اثرات قلبی– عروقی سه ترکیب صناعی جدید مهارکننده کانال‌های کلسیمی در خرگوش

حمید نجفی‌پور^*1، شاپور رحمانی2، علیرضا فرومدی3

 خلاصه

 سابقه‌وهدف: دارو‌های مهارکننده کانال‌های کلسیمی دی هیدروپیریدینی با سر گروهی نیفدیپین گروه مهمی از داروها می‌باشند که کاربرد وسیعی در درمان بسیاری از بیماریهای قلبی- عروقی به‌ویژه فشار بالا دارند. در این مطالعه اثر سه ترکیب صناعی جدید از آنالوگ‌های استری نیفدیپین بر فشار خون، نیروی انقباضی و ضربان قلب در شرایط فشار خون طبیعی و فشار خون بالا درخرگوش مورد بررسی قرار گرفت.

مواد و روش‌ها: برای این منظور 24 خرگوش از نژاد سفید نیوزلندی در سه گروه هشت‌تائی با تزریق داخل صفاقی دیازپام و پنتوباربیتال سدیم بیهوش شدند. شریان رانی جهت ثبت فشار خون شریانی، ورید رانی جهت تزریق داروی بیهوشی و فنیل افرین و ورید ژوگولار جهت تزریق ترکیبات جدید کانول گذاری شد. کانول دیگری از طریق شریان کاروتید به داخل بطن چپ وارد گردید تا با ثبت فشار داخل بطن امکان محاسبه dp/dt  به عنوان شاخص نیروی انقباضی قلب فراهم گردد. آنگاه: الف- در حیوانات گروه اول یک میلی‌لیتر از محلول ^4- 10مولار نیفدیپین از طریق ورید ژوگولار تزریق شد، پنج دقیقه بعد یک‌میلی لیتر از محلول ^4-  10مولار یکی از ترکیبات جدید تزریق گردید. سپس مراحل فوق با غلظت ^3-10مولار نیفدیپین و ترکیب مورد آزمایش تکرار شد. ب- با استفاده از تزریق محلول فنیل‌افرین، فشار خون به میزان حداقل 20میلی‌متر جیوه بالا برده شد و پس از آن کلیه مراحل بندالف تکرار شد. اقدامات ذکر شده در بند‌های الف و ب در مورد دو ترکیب دیگر در دو گروه دیگر حیوانات انجام شد.

یافته‌ها: نتایج بدست آمده حاکی از این است که نیفدیپین در شرایط فشار خون بالا، فشار متوسط شریانی را 1/22 درصد ، نیروی انقباضی قلب را 7/19 درصد کاهش و ضربان قلب را 8/4 درصد افزایش داد. ترکیب شماره 1 با همان غلظت، فشار متوسط شریانی را 5/7 درصد و نیروی انقباضی را 3/8 درصد کاهش داد ولی اثری بر ضربان قلب نداشت. ترکیب شماره 2 فشار متوسط را 9 درصد، نیروی انقباضی را 2/11 درصد کاهش داد ولی اثری بر ضربان قلب نداشت. اثر ترکیب شماره 3 بر متغیر‌های مذکور به ترتیب 2/10 درصد و 6/7 درصد کاهش و 4/1 درصد افزایش بود. در مقایسه با نیفدیپین هر سه ترکیب اثر ضعیف‌تری بر فشارخون و نیروی انقباضی قلب داشتند ولی ترکیبات شماره1و2 ضربان قلب رابصورت معنی‌داری (05/0p<) کاهش دادند. اثرات هر سه ترکیب در غلظت ^4-10 مولار نیز نسبت به غلظت ^4- 10 مولار نیفدیپین ضعیف‌تر بود.

