Введение. Изучение веществ с антикоагулянтными свойствами актуально для физиологии и медицины в связи с широким распространением тромбоопасных состояний в организме человека и животных. Известны растения с подобными эффектами за счет наличия в их тканях молекул полисахаридных гепариноподобных компонентов, которые препятствуют развитию тромбозов. Цель исследования – выявить антикоагулянтные и антиполимеризационные в отношении фибрина эффекты полученного нами экстракта из корней селекционного пиона Bartzella и описать возможные механизмы его действия на экспериментально вызванный тромбоз у крыс. Методика. Исследовано влияние экстракта из селекционного пиона на антикоагулянтную активность плазмы крови крыс тремя тестами – АЧТВ (активированного частичного тромбопластинового времени), ПВ (протромбинового времени), ТВ (тромбинового времени), степень полимеризации фибрина и на процессы растворения фибрина в условиях тромбообразования ex vivo. Использовались лабораторные животные – крысы-самцы линии Wistar. Оценивали фибринолитическую активность плазмы крови крыс по тестам суммарной фибринолитической активности (СФА), неферментативного фибринолиза (НФ), ферментативного фибринолиза (ФФ) на нестабилизированных пластинах фибрина. Полимеризацию фибрина выявляли по тесту фибриндеполимеризационной активности (ФДПА) плазмы крови на нестабилизированном фактором XIIIa фибрине. Результаты. Установлено наличие антикоагулянтных (по удлинению АЧТВ, ТВ, ПВ) и фибринолитических (по усилению СФА, НФ) свойств плазмы после добавления экстракта из гибридного пиона к плазме крови здоровых крыс в соотношении 0.25:1. В условиях ex vivo при моделировании тромбоза у крыс введением животным тканевого тромбопластина (первая модель тромбоза – МТ) добавление к такой плазме крови экстракта из корней пиона Bartzella повышало СФА и НФ на 26 и 45% соответственно. Описаны механизмы активирующего действия экстракта на фибринолиз плазмы вследствие ингибирования тромбина и полимеризации фибрина. На второй МТ ex vivo (в пробирках к плазме крови крыс в объеме 0.2 мл приливали 2 NIH ед. тромбина – 0.05 мл, фибриновый сгусток образовывался в течение 2-3 мин) показано, что экстракт из пиона в объеме 0.1 мл 0.5%-й, добавленный к предобразованному сгустку спустя 15 мин после создания МТ, способен растворять фибрин. Заключение. Установлено, что экстракт из корней селекционного пиона обладал антикоагулянтным и фибриндеполимеризационным эффектами, также при действии на предобразованный нестабилизированный фибрин вызывал растворение свежеобразованных фибриновых сгустков. Описаны механизмы активирующего действия экстракта на фибринолиз плазмы вследствие ингибирования тромбина и полимеризации фибрина. Introduction. Studying substances with anticoagulant properties is relevant for physiology and medicine due to the widespread occurrence of thrombotic conditions in humans and animals. Plants with such effects are known for the presence of anti-thrombotic polysaccharide heparin-like components in their molecular structure. The aim of the study was to identify the anticoagulant and antipolymerization effects on fibrin of the extract obtained from the roots of the breeding peony Bartella and to describe possible mechanisms of its action on experimental ex vivo thrombosis in rats. Methods. The effect of a breeding peony extract on the anticoagulant activity of rat blood plasma was studied using three tests, including activated partial thromboplastin time (APTT), prothrombin time (PT), and thrombin time (TT), on the degree of fibrin polymerization (DFP) and on the fibrin dissolution in ex vivo thrombosis. Wistar male rats were used for the experiments. The fibrinolytic activity of rat blood plasma was evaluated by tests of total fibrinolytic activity (TFA), non-enzymatic fibrinolysis (NEF), and enzymatic fibrinolysis (EF) on non-stabilized fibrin plates. Fibrin polymerization was detected with the test of fibrin-depolymerization activity (FDPA) of blood plasma on factor XIIIa-unstabilized fibrin. Results. The study demonstrated the anticoagulant (by prolongation of APTT, TT, and PT) and fibrinolytic (by increases in TFA and NEF) properties of the plasma from healthy rats after the addition of the peony extract to plasma in a ratio of 0,25:1. In the ex vivo model of thrombosis in rats injected with tissue thromboplastin (first thrombosis model, TM), the addition of the peony root extract to such plasma increased TFA and NEF by 26% and 45%, respectively. The mechanism of the activating effect of the extract on plasma fibrinolysis was found to be due to the inhibition of thrombin and of the fibrin polymerization. In the second ex vivo TM (2 NIH units of thrombin in a volume of 0,05 ml were added to 0,2 ml of rat blood plasma; a fibrin clot formed within 2-3 minutes), it was shown that a 0,5% extract in a volume of 0,1 ml added to a pre-formed clot 15 minutes after modeling thrombosis, was capable of dissolving fibrin. Conclusion. The breeding peony root extract had anticoagulant and fibrin-depolymerization effects. When acting on pre-formed non-stabilized fibrin the extract caused the dissolution of freshly formed fibrin clots. A possible mechanism of the effect of the breeding peony extract on the fibrin dissolution in a blood clot due to thrombin inhibition is discussed.
