Медицинское применение ингибиторов ГМГ–КоА–редуктазы и сопутствующий дефицит коэнзима Q10. Обзор экспериментальных работ, выполненных на млекопитающих и человеке

Лангсьон П.Х., Лангсьон А.M. Введение Все крупные испытания статинов показали, что при длительном приеме они могут быть небезопасны для пациентов с сердечной недостаточностью третьего и четвертого типов. Ингибиторы ГМГ-КоА-редуктазы или статины - класс препаратов, эффективно снижающих уровень ЛПНП-холестерина. Кроме того, данные препараты оказывают положительный эффект на сердечно-сосудистую систему и снижение смертности. На данный момент это одни из самых распространенных назначаемых препаратов в США, и миллионы пациентов принимают их регулярно. Согласно последним рекомендациям NCEP (Национальная программа изучения холестерина), даже пациенты с нормально низким уровнем ЛПНП-холестерина превентивно принимают статины для профилактики инсультов и инфарктов. Статины часто назначаются пожилым людям и получили широкое признание в медицинском сообществе. Позднее было показано противовоспалительное и тромбоцит-стабилизирующее действие статинов, что привело к их более широкому использованию. Достоверно показано, что мевалонатный путь участвует не только в биосинтезе холестерина, но также в биосинтезе жизненно необходимого кофермента Q10 (CoQ10 или убихинона). Таким образом, ингибиторы ГМГ-КоА-редуктазы блокируют синтез как холестерина, так и CoQ10 [23,59]. Взаимодействие статинов и CoQ10 было рассмотрено ранее [7,8]. Известные на данный момент факты Кофермент Q10 - кофермент для митохондриальных ферментативных комплексов, вовлеченных в окислительное фосфорилирование в производстве АТФ [38,46,47]. Предполагается, что биоэнергетический эффект CoQ10 имеет решающее значение в его клиническом применении, особенно для клеток с повышенным уровнем метаболизма, таких как кардиомиоциты. Второе фундаментальное свойство CoQ10 - его антиоксидантная активность (способность гасить свободные радикалы) [5,67]. CoQ10 - единственный известный жирорастворимый антиоксидант, для которого имеется система ферментов регенерации его окисленной формы - убихинола [16]. CoQ10 циркулирует в крови с низкоплотными липидами и служит для уменьшения окисления ЛПНП-холестерина при окислительном стрессе [1]. Известно, что CoQ10 тесно связан с витамином Е и служит для регенерации его активной (восстановленной) формы - a-токоферола [10], а также для восстановления аскорбиновой кислоты [24]. Из более поздних исследований известно, что CoQ10 участвует в передаче электронов вне митохондрий, например, при работе оксидоредуктазы цитоплазматической мембраны [67], принимает участие в цитозольном гликолизе [36] и, вероятно, активен в аппарате Гольджи и в лизосомах [22,53]. CoQ10 также играет роль в увеличении мембранной текучести [37]. Многочисленные биохимические функции CoQ10 были рассмотрены ранее в обзоре Crane [11]. CoQ10 необходим для синтеза ATФ в клетке и особенно важен для функционирования сердечной мышцы ввиду ее высокой метаболической активности. Дефицит CoQ10 в крови и сердечной мышце часто регистрировался при сердечной недостаточности [19,28]. Австралийская группа кардиохирургов показала ухудшение функции сердечной мышцы, связанное с возрастным дефицитом CoQ10 у пациентов, подвергавшихся шунтированию коронарной артерии, которое полностью компенсировалось искусственным увеличением количества CoQ10 [57]. Позднее эти исследователи провели испытания дооперационной CoQ10 терапии и показали улучшение результатов коронарного шунтирования [58]. Клинические испытания дополнительной CoQ10 терапии при заболеваниях сердца (включая сердечную недостаточность, ишемическую болезнь, гипертензию) и при операциях на сердце были рассмотрены ранее [33,34]. В данный момент США переживают эпидемию застойной сердечной недостаточности с существенным увеличением смертности. Количество смертей вследствие застойной сердечной недостаточности возросло с 10000 случаев в год в 1968 г. до 42000 в 1993 г. Частота госпитализаций с данным диагнозом возросла более чем втрое с 1970 