نتیجه‌گیری: با توجه به اینکه ترکیب شماره 2 از نظر اثر بر فشار خون و نیروی انقباضی از دو ترکیب دیگر به نیفدیپین نزدیکتر است، بدون آنکه ضربان قلب و مصرف اکسیژن آن را افزایش دهد از این رو می‌توان با ایجاد تغییراتی در ترکیب آن در جهت افزایش قدرت کاهندگی فشار خون آن، از خصوصیت مثبت عدم افزایش ضربان قلب آن استفاده کرد و در صورت تأیید کمتر بودن عوارض جانبی آن نسبت به نیفدیپین، از آن می‌توان در افراد مبتلا به پرفشاری خون همراه با نارسایی عروق کرونر استفاده نمود.

واژه‌های کلیدی: مهارکننده‌های کانال‌های کلسیمی، مشتقات دی‌هیدروپیریدینی جدید، پرفشاری خون، نیروی انقباضی قلب، ضربان قلب

مقدمه

فشار خون شریانی شاخصی مهم در ارزیابی وضعیت قلبی- عروقی افراد به‌شمار می‌رود [3]. فشار خون تحت تأثیر دو عامل برون ده قلبی و مقاومت عروقی محیطی می‌باشد. برون ده قلبی بیشتر بوسیله عواملی از قبیل تعداد ضربان قلب و وضعیت اینوتروپیکی آن که تحت تأثیر غلظت کلسیم می‌باشند، کنترل می‌شود. مقاومت محیطی عمدتاً تحت تأثیر میزان انقباض پایه عروقی که خود وابستگی زیادی به غلظت کلسیم داخل سلولی عضلات صاف عروقی دارد، قرار می‌گیرد. مطالعات انجام شده نشان داده است که در بسیاری از بیماران مبتلا به پرفشاری خون، صرف‌نظر از علت بوجود آورنده بیماری، مقاومت عروق محیطی افزایش می‌یابد. دلایل مهمی ارائه شده است که علت افزایش مقاومت محیطی، تنگی عروقی ناشی از افزایش غلظت داخل سلولی کلسیم ممکن است از یک نقص ارثی در غشاء سلولی یا تغییر ژنتیکی در ساختمان پمپ سدیم – پتاسیم ناشی شود، اگرچه عوامل هورمونی و عصبی نیز ممکن است در افزایش غلظت داخل سلولی کلسیم و بالا رفتن مقاومت عروقی محیطی نقش داشته باشند[15]. با توجه به نکات ذکر شده روشن می‌شود که تغییرات غلظت یون کلسیم داخل سلولی از طریق اثر بر مقاومت محیطی و قدرت انقباضی قلب می‌تواند اثرات مهمی بر فشار خون شریانی داشته باشد.مهارکننده‌های کانال‌های کلسیمی گروه مهمی از داروها می‌باشند که فشار خون را از طریق کاهش مقاومت عروقی محیطی و کاهش فعالیت قلب پایین می‌آورند[8]. اثرات کاهنده فشار خون این داروها در بیماران مبتلا به پرفشاری خون آشکارتر است [5].

 امروزه سه دسته از مهارکننده‌های کانال‌های کلسیمی وجود دارند: دی‌هیدروپیریدین‌ها ( مثل نیفدیپین و نیکاردیپین) تمایل زیادی به کانال‌های کلسیمی عضلات صاف داشته و به‌عنوان گشاد‌کننده عروق شریانی عمل می‌کنند و اثر کمی بر عضله قلب دارند. گروه فنیل آلکیل آمین‌ها (مثل وراپامیل) که تمایل زیادی به قلب دارند و بنزوتیازپین‌ها( مثل دیلتیازم) اثرات حد واسطی بین دو گروه ذکر شده دارند. مشتقات دی‌هیدروپیریدینی مانند نیکاردیپین، نیترندیپین و نیفدیپین همزمان با کاهش فشار خون، تاکیکاردی رفلکسی متوسط تا شدیدی را ایجاد می‌کنند که این از معایب آنهاست، در صورتی‌که وراپامیل و دیلتیازم با اثر مستقیم بر گره سینوسی- دهلیزی ضربان قلب را کاهش می‌دهند. به‌همین دلیل استفاده توأم مشتقات دی‌هیدروپیریدینی و فنیل آلکیل آمین‌ها یا بنزوتیازپینها برای جلوگیری از تاکیکاردی رفلکسی توصیه شده است
[5]. در این رابطه بررسی‌های فارماکولوژیکی که توسط ویتینگ1 (1987) بر روی مدل‌های حیوانی صورت گرفت نشان داد که نیکاردیپین در سگ‌ دارای فشار خون ناشی از نارسایی کلیوی، کاهش قابل ملاحظه‌ای در فشار خون شریانی ایجاد می‌کند اما این کاهش همراه با افزایش رفلکسی ضربان قلب می‌باشد[14].