Введение. Аспарагиновая кислота участвует в обмене веществ, способствует поступлению ионов калия и магния внутрь клетки, является нейромедиатором в центральной нервной системе, проявляет адаптогенное действие и положительно влияет на сердечную мышцу. Антикоагулянт крови гепарин, подобно аспарагиновой кислоте, вносит свой вклад в регуляцию нервной, эндокринной, иммунной систем организма. Однако в литературе не обнаружено сведений о влиянии соединений аспарагиновой кислоты с гепарином на антикоагулянтные и фибринолитические свойства крови. Цель исследования: создание соединения аспарагиновой кислоты с гепарином (АГ) и изучение его влияния на антикоагулянтную и фибринолитическую активность крови в условиях in vitro и in vivo. Материалы и методы. В экспериментах использовали высокомолекулярный гепарин (Serva, США) и препараты аспарагиновой кислоты (ООО «АО Реахим», Россия). Эксперименты проведены на крысах-самцах (n = 38) линии Wistar массой тела 250–300 г. Животные были разделены на 4 группы: группа 1 (n = 10) — получавшие соединение АГ; группа 2 (n = 10) — получавшие препарат аспарагиновой кислоты (А); группа 3 (n = 8) — получавшие гепарин (Г); группу 4 (контроль) составили нормальные здоровые животные (n = 10), получавшие 0,85% раствор натрия хлорида вместо препаратов. Введение препаратов осуществляли перорально в течение 5 сут через каждые 24 ч. Кровь на исследование отбирали у животных из vena jugularis с использованием в качестве консерванта 3,8% цитрата натрия через 20 ч после пятого (последнего) введения препаратов и спустя 7 сут (168 ч) после отмены их введения. В условиях in vitro проводили определение суммарной (СФА), ферментативной (ФФA) и неферментативной (фибриндеполимеризационной, ФДПА) фибринолитической активности соединения АГ в пределах концентраций от 10–2до 10–6 М, а также антикоагулянтной активности по тестам активированного частичного тромбопластинового времени (АЧТВ) и тромбинового времени (ТВ) при добавлении к плазме крови здоровых животных каждого из препаратов (соединения АГ, А, Г). В плазме крови in vivo у животных всех групп через 20 и 168 ч после пятого введения препаратов определяли фибринолиз по тестам СФА, ФФA, ФДПА, активность тканевого активатора плазминогена (ТАП), антикоагулянтную активность (по тестам АЧТВ и ТВ). Результаты. В условиях in vitro соединение АГ обладало высокой антикоагулянтной и фибриндеполимеризационной активностью и ингибировало активность тромбина по сравнению с его составными частями. В условиях in vivo соединение АГ через 20 ч после последнего введения усиливало антикоагулянтную активность (по тестам АЧТВ и ТВ) на 24%, фибринолитическую активность (по тестам СФА, ФДПА, ФФA и ТАП) — на 106, 70, 180 и 37% соответственно и способствовало ингибированию процессов полимеризации фибрина по сравнению с составными частями. Подобная картина сохранялась и через 168 ч после введения соединения АГ в отличие от его составных частей: антикоагулянтная активность (по тесту АЧТВ) была значительно (на 22%) удлинена, параметры СФА, ФДПА и ФФA оставались также повышенными (на 55–61 и 100% соответственно), что свидетельствует о длительности эффектов соединения АГ. Заключение. Установлена длительность противосвертывающего эффекта исследуемого соединения АГ. Рассмотрены возможные механизмы действия соединения АГ в кровотоке, обусловленные свойствами как нового соединения, так и включенного в его состав гепарина. Сделан вывод о перспективности использования препаратов, содержащих аспарагиновую кислоту и гепарин, для предупреждения процессов тромбообразования, которые зачастую наблюдаются при развитии ишемической болезни сердца. Background. Aspartic acid participates in metabolism, promotes the entry of potassium and magnesium ions into the cell, is the neurotransmitter of the central nervous system, exhibits adaptogenic effect and positively affects on the heart muscle. Blood anticoagulant heparin, like aspartic acid, contributes to the regulation of the nervous, endocrine, and immune systems. However, no information was found in the literature about the effect of aspartic acid compounds with heparin on anticoagulant and fibrinolytic blood properties. Objectives: to create a compound of aspartic acid with heparin (AH) and to study its effect on anticoagulant and fibrinolytic blood activity in vitro and in vivo. Materials/Methods. High molecular weight heparin (Serva, USA) and aspartic acid preparations (Reahim LLC, Russia) were used in the experiments that were carried out on Wistar male rats (n = 38) weighing 250–300 g. The animals were divided into 4 groups: group 1 (n = 10) received AН; group 2 (n = 10) received aspartic acid (A); group 3 (n = 8) received heparin (H); control group 4 consisted of normal healthy animals (n = 10) received 0.85% sodium chloride solution instead of drugs. The drugs were administered per os for 5 days every 24 hours. Blood was taken from vena jugularis 20 hours after the fifth (last) drugs administration and 7 days (168 hours) after canceling their introduction. In vitro, the total (TFA), enzymatic (EFA) and non-enzymatic (fibrin-depolymerization, FDPA) fibrinolytic activities of the AH compound within concentration range from 10–2 to 10–6 M were determined, as well as anticoagulant activity according to the tests of activated partial thromboplastin time (APTT) and thrombin time (TT) when each of the drugs (compound AH, A, H) was added to plasma of healthy animals. In vivo, 20 and 168 hours after the fifth drugs administration, fibrinolysis (according TFA, EFA, FDPA), tissue plasminogen activator (TPA) activity, anticoagulant activity (according to APTT and TT) were determined in blood plasma of all animals. Results. In vitro AH compound had high anticoagulant and fibrin-depolymerization activities and inhibited thrombin activity compared to its constituent parts. In vivo 20 hours after the last administration, AH compound increased anticoagulant activity (according to APTT and TT) by 24%, fibrinolytic activity (according to TFA, EFA, FDPA and TAP) by 106, 70, 180 and 37%, respectively and promoted the inhibition of fibrin polymerization processes compared to constituent parts of AH compound. A similar pattern was identified 168 hours after AH compound administration, in contrast to its constituent parts: anticoagulant activity (according to APTT) was significantly (by 22%) prolonged, TFA, FDPA, and EFA also remained elevated (by 55–61 and 100%, respectively), that testified the duration of AH compound effects. Conclusions. The duration of the anticoagulant effect of the studied AH compound was proved. The possible action mechanisms of AH compound in blood flow due to the properties of both the new compound as well as heparin included, have been considered. The use of drugs containing aspartic acid and heparin is promising to prevent thrombogenesis, which is often observed in coronary heart disease.
