фебуксостата помогает уменьшить выраженность повреждений мио­карда в эксперименте с использованием модели ишемии/реперфузии, а также уменьшить повреждения от гипоксии/реперфузии в культуре клеток. Кроме того, применение фебуксостата позволяет снизить продукцию АФК с последующим ингибированием апоптоза. Механизмы этого действия фебуксостата, вероятно, связаны с инактивацией митохондриезависимого пути апоптоза. Важно отметить, что эффект фебуксостата в контексте предупреждения развития повреждений миокарда после ишемии/реперфузии превосходит таковой аллопуринола. Это может быть связано с более высокой биологической доступностью и более мощным ингибирующим действием относительно ксантиноксидазы, характерным для фебуксостата. Кроме того, фебуксостат характеризуется более благоприятным профилем безопасности по сравнению с аллопуринолом.

Продукция АФК — ключевой механизм развития повреждений, связанных с ишемией/реперфузией [24]. Во время реперфузии ксантиноксидаза является одним из основных источников АФК. Ингибирование аллопуринолом ксантиноксидазы модулирует продукцию АФК и перегрузку клеток внутриклеточным Са при гипоксии/реперфузии в культуре клеток [25]. В эксперименте на животных показано, что применение аллопуринола уменьшает область повреждений при инфаркте миокарда после ишемии/реперфузии [26]. В свою очередь, фебуксостат, новый ингибитор ксантиноксидазы, помогает справиться с излишним давлением в левом желудочке [27] и защищает почки от повреждений, связанных с ишемией/реперфузией [21], с помощью снижения уровня продукции АФК. Кроме уменьшения продукции АФК, применение фебуксостата позволяет снизить интенсивность апоптоза, повысив выживаемость клеток. Защитные механизмы фебуксостата в отношении клеток миокарда, вероятно, обусловлены снижением продукции АФК и защитой митохондрий от повреждения [28]. Так, при применении фебуксостата ингибируется митохондриальный путь апоптоза.

В свою очередь, гипоксия изменяет митохондриальную структуру, вызывая изменения в проницаемости [29], что приводит к функциональным нарушениям в работе митохондрий, в том числе уменьшению ΔΨm, высвобождению цитохрома С в цитоплазму [30] и набуханию митохондрий [31]. Цитохром C активирует каспазы, следствием чего является апоптоз [32, 33]. В этом случае применение фебуксостата позволяет восстановить пониженный вследствие воздействия гипоксии/реперфузии ΔΨm до нормального уровня. Эти данные свидетельствуют о том, что кардиопротекторная функция фебуксостата осуществляется в том числе путем ингибирования митохондриального апоптоза.

Наряду с этим фебуксостат препятствует развитию апоптоза благодаря другому механизму, опо­средованному семейством белков Bcl-2. Некоторые процессы, протекающие в митохондриях, модулируются Bcl-2, в том числе влияющие на структуру митохондрий и апоптоз [34, 35]. Bcl-XL и Bcl-2 — антиапоптотические белки, которые поддерживают целостность внешней митохондриальной мембраны, предотвращая высвобождение цитохрома С из митохондрий. При этом некоторые проапоптотические белки, такие как Bax и Bak, вызывают повреждение митохондрий, что приводит к гибели клеток [36]. Показано, что применение фебуксостата наряду с повышением уровня экспрессии Bcl-XL и Bcl-2 (антиапоптотических белков) позволяет значительно снизить уровень экспрессии проапоптотических белков (Вах и Bak), индуцированную гипоксией/реперфузией. Эти результаты еще раз подтверждают, что применение фебуксостата препятствует развитию гипоксия-/реперфузия-индуцированного апоптоза через митохондриальный путь, и доказывают его антиапоптозную роль.

Таким образом, фебуксостат обладает кардиопротекторным эффектом при повреждениях миокарда, вызванном ишемией/реперфузией за счет уменьшения генерации активных форм кислорода и интенсивности апоптоза, активированного через митохондриальный путь. Благодаря этому применение фебуксостата у пациентов с гиперурикемией является клинически обоснованным при повреждениях миокарда.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ Литературы

Евгения Лукьянчук

No Comments » Додати свій
Leave a comment