لوکالی2 و همکاران (1998) طی مطالعه‌ای بر روی موش صحرایی مشاهده کردند که آنتاگونیست‌های کلسیم باعث ایجاد خیز محیطی در بیماران فشارخونی می‌شوند[7]. این اثر مربوط به تأثیر آنتاگونیست‌های کلسیم بر نفوذپذیری عروق می‌باشد [11]. ولدیولیسو3 و همکاران (1997) بر اساس مطالعه‌ای که بر روی موش صحرایی برای مقایسه اثرات همودینامیک الگولدیپین با نیفدیپین انجام دادند. نتیجه گرفتند که الگولدیپین نیز همانند نیفدیپین فشار خون شریانی را با یک روش وابسته به دوز کاهش می‌دهد. هر دو دارو شاخص نسبت تغییرات فشار بطن به زمان

با توجه به اهمیت و کاربرد زیاد دارو‌های مهارکننده کانال‌های کلسیمی، تلاش زیادی برای سنتز نسل دوم دارو‌های مشابه نیفدیپین که شروع آرام‌تر، اثر طولانی‌تر و فراهمی زیستی بالاتری داشته باشند و به‌صورت تک دوز روزانه قابل استفاده باشند، صورت گرفته است. روشن شده است که تغییر و جابجایی الگوی استخلافی در موقعیت‌های C4 و C3 و C5 نیفدیپین (شکل 1- الف) فعالیت و اختصاصی‌تر عمل کردن دارو نسبت به بافت را تغییر می‌دهد[13]. در آزمایشگاه شیمی دارویی معاونت پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی کرمان گروهی از مشتقات نیفدیپین سنتز شده است که در قالب یک طرح در سال 1378 تعداد 8 عدد از آن‌ها از نظر اثر بر فشار خون، نیروی انقباضی و ضربان قلب در خرگوش مورد آزمایش قرار گرفتند که از میان آن‌ها سه ترکیب غربال شدند[1،2]. در مطالعه حاضر 9 ترکیب دیگر سنتزی از این گروه که با الهام از نتایج تحقیق قبلی سنتز گردیده‌اند، ابتدا در یک مطالعه راهنما در سه خرگوش بررسی شدند و از میان آنها سه ترکیب زیرکه اثر بهتری داشتند انتخاب، و اثرات آنها بر روی فشار خون، نیروی انقباضی و ضربان قلب در خرگوش مورد بررسی قرار گرفت.

ترکیب شماره 1(C22H25N3O4S) (شکل1- ب) که نام شیمیایی آن ](3- متیل-5 بنزیل- 1،4- دی هیدرو-2،6-دی‌متیل-4- (1 متیل-2-متیل‌تیو-5 ایمیدازولیل) –3، 5-پیریدین دی کربوکسیلات[ و وزن مولکولی آن 426 می‌باشد، از نظر ساختمانی در مقایسه با نیفدیپین (شکل1- الف) به جای گروه اورتونیتروفنیل در موقعیت C4 گروه 1- متیل‌2-متیل‌تیو-5 ایمیدازولیل و در موقعیت C5 به جای گروه متیل کربوکسیلات نیفدیپین یک گروه بنزیل کربوکسیلات جایگزین شده است.