Исследованы коагулянтные свойства препарата на основе хитозана в условиях in vitro и при пероральном ежедневном введении в течение 14 сут здоровым крысам (100 мг/кг). В этот период у крыс установлено усиление свертываемости крови: снижение фибринолитического потенциала, активности плазмина и увеличение степени полимеризации фибрина, а также повышение агрегации тромбоцитов, что сохранялось и через 7 сут после прекращения введения препарата. Рассмотрены возможные механизмы действия производного хитозана на процессы гемостаза и фибринолиза.
Введение. Актуальной проблемой физиологии и медицины является создание безопасных антитромботических препаратов. Обычно применяют антикоагулянты гепариновой природы. Цель работы - изучение противосвертывающего эффекта комплекса низкомолекулярного гепарина с аспирином (КГА) при его пероральном применении. Методика. КГА создан при весовом соотношении гепарина и аспирина 1:6. Определены агрегация тромбоцитов, антикоагулянтная, фибринолитическая и фибриндеполимеризационная активности плазмы при ежедневном в течение 7 сут пероральном применении КГА в дозе 1 мг/кг массы тела здоровым крысам и при моделировании у них гиперкоагуляции введением тканевого тромбопластина. Результаты. Через 20 ч после седьмого введения здоровым крысам КГА в плазме крови установлено повышение антикоагулянтной активности (АЧТВ) на 20%, суммарной фибринолитической активности (СФА) на 30%, фибриндеполимеризационной активности (ФДПА) на 45% и снижение агрегации тромбоцитов на 16 % по сравнению с нормой. Через 60 мин после последней трехкратной через каждые 30 мин инъекции тканевого тромбопластина (модель гиперкоагуляции)на фоне предварительного в течение 7 сут поступления КГА в организм крыс (опыт) отмечались нормальные значения параметров гемостаза в отличие от показателей у контрольных крыс, получавших тромбопластин на фоне семикратно вводимого физиологического раствора (вместо комплекса). Заключение. Впервые установлена способность КГА проявлять антикоагулянтные, фибринолитические, фибриндеполимеризационные свойства и снижать агрегацию тромбоцитов при пероральном введении здоровым крысам, а также животным с гиперкоагуляцией. Делается вывод о перспективности исследования КГА в качестве антитромботического перорального средства, что в дальнейшем следует учитывать при разработке подходов к терапии гиперкоагуляционных состояний. Creation of safe antithrombotic drugs is a relevant problem of physiology and medicine. Generally, heparin anticoagulants are used. The aim of this work was to study the anticoagulant effect of an oral combination drug including a low molecular weight heparin and aspirin (CHA). Methods. CHA was formulated with a 1:6 w/w ratio of heparin and aspirin. Platelet aggregation, anticoagulant, fibrinolytic, and fibrin-depolymerization activities of plasma were determined with daily oral administration of CHA (1 mg/kg body weight, daily, for 7 days) to intact rats and to rats with hypercoagulation modeled by administration of tissue thromboplastin. Results. 20 h after the 7th administration of CHA to control rats, increases in plasma anticoagulant activity (activated partial thromboplastin time, aPTT) by 20%, total fibrinolytic activity (TFA) by 30%, and the fibrin-depolymerization activity (FDPA) by 45%, and a decrease in platelet aggregation by 16% as compared to the intact rats were observed. 60 min after the last of three tissue thromboplastin injections administered every 30 minutes (hypercoagulation model) following the CHA administration for 7 days (experiment), hemostasis parameters were normal as distinct from the control rats treated with thromboplastin following 7 administrations of a saline solution (instead of CHA). Conclusion. This study was the first to demonstrate that CHA has anticoagulant, fibrinolytic, and fibrin-depolymerizing activities and reduces platelet aggregation when administered orally both to intact rats and rats with hypercoagulation. Thus, we concluded that CHA is promising as an oral antithrombotic drug, which should be taken into account in future development of the treatment of hypercoagulation conditions.