г. по 1994 г. Статистика крупнейших центров исследования данной проблемы - научного центра Генри Форда «Сердце» и Детройтского Института изучения сосудистых заболеваний - говорит том, что с 1989 по 1997 гг. данный диагноз стал ставиться вдвое чаще. За этот девятилетний период в центре Генри Форда было зарегистрировано 26442 случая, что соответствует росту от 9 до 20 случаев на 100 пациентов в год. Результаты были обработаны и предоставлены исследовательской организацией REACH (Resource Utilization Among Congestive Heart Failure) [44]. Статины впервые были представлены в 1987 г. и считаются наиболее эффективными препаратами для регуляции повышенного уровня холестерина. Несмотря на то, что статины хорошо переносятся большинством пациентов, они могут вызывать различного рода миопатии, из которых наиболее серьезной является рабдомиолиз. Данная проблема обсуждалась в недавней статье Томпсона [66], и, кратко подводя итог о негативном влиянии статина на мышечную ткань, можно сделать следующие выводы: - прием статинов приводит к снижению количества холестерина в мембранах скелетных мышц, - к снижению уровня убихинона, - к снижению уровня фарнезилпирофосфата, интермедиата синтеза убихинона, необходимого для активации группы малых G-белков. В данной статье мы рассмотрим существующую литературу об испытаниях на животных и человеке, оценивающих эффекты статинов, уровень CoQ10 в крови и тканях. Статининдуцированный дефицит CoQ10 также должен рассматриваться в контексте вышеупомянутой эпидемии сердечной недостаточности. Негативный эффект статинов, приводящий к снижению уровня CoQ10, должен быть принят во внимание врачами при их назначении. Эксперименты на животных С 1990 по 2001 гг. были опубликованы результаты 15 испытаний на животных шести различных видов: шесть на крысах, три на хомячках, три на собаках, одно на кроликах, одно на морских свинках и одно на обезьянах. В опытах на свинках и хомячках оценивали влияние статинов на уровень CoQ10 в крови и тканях. Девять из этих 15 исследований показали особо неблагоприятный эффект статинидуцированного дефицита CoQ10: уменьшенное производство ATФ, увеличение негативных последствий ишемии, увеличение смертности при кардиомиопатии, повреждение скелетных мышц и их дисфункцию. Некоторые из животных используют кофермент Q9 в качестве убихинона. Он является гомологом с более короткой цепью, чем кофермент Q10, и в этих случаях кофермент называют просто CoQ. Первые данные, полученные на животных, были опубликованы в 1990 г. Уиллисом и говорили о существенном снижении концентрации CoQ в крови, сердце и печени самцов взрослых крыс после приема ловастатина. Ловастатининдуцированный дефицит CoQ в крови и тканях полностью компенсировался дополнительным приемом CoQ [70]. В 1992 г. Лоу показал подобное снижение концентрации CoQ в печени и сердце крыс после приема ловастатина (мевилонина), подтверждая данные Уиллиса [42]. В 1993 г. Фуками и соавт. изучали симвастатин на кроликах и показали увеличение креатининкиназной и лактатдегидрогеназной активностей и некроз скелетных мышц [20]. У кроликов, принимавших симвастатин, было отмечено значительное снижение концентрации CoQ в печени и миокарде по сравнению с контрольной группой. Интересно отметить, что уровень CoQ в скелетных мышцах при этом не изменился. Также в 1993 г. Белихард изучал действие ловастатина на хомячках, больных кардиомиопатией, и показал уменьшение уровня CoQ в миокарде на 33% по сравнению с контрольной группой [4]. Искусственное снижение уровня холестерина у хомячков с помощью фенофибрата не приводило к снижению уровня кофермента Q10. Статины - единственный класс препаратов, блокирующих синтез липидов, которые при этом блокируют синтез мевалоновой кислоты. В 1994 г. Диболд показал снижение концентрации CoQ в миокарде взрослых морских свинок (от 2 лет), при этом ловастатин не оказывал никакого эффекта на уровень CoQ молодых животных (2-4 месяца) [14]. Показано, что взрослые животные более чувствительны к побочным эффектам статиновой терапии. Также в 1994 г. Луп показал снижение