ترکیب شماره2(C28H29N304S) (شکل 1- ج) که نام شیمیایی آن ]دی‌بنزیل-1،4-دی‌هیدرو-2،6-دی‌متیل-4-(1-متیل-2-متیل‌تیو-5-ایمیدازولیل)-3،5- پیریدین دی کربوکسیلات[ و وزن مولکولی آن 491 می‌باشد، از نظر ساختمانی در مقایسه با نیفدیپین (شکل 1-الف) به جای گروه اورتونیتروفنیل در موقعیت C4 گروه –1 متیل-2-متیل‌تیو –5-ایمیدازولیل و در موقعیت‌های C3و C5 به جای دو گروه متیل کربوکسیلات دو گروه بنزیل کربوکسیلات جایگزین شده است.

ترکیب شماره 3 (C30H33N304S) (شکل1-د)که نام آن ]دی‌فنتیل –1، 4- دی‌هیدرو-2، 6 دی‌متیل –4 ( 1متیل-2متیل‌تیو-5-ایمیدازولیل) –3،5- پیریدین دی‌کربوکسیلات[ و وزن مولکولی آن 519 می‌باشد از نظر ساختمانی در مقایسه با نیفدیپین (شکل1-الف) به جای گروه ارتونیتروفنیل در موقعیت C3 و C5به جای دو گروه متیل کربوکسیلات، دو گروه فنیل کربوکسیلات جایگزین شده است.

ترکیبات سنتزی با جایگزین ساختن گروه 1- متیل-2-متیل تیو-5- ایمیدازولیل در موقعیت C4 به جای گروه اورتونیتروفنیل نیفدیپین و استر‌های با زنجیر طویل‌تر در موقعیت‌های C3 و C5 سنتز شده‌اند.

مواد و روش‌ها

این مطالعه تجربی و آزمایش‌ها بر روی24خرگوش از نژاد سفید نیوزلندی از هر دو جنس با محدوده وزنی 3/3-2 کیلوگرم که به‌طور تصادفی به سه گروه 8تایی تقسیم شدند، انجام و اعمال زیر بر روی هر یک از حیوان‌ها انجام گردید.حیوان‌ها ابتدا به‌وسیله تزریق داخل صفاقی پنتوباربیتال سدیم(mg/kg 30،سیگما-امریکا)وتزریق داخل صفاقی دیازپام(mg/kg 7دارو پخش - ایران( بیهوش شدند. پس از کانول گذاری تراشه، در طول جراحی بیهوشی به‌وسیله هالوتان 1% ( ICI هند) در مخلوط 30% اکسیژن و 69%  N20 از طریق کانول داخل نای حفظ می‌شد. در پایان اعمال جراحی، بیهوشی گازی قطع و از پنتوباربیتال سدیم( با دوز اولیه mg/kg 30 و دوز (mg/kg/h 10) از طریق کانول ورید رانی استفاده شد. علت قطع هالوتان اثر گشادکنندگی عروقی این ماده است که با اثر گشادکنندگی داروهای مهارکننده کانال‌های کلسیمی مورد آزمایش تداخل می‌نماید. نای حیوان نیز توسط یک کانول با قطر مناسب کانول گذاری گردید تابتواند به‌طور خودبخود از هوای معمولی یا از ترکیب گاز بیهوشی تنفس نماید.دو کانول پر شده از سرم هپارینه ( 7 واحد هپارین در میلی‌لیتر – Leo دانمارک) داخل شریان و داخل ورید رانی گذاشته می‌شد. کانول شریانی جهت ثبت فشار خون و کانول وریدی جهت تزریق دوز‌های تکمیلی پنتوباربیتال و نیز تزریق فنیل افرین بوسیله پمپ اینفیوژن استفاده شد. کانول گذاری ورید ژوگولار جهت تزریق دارو‌های مهارکننده کانال‌های کلسیمی شامل نیفدیپین (دارو پخش-ایران) و ترکیبات صناعی جدید انجام گردید. استفاده از مسیری مستقل جهت تزریق این دارو‌ها به این منظور صورت گرفت که از تداخل اثر دیگر دارو‌های مورد استفاده (چون پنتوباربیتال و فنیل افرین) که ممکن است در داخل کانول ورید رانی باقی مانده باشند، جلوگیری شود.جهت ارزیابی قدرت انقباضی قلب از شاخص نسبت تغییرات فشار بطن به زمان (dp/dt) استفاده شد. برای این منظور کانولی از یکی از سرخرگهای کاروتید به بطن چپ وارد گردید.کانول‌های بطن چپ و شریان رانی به ترانسدیوسرهای فشار متصل و به‌طور مداوم تغییرات فشار شریانی و بطن چپ روی نوار فیزیوگراف (Beckman مدل R611 -امریکا) ثبت گردید.