На современном этапе остро стоит проблема разработки безопасных препаратов для борьбы с тромботическими осложнениями, возникающими при различных функциональных (сердечно-сосудистых, легочных и др.) и вирусных (развитие Covid) заболеваниях. Обычно применяют антикоагулянты гепариновой природы. В древовидных и травянистых пионах обнаружено наличие гепариноподобных веществ. Цель исследования - изучение антикоагулянтного действия и процессов деполимеризации фибрина гибридных сортов пионов («Куинджи», «Академик Садовничий» и «Коралл») и используемого для их выращивания древовидного (P. suffruticosa) в сравнительном аспекте. Методика. Объектом исследования служили корни гибридных пионов («Куинджи», «Академик Садовничий», «Коралл») и P. suffruticosa. Разработаны методы получения экстрактов из корней пионов и выявлена природа действующего начала. Определены антикоагулянтная, фибринолитическая активность и степень полимеризации фибрина после их включения в плазму крови крыс. Результаты. Экстракты из всех гибридных пионов и древовидного в концентрациях 1 и 10-3 мг/мл обладали антикоагулянтной и фибриндеполимеризационной активностью (ФДПА), но в разной степени. В них отмечалось превышение антикоагулянтной активности по тестам АЧТВ на 32-48%, тромбинового времени (ТВ) - на 8-15%, протромбинового времени - на 14-21%, и фибринолиза по тестам суммарной фибринолитической активности (СФА) - на 27-50%, ФДПА - на 49-80% , в то время как в экстракте из древовидного пиона эти активности усиливались в меньшей степени: антикоагулянтная активность повышалась на 23% (АЧТВ), на 7% (ТВ), а фибринолиз на 18-20% (СФА) и на 47% (ФДПА) по сравнению с нормой. Впервые обнаружено наличие гепариноидов в экстрактах из гибридных пионов. Заключение. Впервые установлена способность экстрактов из корней гибридных пионов проявлять синергические антикоагулянтные и фибриндеполимеризационные эффекты, превышающие таковые у экстракта из пиона древовидного. На основе полученных данных возникает необходимость исследования гибридных пионов в качестве антитромботических и антиатеросклеротических агентов. At present, developing safe drugs to combat thrombotic complications arising from various functional (cardiovascular, pulmonary, etc.) and viral (Covid-19) diseases is an acute problem. Usually, heparin-like anticoagulants are used in treatment of these diseases. These substances were found in tree and herbaceous peonies. The aim of this investigation was to compare the anticoagulant action and processes of fibrin depolymerization of hybrid peonies («Kuindzhi», «Academician Sadovnichy» and «Coral») and tree peonies (P. suffruticosa) that are used for heparin production. Roots of hybrid peonies («Kuindzhi», «Academician Sadovnichiy», «Coral») and P. suffruticosa were the object of research. Methods. Procedures to prepare peony root extractions were developed, and the nature of the active agent was determined. The anticoagulant, fibrinolytic activity, and the degree of fibrin polymerization were determined after addition to rat plasma. Results. For the first time, heparin-like substances were detected in extracts from hybrid peonies. At concentrations of 1 and 10-3 mg/ml, extracts from all hybrid peonies exhibited anticoagulant and fibrin-depolymerizing activity (FDPA), but to different degrees. Anticoagulant activity (ACTV) increased by 32-48%, thrombin time (TT) by 8-15%, prothrombin time by 14-21%, total fibrinolytic activity (TFA) by 27-50%, and FDPA by 49-80% compared to control. These activities were less in tree peony extract: ACTV increased by 23%, TT by 7%, TFA by 18-20%, and FDPA by 47% compared to control. Conclusion. For the first time the ability of hybrid peony root extract to show synergistic, anticoagulant and fibrin depolymerization effects exceeding those of extract from tree peony was established. These data demonstrate that hybrid peonies should be studied as sources of antithrombotic and anti-atherosclerotic agents.
Введение. Препараты разной структуры - углеводной, пептидной, белковой оказывают значительный противосвертывающий эффект в кровотоке с одновременным улучшением углеводного обмена. Цель - изучение в сравнительном аспекте влияния препаратов разной структуры (пептида, производного диоксикумарина и ацетилсалициловой кислоты -АСК) на свертывание крови, изменение углеводного обмена при интрагастральном способе их введении крысам. Методика. Использовались стандартные коагулологические методы и способы определения уровня глюкозы крови крыс. Каждый из препаратов (пептид Lys-Arg-Arg-Lys-Pro-Gly-Pro, варфарин и АСК) вводили лабораторным крысам Wistar интрагастрально в эффективной дозе (100 мкг/кг - пептид и варфарин и 1 мг/кг - АСК) в течение 7 сут на фоне развития метаболического синдрома, индуцируемого высококалорийной диетой (ВКД). Определения производили через 20 и 168 ч после последнего введения препаратов при продолжающемся постоянном кормлении крыс ВКД. Результаты. Установлено, что как через 20 ч, так и через 168 ч после последнего введения пептида и АСК агрегация тромбоцитов имела тенденцию к снижению и составляла 72-76% (через 20 ч) и 81-66,7% (через 168 ч); фибринолиз статистически значимо повышался при действии пептида на 61-180%, АСК - на 15-41%, варфарина - на 14-34%; активированное частичное тромбопластиновое время значимо удлинялось под влиянием пептида и варфарина на 24-52 и 31-52% соответственно; свертывание крови по тесту протромбинового времени снижалось только под влиянием варфарина (на 12.3%); уровень глюкозы крови нормализовался под влиянием всех использованых препаратов и составлял 4,9-6,5 ммоль/л против 8.1-8.8 ммоль/л при метаболическом синдроме. Заключение. При сравнении действия пептида, варфарина и АСК установлены гипокоагуляционные и гипогликемические эффекты в разной степени. Максимальным антикоагулянтным и фибринолитическим действием обладал пептид; варфарин проявлял антикоагулянтное действие только по тесту протромбиновое время, ацетилсалициловая кислота обладала антитромбоцитарным и фибриндеполимеризационным действием. Drugs with different structure, carbohydrates, peptides, and proteins, can produce a significant anticoagulation effect and simultaneously improve carbohydrate metabolism. The aim of this study was to compare effects of drugs with different structure, a peptide, a dioxicoumarin derivative, and acetylsalicylic acid (ASA), on coagulation and changes of carbohydrate metabolism in intragastric administration to rats. Methods. Standard methods for studying coagulation and measuring blood glucose in rats were used. Each of the study drugs (Lys-Arg-Arg-Lys-Pro-Gly-Pro peptide, warfarin, and ASA) was administered to Wistar rats intragastrically at an effective dose (100 mcg/kg for the peptide and warfarin and 1 mg/kg for ASA) for 7 days during the development of metabolic syndrome (MS) induced by a high-calorie diet (HCD). Measurements were performed at 20 and 168 h after the last administration of the drugs with continuing HCD. Results. Both at 20 and 168 h after the last administration of the peptide and ASA, platelet aggregation showed a tendency to a decrease and was 72-76% (at 20 h) and 81-66.7% (at 168 h); fibrinolysis significantly increased under the action of the peptide, ASA, and warfarin by 61-180%, 15-41%, and 14-34%, respectively. Activated partial thromboplastin time significantly increased under the action of the peptide and warfarin by 24-52% and 31-52%, respectively; blood clotting as estimated in the prothrombin time test decreased only under the action of warfarin by 12.3%; blood glucose returned to a normal level under the action of each of the three study drugs and was 4.9-6.5 mmol/l vs. 8.1-8.8 mmol/l in MS. Conclusion. The peptide, warfarin, and ASA produced different degrees of the anticoagulation and hypoglycemic effects. The peptide had the strongest anticoagulation and fibrinolytic effects, warfarin produced an anticoagulant effect only according to the prothrombin time test, and acetylsalicylic acid exerted both antiplatelet and fibrin-depolymerizing effects.