концентрации CoQ в печени крыс, которое полностью компенсировалось дополнительным приемом кофермента Q [41]. В 1995 г. Сейто показал, что симвастатин значительно снижает уровень CoQ10 в миокарде собаки, больной ишемией [61]. Водорастворимый правастатин также изучался на этой модели, и оказалось, что он не вызывает ухудшения митохондриального окисления в миокарде собак, как и не снижает уровень CoQ10 в миокарде. Предполагается, что жирорастворимый симвастатин вреднее благодаря тому, что лучше проникает в митохондриальную мембрану. В 1997 г. Моранд изучал хомячков, обезьян и свинок и показал снижение уровня CoQ10 в сердце и печени при приеме симвастатина [48]. Исследователи не видели никакого снижения уровня CoQ10 в сердце и печени при использовании экспериментального холестеринпонижающего препарата 2,3-оксидоскваленланостерол циклазы, который блокирует синтез холестерина ниже мевалоната и поэтому не снижает биосинтез кофермента Q10. В 1998 г. Накахара сравнивал действия симвастатина (жирорастворимый ингибитор ГМГ-КоA-редуктазы) и правастатина (водорастворимый ингибитор) [52]. В группе 1 кролики получали симвастатин в количестве 50 мг/кг в сутки в течение четырех недель. Было зарегистрировано сокращение CoQ10 в скелетных мышцах 22-36% и их некроз. Группа 2 получала правастатин по 100 мг/кг в сутки в течение четырех недель. Прием правастатина не вызвал повреждения скелетных мышц, но понизил уровень CoQ10 в них на 18-52%. В группе 3 животные получали высокую дозу правастатина - 200 мг/кг в сутки в течение трех недель и 300 мг/кг в сутки последующие три недели. При этом было отмечено большее снижение уровня CoQ10 в скелетных мышцах на 49-72% и их некроз. В 1998 г. Сугияма показал, что правастатин вызывает существенное снижение активности митохондриального комплекса I в мышечной ткани диафрагмы крыс в возрасте 35-55 недель [65]. Авторы сделали вывод о необходимости тщательных клинических испытаний правастатина и его влиянии на дыхательные мышцы, особенно для пожилых пациентов. В 1999 г. Ишихара исследовал действие статинов на собаках, больных ишемией. При этом жирорастворимые симвастатин, аторвастатин, флувастатин и серивастатин приводили к ухудшению сокращения миокарда после реперфузии, в то время как водорастворимый правастатин не оказывал вредного эффекта на сокращение сердца [25]. В 2000 г. Сейто подтвердил его данные о негативном эффекте аторвастатина, флувастатина и серивастатина [60]. В 2000 г. Калискан в экспериментах на крысах показал, что симвастатин приводит к существенному снижению уровня холестерина и концентрации ATФ в плазме крови в прямом соответствии со снижением уровня CoQ10 [9]. В 2000 г. Марц в экспериментах на хомячках с наследственной кардиомиопатией показал, что ловастатин, но не правастатин, в дозе 10 мг/кг значительно увеличивает смертность хомячков в результате снижения уровня миокардиального CoQ10 [43]. Наконец, в 2001 г. эксперименты Писаренко на крысах, получавших симвастатин в дозе 24 мг/кг в течение 30 дней, показали существенное уменьшение ATФ и креатининфосфата в миокарде, показав, что статининдуцированный дефицит CoQ10 оказывает негативное влияние на энергетику миокарда [56]. Итоги экспериментов на животных Данные, полученные в результате исследований на животных, показывают, что статиновая терапия приводит к дефициту коэнзима Q10 в крови и тканях, а дефицит кофермента Q приводит к неблагоприятным последствиям при кардиомиопатии и ишемическом заболевании, а также к некрозу скелетных мышц. На морских свинках показано, что прием статинов приводит к снижению уровня CoQ в миокарде только взрослых животных. Существенное снижение уровня CoQ выявлено в ткани сердца и печени у хомяков, обезьян, свинок. Отдельно стоит отметить, что жирорастворимые статины имеют большую степень токсичности, что особенно проявлялось у собак с ишемией. Таким образом, можно заключить, что статины способны снижать уровень кофермента Q у животных, и степень Q-дефицита зависит от принимаемой дозы статина. Во всех экспериментах, где животные принимали дополнительную дозу к