تهیه محلول‌های دارویی مورد استفاده : برای تهیه محلول  ^3-10 مولار نیفدیپین (وزن مولکویی 346) 6/34 میلی‌گرم از آن با افزودن 2/0 میلی‌لیتر دی‌متیل‌سولفاکساید1 و 8/0 میلی‌لیتر الکل حل گردید (محلول استوک) و در هر جلسه 1/0 میلی‌لیتر از این محلول را با اضافه کردن 9/9 میلی‌لیتر سرم فیزیولوژی رقیق گردید تا محلول ^3-10 مولار نیفدیپین بدست آید. 5/0 میلی‌لیتر از این محلول به 5/4 میلی‌لیتر سرم فیزیولوژی اضافه گردید تا محلول ^4-10 مولار نیفدیپین تهیه شود. لازم به‌ذکر است جهت اطمینان از عدم وجود اثر DMSO که بصورت 2/0% در محلول ^3-10مولار و 02/0% در محلول ^4-10مولار نیفدیپین وجود دارد غلظت‌های 02/0% و2/0% آن در سرم فیزیولوژی تهیه و در چند مورد از کانول ورید ژوگولار به حیوان تزریق شد و اثری بر فشار خون یا نیروی انقباضی قلب مشاهده نشد.برای آماده سازی ترکیبات صناعی جدید، بر اساس وزن مولکولی این ترکیبات ، مقدار لازم جهت تهیه محلول ^3-10 مولار از هر کدام از ترکیبات به همان روش تهیه محلول استوک نیفدیپین عمل گردید. محلول فنیل افرین (سیگما-امریکا)

 ^5- 10× 2 مولار در سرم فیزیولوژی تهیه گردید. محلول‌های دارویی مورد استفاده، قبل از تزریق به حیوان با استفاده از بن ماری تا 37 درجه سانتی‌گراد گرم ‌شدند.

ارزیابی اثرات ترکیبات صناعی برفشار خون،قدرت انقباضی و ضربان قلب:

1- بررسی اثرات ترکیبات بر فشار خون طبیعی: یک ساعت پس از پایان اعمال جراحی و قبل از تزریق دارو چند منحنی با سرعت mm/Sec 100 از فشار خون شریانی و فشار داخل بطن چپ به‌عنوان منحنی کنترل ثبت شده و پس از کاهش سرعت به میزان پایه، یک میلی‌لیتر از محلول
 ^4- 10 مولار نیفدیپین از طریق ورید ژوگولار در مدت یک دقیقه و به‌ آرامی تزریق ‌شد و به هنگام رسیدن فشار به کمترین مقدار برای چند ثانیه دوباره چند منحنی با سرعت mm/Sec 100 ثبت گردید.حداقل 5 دقیقه بعد که فشار خون و فشار بطن چپ به سطح قبل از تزریق بر‌می‌گشت یک‌ میلی‌لیتر از محلول ^4- 10 مولار یکی ازترکیبات صناعی جدید تزریق می‌شد و مجدداً منحنی با سرعت زیاد ثبت شد. بیست دقیقه بعد از مراحل ذکر شده با استفاده از محلول‌های ^3- 10 مولار نیفدیپین و ترکیب صناعی مورد استفاده تکرار ‌شد. در بعضی از آزمایش‌ها نیفدیپین مقدم بر ترکیب صناعی و در بعضی دیگر ترکیب صناعی مقدم بر نیفدیپین تزریق ‌گردید. در هر گروه از حیوان‌‌ها فقط یک ترکیب صناعی در کنار نیفدیپین مورد آزمایش قرار گرفت.