Установлено регуляторное влияние лизинсодержащих пептидов Arg-Lys-Lys-Arg-Pro-Gly-Pro (RKKRPGP) и Lys-Arg-Lys-Pro-Gly-Pro (KRKPGP) на процессы свертывания крови животных. Многократное в течение 7 сут через каждые 24 ч пероральное или интраназальное введение пептидов в ежедневной дозе 100 мкг/кг массы тела крыс приводило к снижению антитромбоцитарной активности на 29 – 49 %, активности фактора XIIIa — на 15 – 49 %. При этом повышалась антикоагулянтная активность плазмы крови крыс по тесту активированного частичного тромбопластинового времени на 16 – 33 %, по тесту тромбинового времени — на 23 – 57 %. Кроме того, под влиянием пептида KRKPGP снижалась концентрация свертываемого тромбином фибриногена на 47 – 49 %. Поскольку оба пептида при пероральном и интраназальном применении в разной степени проявляли в здоровом организме антитромбоцитарную, антикоагулянтную активность и снижали активность фактора свертывания ХШа, сделан вывод, что лизинсодержащие пептиды участвуют в регуляции свертывания крови и могут считаться перспективными антитромботическими веществами.
Введение. Короткие регуляторные пролинсодержащие пептиды могут оказывать противосвертывающие эффекты в организме и проявлять защитное действие при тромбозах. Цель исследования - выявление косвенных эффектов пептидов глипролинового ряда Pro-Gly-Pro (PGP) и Arg-Glu-Arg-Pro-Gly-Pro (RERPGP) на функцию эндотелия сосудов и состояние системы фибринолиза в норме и при нарушении липидного обмена. Методика. Пептиды были синтезированы в институте молекулярной генетики РАН. В экспериментах использовано 60 лабораторных белых крыс-самцов линии Wistar. Проведено 2 серии экспериментов - на здоровых крысах и животных с экспериментально воспроизведенным метаболическим синдромом (МС). Пептиды вводили интраназально в течение 7 сут через каждые 24 ч (100 мкг/кг) ежедневно. Анализ крови осуществляли через 20 и 168 ч после завершающего введения пептидов. Определяли уровни метаболитов оксида азота (NO) и активности тканевого активатора плазминогена (ТАП). Результаты. Выявлены различия в действии PGP и RERPGP на исследуемые параметры у здоровых животных. В плазме крови крыс через 20 ч после семикратного введения пептида PGP установлено значительное повышение активности ТАП и метаболитов NO, которое сохранялось на протяжении 168 ч эксперимента, в то время как под влиянием RERPGP отмечалось повышение только уровня нитратов и нитритов через 168 ч после его применения. Пептид PGP также оказывал выраженные эффекты на функцию эндотелия организма и при развитии МС. Активность ТАП значительно и статистически значимо увеличивалась через 20 ч после семикратного введения пептида, эти изменения наблюдались также спустя 168 ч после применения PGP. Эти величины практически соответствовали значениям ТАП у здоровых крыс. Уровень метаболитов NО также значимо повышался при воздействии PGP на фоне МС. Сделано предположение о возможных механизмах действия пептидов на сосудистый эндотелий. Заключение. Пептиды глипролинового ряда оказывали стимулирующее влияние на функцию эндотелия в организме как в норме, так и при патологии, повышая активность тканевого активатора плазминогена и концентрацию метаболитов оксида азота. Short regulatory proline-containing peptides can exert an anticoagulation effect and be protective in thrombosis. The aim of this study was to identify indirect effects of glyproline peptides Pro-Gly-Pro (PGP) и Arg-Glu-Arg-Pro-Gly-Pro (RERPGP) on vascular endothelial function and the fibrinolytic system in normal and impaired lipid metabolism. Methods. Peptides were synthesized at the Institute of Molecular Genetics, Russian Academy of Sciences. Experiments were performed on 60 male Wistar rats divided into healthy animals and animals with experimental metabolic syndrome (MS). Peptides (100 μg/kg) were administered intranasally, once a day for 7 days. Blood tests were performed 20 h and 168 h after the last administration of the peptides. Concentrations of nitric oxide (NO) metabolites (sum plasma concentration of nitrate and nitrite) and the activity of tissue plasminogen activator (TAP) were measured. Results. The effects of PGP and RERPGP on the endothelial function in healthy animals were different. Significant increases in both TAP activity and NO metabolite concentration were found in plasma 20 h after 7 PGP administrations, which persisted throughout 168 h of the experiment. Only an increase in nitrate/nitrite was observed at 168 h after the RERPGP administration. PGP also exerted pronounced effects on the endothelial function, including in MS. TAP activity was significantly increased at 20 h after 7 administrations of the peptide, and this effect remained at 168 h after the PGP administration. These values were practically similar to the TAP values in healthy rats. Concentrations of NO metabolites were also significantly increased after the PGP exposure of MS rats. Possible mechanisms for the peptide activation of vascular endothelium are discussed. Conclusion. Glyproline peptides had a stimulatory effect on the endothelial function both in normal and pathological conditions by increasing the TAP activity and the concentration of NO metabolites.