2- بررسی اثرات ترکیبات بر فشار خون بالا (هیپرتانسیون): پس از برگشت فشار خون شریانی به سطح طبیعی در پایان آخرین تزریق قبلی، با تزریق فنیل افرین که یک داروی آلفا –1 آگونیست بوده و ایجاد انقباض عروقی می‌نماید، فشار خون افزایش و حالتی مشابه هیپرتانسیون ایجاد گردید. محلول فنیل افرین بوسیله پمپ مخصوص اینفیوژن با سرعت 2-5/1 میلی‌لیتر در دقیقه تزریق گردید تا افزایش حجم به راحتی بوسیله سیستم قلبی-عروقی حیوان تحمل گردد. زمانی که فشار خون به اندازه حداقل 20 میلی‌متر جیوه افزایش یافت و حالت تثبیت شده پیدا کرد. مراحل ذکر شده در بخش 1 در مورد تزریق نیفدیپین و ترکیبات صناعی جدید عیناً تکرار گردید. در انتهای آزمایش با تزریق 3-2 میلی‌لیتر محلول کلرورپتاسیم اشباع، از طریق کانول وریدی به زندگی حیوان در حالت بیهوشی خاتمه داده شد.

محاسبه فشار متوسط شریانی،dp/dt و ضربان قلب:

فشار خون متوسط شریانی با استفاده از فرمول
 (Ps-Pd) Pd +1/3 = mean [3] که در آن Pd  فشار دیاستولی و Ps فشارسیستولی است و مقادیر آنها از روی منحنی فشار شریانی نوار فیزیوگراف استخراج می‌شد، محاسبه گردید. هم‌چنین شاخص dp/dt با تقسیم حداکثر فشار بطن چپ بر مدت زمان مرحله سیستولی (از شروع منحنی تا رسیدن آن به قله) با استفاده از منحنی ثبت شده با سرعت mm/Sec 100 محاسبه گردید.

روش آماری:

ضربان قلب در هر مرحله با استفاده از منحنی فشار شریانی یا منحنی فشار بطن که با سرعت زیاد ثبت شده بود محاسبه گردید. میانگین تغییرات سه شاخص فوق در یک گروه حیوان در اثر ترکیب صناعی با میانگین تغییرات آنها در اثر نیفدیپین و هم‌چنین برای مقایسه اثر غلظت‌های یکسان از هر کدام از دارو‌هادر شرایط فشار خون طبیعی با اثر همان غلظت‌ها در فشار خون بالا از آزمون آماری paired t-test  استفاده شد. در صورت لزوم برای مقایسه بین گروهی در مورد متغیر‌های مذکور از آنالیز واریانس یک‌طرفه استفاده شد. مقادیر05/0 p< از نظر آماری معنی‌دار تلقی گردید.

نتایج

الف- اثر محلول ^4- 10 مولار نیفدیپین و سه ترکیب صناعی جدید بر فشار خون، نیروی انقباضی و ضربان قلب در فشار خون طبیعی و فشار خون بالا:

تزریق وریدی یک میلی‌لیتر از محلول ^4- 10مولار نیفدیپین (معادل 6/34 میکروگرم) در حیوان با فشار خون طبیعی، فشار خون متوسط شریانی (MAP) را به میزان3/9 درصد و dp/dt بطن چپ را به میزان 8/7 درصد کاهش وضربان قلب (HR)  را 2/3 درصد افزایش داد در حالی‌که در حیوان با فشار خون بالا در اثر تزریق همین مقدار نیفدیپین MAP به میزان 1/11 درصد و dp/dt به میزان
4/3 درصد افزایش داشت (شکل 2).

مقدار پایه MAP در شرایط فشارخون طبیعی 5 ± 72 میلی‌متر جیوه و در شرایط فشار خون بالا 13 ± 118 میلی‌متر جیوه بود. مقادیر پایه  dp/dt و HR در شرایط فوق به ترتیب 359 ± 3/2001 و 514 ± 2875 میلی‌متر جیوه برثانیه و 6± 286 و 8± 231 ضربان در دقیقه بود. در شرایطی مشابه با نیفدیپین، یک میلی‌لیتر از محلول ^4-10مولار ترکیب شماره 1 (معادل 6/42 میکروگرم) در شرایط با فشار خون طبیعی و فشار خون بالا به‌طور معنی‌داری اثر ضعیف‌تری بر روی MAR، dp/dtوHR داشت که درشکل 2، نشان داده شده است. اثر این ترکیب بر MAP به‌طور معنی‌دار ضعیف‌تر از نیفدیپین بود ولی اثر آن بر نیروی انقباضی مشابه نیفدیپین برروی HR در جهت عکس نیفدیپین بود(شکل 3). با تزریق محلول ^4-10 مولار ترکیب شماره 3 ( معادل 9/51 میکرو‌گرم) به یک گروه دیگر حیوان‌های تحت آزمایش، کاهش ایجاد شده در شاخص‌های MAR، dp/dt و HR در هر دو شرایط فشار خون طبیعی و فشار خون بالا کمتر از نیفدیپین بود. هر چند اثر این ترکیب بر ضربان قلب مشابه نیفدیپین بود اما اثر ضعیف‌تری داشت (شکل 2).

شکل2-A:  نمایش تغییرات در فشار متوسط شریانی (MAP )در سه گروه 8 تایی خرگوش‌های مورد آزمایش در اثر تزریق یک میلی‌لیتر از محلول‌های ^4- 10 مولار نیفدیپین، ترکیب شماره 1،ترکیب شماره 2 و ترکیب شماره 3 در شرایط فشار خون طبیعی و فشار خون بالا.اثرات ترکیبات شماره1و2و3 بطور معنی‌داری ضعیفتر از نیفدیپین می‌باشد(05/0 p<).

  شکل 2-C: نمایش تغییرات ضربان قلب در خرگوش‌های مورد آزمایش در اثر تزریق یک‌میلی‌لیتر از محلول ^4- 10 مولار نیفدیپین و ترکیبات بیان شده در A، شرایط فشار خون طبیعی و فشار خون بالا، ترکیبات شماره 1و2 بر خلاف نیفدیپین ضربان قلب را کاهش داده‌اند(05/0p<).

ب- اثر محلول ^3-10 مولار نیفدیپین و سه ترکیب صناعی جدید بر فشار خون، نیروی انقباضی و ضربان قلب در فشار خون طبیعی و فشار خون بالا: بررسی اثرات محلول غلظت ^3-10 مولار نیفدیپین نشان داد که تزریق یک میلی‌لیتر از این محلول ( معادل 346 میکروگرم) MAP و dp/dt را به ترتیب به میزان 4/18درصد و 8/15 درصد در شرایط فشار خون طبیعی و به ترتیب 1/22 درصد و 7/19 درصد در فشار خون بالا کاهش داد، در صورتی که همین غلظت نیفدیپین HR را 2/4 درصد در فشار خون طبیعی و 8/4 درصد در فشار خون بالا افزایش داد (شکل 3). مقادیر پایه فشار متوسط شریانی در شرایط فشار خون طبیعی5/3 ± 1/67 و در شرایط فشار خون بالا 9/7±9/122 میلی‌متر جیوه بود.تأثیر محلول ^3-10 مولار ترکیب شمار 1 (معادل 456 میکروگرم) هم در شرایط فشار خون طبیعی، و هم در شرایط فشار خون بالا نسبت به نیفدیپین کاهش کمتری در میزان MAP و dp/dt ایجاد نمود که از نظر آماری معنی‌دار بود و بر ضربان قلب تقریباً بدون تأثیر بود (شکل3). اثر محلول ^3-10 مولار ترکیب شماره 2 (معادل 491 میکرو‌گرم) بر هر سه شاخص MAR، dp/dtوHR مشابه ترکیب شماره 1 و اختلاف آن با نیفدیپین معنی‌دار بود(شکل 3). محلول ^3-10 مولار ترکیب شماه 3( معادل 519 میکروگرم) شاخص‌های MAP و dp/dtرا هم در شرایط فشار خون طبیعی و هم در شرایط فشار خون بالا به میزان ضعیف‌تری در مقایسه با نیفدیپین کاهش داد. اثر این ترکیب بر ضربان قلب نیز مشابه با نیفدیپین بوده، اما اثر آن از لحاظ آماری ضعیف‌تر بود(شکل 3).