Introduction. Metabolic syndrome (MS) is accompanied by hyperlipemia, hypercoagulability, endothelial dysfunction. The search for new means of combined action, restoring fat metabolism and normal function of the endothelium and platelet hemostasis is relevant. Aim: to study the effect of Pro-Gly-Pro, Pro-Arg-Pro, Arg-Pro-Gly-Pro and Pro-Gly-Pro-Leu on tissue plasminogen activator, level of final nitric oxide metabolites and platelet aggregation in MS rats. Materials and methods. Rats received a high-calorie diet for the development of MS. After 6 weeks, the peptides were administered intranasally to animals at a dose 50 μg/kg daily for 7 days. Parameters of fibrinolysis system, ADP-platelet aggregation, and final metabolites of nitric oxide were determined in rat blood plasma — 20 hours and 7 days after the last drugs administration. Results. The development of MS in rats led to depression of anticoagulation system and endothelial dysfunction. Proline-containing peptides in simulated conditions caused activation of anticoagulation system and endothelial function. The studied peptides with their repeated use led in the bloodstream to unidirectional changes of varying degrees in platelet haemostasis after their multiple intranasal applications to animals. The maximum reduction in platelet aggregation was detected for Pro-Arg-Pro. This tripeptide significantly increased the levels of final metabolites of nitric oxide and tissue plasminogen activator. Conclusion. The most pronounced and stable effect on hemostatic and endothelial functions in simulated conditions was identified for Pro-Arg-Pro. Perhaps this effect is due to the structural characteristics of peptides, namely, the position of arginine in close proximity of proline. REFERENCES 1. Flavahan N.A. In the field of development — a new paradigm for under standing vascular disease. J Cardiovasc Pharma- col. 2017;69(5):248–63. 2. Bokarev I.N. Hematology for the practitioner. [Gematologiya dlya practisheskogo vracha]. Moskva: MIA, 2018. 342 s (in Russ.).3. Kuznik B.I. Cellular and molecular mechanisms of hemostasis regulation em in health and disease: monograph. [Kletoch- nye i molekulyarnye mekhanizmy regulyacii sistemy gemostaza v norme i patologii: monografiya]. Chita: Ekspress-izdatel’stvo, 2010. 832 s (in Russ.). 4. Babichev A.V. The role of the endothelium in hemostasis mech- anisms. [Rol’ endoteliya v mekhanizmah gemostaza]. Pediatr. 2013;4(1):122–7 (in Russ.).5. Mamedov M.N. Metabolic syndrome in Russia: prevalence, clinical peculiarities and treatment. Moscow: MIG Meditsinskaya kniga, 2011. 146 р.6. Watson T., Arya A., Sulke N., Lip G.Y.H. Antithrombotic therapy: relationship of indices of inflammation and thrombogenesis to arrhythmia burden in paroxysmal atrial fibrillation. Chest. 2010;137:869–76. 7. Xiao C., Hsieh J., Adeli K., Lewis G.F. Gut-liver interaction in tri- glyceride-rich lipoprotein metabolism. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2011;301:е429–46. 8. Cojocaru E., Zamfir C., Zamosteanu N. et al. The effects of branched chain amino-acids on HDL-cholesterol in experimen- tal animals. Rev Med Chir Soc Med Nat Iasi. 2012;116(1):200–6. 9. Lopez N., Sanchez J., Palou A., Serra F. Gender-associated impact of early leucine supplementation on adult predisposition to obe- sity in rats. Nutrients. 2018;10(1): е76. DOI: 10.3390/nu10010076. 10. Vieceli Dalla Sega F., Aquila G., Fortini F. et al. Context-dependent function of ROS in the vascular endothelium: The role of the notch pathway in development-a new paradigm for understanding vascu- lar disease. Biofactors. 2017;43(4):475–85. DOI: 10.1002/biof.1359. 11. Metelskaya V.A., Gumanova N.G. Screening method for determin- ing the level of nitric oxide metabolites in human serum. [Skrining- metod opredeleniya urovnya metabolitov oksida azota v syvo- rotke krovi cheloveka]. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2005;(6):15–8 (in Russ.). 12. Kraan J., Strijbos M.H., Sieuwerts A.M. A new approach for rapid and reliable enumeration of circulating endothelial cells in pa- tients. J Thromb Haemost. 2012;10:931–9. 13. Myasoedov N.F., Lyapina L.A., Grigorjeva M.E. et al. Mechanisms for glyproline protection in hypercholesterolemia. Pathophysio- logy. 2016;23(1):27–33. 14. Lyapina L.A., Grigorieva M.E., Obergan T. Yu., Shubina T.A. The- oretical and practical issues of studying the functional state of the blood anticoagulant system. [Teoreticheskie i prakticheskie voprosy izucheniya funkcional’nogo sostoyaniya protivosverty- vayushchej sistemy krovi]. Moskva: Advansed Solyushnz, 2012. 160 s (in Russ.). 15. Lyapina L.A., Shubina T.A., Grigorjeva M.E., Obergan T. Yu. Regulation of hemostasis functions by glyprolin peptides at met- abolic syndrome in rats. [Regulyaciya funkcij gemostaza pep- tidami gliprolinovogo ryada pri metabolicheskom sindrome u krys]. Tromboz, gemostaz i reologiya. 2017;(4):57–62 (in Russ.). 16. Grigorieva M.E., Myasoedov N.F., Lyapina L.A. et al. The hemo- stasis state under the action of proline-containing peptides in the development of experimental metabolic syndrome. [Sostoyanie sistemy gemostaza pri dejstvii prolin-soderzhashchih peptidov v usloviyah razvitiya eksperimental’nogo metabolicheskogo sin- droma]. Doklady AN. 2018;479(1):88–91 (in Russ.). 17. Shabalina A.A., Lyapina L.A., Rochev D.L. et al. Hypolipid- emic and fibrin-depolymerization effects of regulatory leucine- containing glyprolins in human blood in vitro. [Gipolipid- emicheskie i fibrindepolimerizacionnye effekty regulyatornyh lejcinsoderzhashchih gliprolinov v krovi cheloveka in vitro]. Iz- vestiya RAN. Seriya biologiya. 2015;42(1):85–9 (in Russ.). DOI: 10.1134/S1062359015010112. 18. Lugovskoy E.V., Makogonenko E.M., Komisarenko S.V. Molecu- lar mechanisms of formation and destruction of fibrin. [Komisa- renko S.V. Molekulyarnye mekhanizmy obrazovaniya i razrush- eniya fibrin]. Kiev: Naukova dumka, 2013. 230 s (in Russ.).
Введение. В ранних исследованиях была выявлена способность аргининсодержащих пептидов глипролинового ряда в условиях in vitro оказывать антикоагулянтные и суммарные фибринолитические эффекты на плазму крови лабораторных крыс. Цель исследования: изучение действия аргининсодержащих глипролинов HisPheArgTrpProGlyPro (HFRWPGP), ThrLysProArgProGlyPro (TKPRPGP), ArgGluArgProGlyPro (RERPGP) на параметры системы гемостаза крыс в условиях in vivo в норме и сравнительный анализ эффектов исследуемых пептидов с глипролином (PGP). Материалы и методы. В работе использовали пептиды HFRWPGP (АКТГ(69)PGP), TKPRPGP (Селанк), RERPGP и PGP. В опытах 20 белым лабораторным крысам интраназально вводили по 0,02 мл раствора каждого из пептидов в дозе 1 мкг/кг массы тела (3 опытных группы) или 0,85 раствора NaCl (контрольная группа) через каждые 24 ч в течение 7 суток (168 ч). Влияние пептидов на параметры гемостаза исследовали тромбоэластографическим методом, в тестах активированного частичного тромбопластинового времени и агрегации тромбоцитов, а также определяли фибринолитическую активность крови на нестабилизированном фибрине. Результаты. Каждый из исследованных препаратов обнаруживал антикоагулянтную, фибринолитическую, антитромбоцитарную активности. Противосвертывающие эффекты проявлялись через 20 ч после последнего введения и сохранялись на протяжении 168 ч. Наибольшим эффектом обладали пептиды, в состав которых входил аргинин ArgGluArgProGlyPro и Селанк. Заключение. Аминокислота аргинин в составе олигопептидов глипролинового ряда способствует усилению активации противосвертывающей системы. Introduction. Early in vitro studies revealed anticoagulant and fibrinolytic effects of argininecontaining glyprolins on plasma in rats. Aim: to study the effects of argininecontaining glyprolines HisPheArgTrpProGlyPro (HFRWPGP), ThrLysProArgProGlyPro (TKPRPGP), ArgGluArgProGlyPro (RERPGP) on rats hemostasis in vivo in normal conditions and to compare the effects of test peptides with glyproline (PGP). Materials and methods. The following peptides were used: HFRWPGP (ACTH(69)PGP), TKPRPGP (Selank), RERPGP and PGP. In experiments 20 white rats were intranasally injected with 0.02 ml of each peptide solution in a dose of 1 g/kg body weight (3 experimental groups) or 0.85 NaCl solution (control group) every 24 hours for 7 days (168 hours). The effects of peptides on hemostatic parameters were investigated by thromboelastographic method, by activated partial thromboplastin time and platelet aggregation, also fibrinolytic blood activity on nonstabilized fibrin was determined. Results. All tested peptides showed anticoagulant, fibrinolytic, antiplatelet activity. Anticoagulant effects manifested 20 hours after the last injection and persisted for 168 hours. Argininecontaining ArgGluArgProGlyPro and Selank showed the greatest effect. Conclusion. Arginine as a part of argininecontaining glyprolines intensified the activation of anticoagulation system.
Here we study the gemostatic properties of leucine-containing regulatory oligopeptides Н-Pro-Leu-Pro-OH (PLP) and H-Pro-Leu-Pro-Ala-OH (PLPA) administered orally every 24 hours for 7 days to healthy animals (rats). Standard coagulologic techniques were applied. We demonstrated that 20 hours after the 7th administration of the peptides the anticoagulant activity in the blood plasma was increased by 10.3-30.6% according to the activated partial thromboplastin time data, all types of the fibrinolytic process — total plasma fibrinolytic activity by 16-24%, non-enzymatic fibrinolysis – by 9-11%, enzymatic fibrinolysis – by 28-49%, and the plasmin activity – by 29%. In contrast, the lysis time of the euglobulin fibrin clot (in absence of fibrinolysis inhibitors) was not affected. The activity of tissue plasminogen activator was either unchanged (PLP) or decreased under the effect of PLPA. The fibrinogen concentration either decreased by 18% (PLP), or remained at normal values (PLPA); the activity of factor XIIIa decreased by 17% (PLP) and 10% (PLPA). Both peptides suppressed the platelet aggregation by 31-33.5% (when used as an ADP inductor). The most prominent anticoagulant effect was observerd for the oligopeptide containing the additional alanine residue at the C-terminus. Since both peptided showed varying degrees of complex antiplatelet, anticoagulant, fibrindepolymerization, fibrinolytic activity, and moderate reduction of coagulation factor levels — fibrinogen and factor XIIIa — when administered orally to animals, they can be considered promising antithrombotic agents.
Цель исследования. Изучить влияние сочетанного применения гепариноида из пиона молочноцветкового, обладающего антикоагулянтным и фибринолитическим действием, и аргинина, улучшающего реологические свойства крови, на процессы фибрино- и тромбообразования, вызванные введением тромбопластина. Методика. Эксперименты выполнены на крысах-самцах Вистар (n = 36) массой 200-220 г. Процессы фибринообразования с последующим тромбообразованием вызывали внутривенным введением 0,4 мл 1% бычьего тромбопластина (модель тромбообразования - МТ). Для изучения эффективности сочетанного подкожного применения препаратов определяли антикоагулянтную и фибриндеполимеризационную активность каждого препарата в отдельности. За 30 мин до введения смеси гепариноида с аргинином (в соотношении 1:4 по весу) внутривенно вводили тромбопластин. Контролем служили животные, которым вводили физиологический раствор в том же объеме и в аналогичных условиях опыта. Результаты. Установлено в условиях in vitro, что препарат, включающий гепариноид из корней пиона молочноцветкового и аргинин при весовом соотношении 1:4, обладал антикоагулянтной и собственной фибриндеполимеризационной активностью. При подкожном введении этого препарата в минимальных дозах (0,05 мг на 200 г массы тела) в крови крыс повышались антикоагулянтная, суммарная, неферментативная и ферментативная фибринолитическая активность и снижалась до нормальных значений концентрация фибриногена. На модели крыс с тромбообразованием, вызываемым введением тканевого тромбопластина, показан антитромботический и тромболитический эффекты исследуемого препарата. Впервые показано, что применение этого препарата через 30 мин после начала тромбообразования у крыс препятствовало развитию процессов тромбообразования или даже способствовало растворению свежих образующихся фибриновых сгустков. Заключение. Сочетанное применение гепариноида из пиона с аргинином в минимально действующих дозах усиливает деполимеризацию фибрина и препятствует процессам тромбообразования. Исследование может служить экспериментальным обоснованием применения препаратов при тромботических осложнениях с целью благоприятного воздействия на растворение свежих только что образующихся тромбов.
1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, e-mail: shubina.74@mail.ru; 2Институт молекулярной генетики РАН, Москва, e-mail: nfm@img.ras.ru В настоящем исследовании было установлено, что интраназальное многократное (7 раз) введение в малых дозах (50 мкг/кг) исследуемых пептидов Pro-Leu-Pro, Pro-Leu-Pro-Ala, Pro-Gly-Pro-Ala и Phe-ProLeu-Pro-Ala животным с метаболическим синдромом приводило к нормализации жирового и углеводного обменов. Эти различные по структуре регуляторные пептиды при данной патологии замедляли рост массы тела, максимальный эффект был отмечен при введении пептида Phe-Pro-Leu-ProAla. Они снижали уровень глюкозы крови, уровень общего холестерина, холестерина липопротеидов низкой плотности и триглицеридов. Следует отметить, что пептиды Pro-Leu-Pro-Ala и Phe-Pro-Leu-ProAla оказывали достоверные эффекты не только через 20 ч после последнего введения животным, но и спустя 7 сут. после отмены их применения животным, которые продолжали находиться на высококалорийной диете. Ключевые слова: метаболический синдром, липиды, глюкоза, регуляторные пептиды.
Цель исследования: изучение влияния регуляторных пептидов глипролинового ряда на состояние системы гемостаза в условиях in vivo на модели крыс с экспериментальным метаболическим синдромом (МС). Материалы и методы. Эксперимент проводили на 60 беспородных белых крысах-самцах с массой тела 200±10 г в возрасте 2 месяца к началу опыта (к началу кормления высококалорийным рационом — ВКР). Развитие экспериментального МС у животных вызывали содержанием их на ВКР с избыточным содержанием углеводов и насыщенных жиров. Исследовали влияние интраназального многократного (7 раз) введения в малых дозах (50 мкг/кг) регуляторных пептидов Pro-Leu-Pro, Pro-Leu-Pro-Ala, Pro-Gly-Pro-Ala и Phe-Pro-Leu-Pro-Ala животным с МС на систему свертывания крови и фибринолиз. Результаты. Через 20 часов после последнего введения пептидов наблюдалось усиление антикоагулянтной и суммарной фибринолитической активности плазмы, обусловленной как повышением неферментативного, так и ферментативного фибринолиза плазмы, а также снижение агрегации тромбоцитов. Все исследованные пептиды обладали пролонгированным действием и способностью активировать функцию противосвертывающей системы. Заключение. Максимальный противосвертывающий эффект проявляли два пептида — Pro-Leu-Pro-Ala и Phe-Pro-Leu-Pro-Ala, причем в период после отмены их применения достоверность и значимость их эффектов возрастали. Aim: to study the eff ect of glyproline regulatory peptides on hemostasis in vivo in the model of experimental metabolic syndrome (MS) in rats. Materials and methods. The experiment was carried at 60 outbred white male rats with a body weight of 200±10 g and 2 months age at the beginning of the experiment (at the beginning of feeding with a high caloric diet — HCD). The development of experimental MC in animals was caused by HCD with an excess of carbohydrates and saturated fats. We examined the effects of intranasal repeated (7 times) administration of regulatory peptides Pro-Leu-Pro, Pro-Leu-Pro-Ala, Pro-Gly-Pro-Ala and Phe-Pro-Leu-Pro-Ala in low doses (50 μg/kg) on blood coagulation and fibrinolysis in animals with MC. Results. We revealed the enhancement of anticoagulant blood activity and total fibrinolytic activity caused by increasing of non-enzymatic and enzymatic fibrinolysis, and decreasing of platelet aggregation 20 hours after the last peptides administration. All studied peptides had prolonged action and the ability to activate anticoagulant system. Conclusion. Peptides Pro-Leu-Pro-Ala and Phe-Pro-Leu-Pro-Ala showed the maximum anticoagulant effect, and after stopping of their application the reliability and signifi cance of their effects increased.