مشتقات دی‌هیدروپیریدینی دسته‌ای از داروهای مهارکننده کانال‌های کلسیمی می‌باشند که امروزه کاربرد وسیعی در درمان بیماری‌های قلبی-عروقی بویژه کنترل پرفشاری خون دارند.این دارو‌ها با مهارکانال‌های کلسیمی نوع L که میزان تراکم آنها در عضله صاف عروقی بالا می‌باشد، ورود کلسیم خارج سلولی را به داخل این سلول‌ها کاهش داده و نهایتاً سبب شلی عضله صاف عروقی و کاهش مقاومت عروقی پایه می‌شوند و در نتیجه فشار خون شریانی را کاهش می‌دهند. کاهش مقاومت عروقی پایه به‌طور عمده در بخش شریانی بویژه در محل شریانچه صورت می‌گیرد [12]، اگر چه اثر مستقیم این داروها برقلب، مهار ورود کلسیم و کاهش فعالیت آن است ولی افت فشار خون در اثر برخی از آنها مانند نیفدیپین با تاکیکاردی رفلکسی همراه است که به جهت افزایش کار قلب و نیاز آن به اکسیژن به عنوان یکی از اثرات نا‌مطلوب این دارو‌ها محسوب شده و کاربرد آنها را در بیماری‌های ایسکمیک قلبی چون اختلالات عروق کرونری وآنژین صدری محدود می‌کند [10].

الف: اثر ترکیب شماره 1 بر فشار خون متوسط شریانی، نیروی انقباضی و ضربان قلب در مقایسه با دو ترکیب دیگر و نیفدیپین: تزریق وریدی این ترکیب، فشار متوسط شریانی را کاهش داد ولی این اثر قوی‌تر از نیفدیپین نبود به عبارت دیگر تغییر ساختمانی ایجاد شده قدرت اثر آن ترکیب را در پایین آوردن فشار خون شریانی افزایش نداده است . این ترکیب در مقایسه با ترکیبات شماره 2و3 نیز اثر ضعیفتری در پایین آوردن فشار خون شریانی در هر دو غلظت و در هر دو شرایط فشار داشت. هم‌چنین این ترکیب، dp/dt بطن چپ را کاهش داد که هم از نظر کمی و هم از نظر آماری ضعیفتر از نیفدیپین بود. در نتیجه تغییر ساختمانی ایجاد شده، اثر این ترکیب بر نیروی انقباضی قلب را نیز تغییر نداده است. در طی مطالعه‌ای که کاندا1 و همکاران برای بررسی اثرات همودینامیک نیفدیپین بر روی موش صحرایی انجام دادند نتیجه گرفتند که نیفدیپین علاوه بر پایین آوردن فشار خون، نیروی انقباضی قلب را نیز کاهش می‌دهد[6]. این نتیجه در مطالعه حاضر نیز در رابطه با نیفدیپین مشاهده شد، به نظر می‌رسد ترکیب شماره 1 از این نظر به نیفدیپین شباهت دارد ولی از آن ضعیفتر است، اگر‌چه اثر آن بر ضربان قلب معکوس اثرات نیفدیپین و ترکیب شماره3، بر این شاخص بوده است، اما این اثر از نظر آماری معنی‌دار نمی‌باشد. مکانیسم احتمالی اثر این ترکیب بر ضربان قلب اثر مستقیم مهاری آن بر روی تولید ایمپالس در بافت گرهی است زیرا فشار خون و ضربان قلب را در یک جهت تغییر داده است. مطالعه اثرات داروی فلودیپین در موش صحرایی توسط نورلندر2 و همکاران نشان داد که این داروی دی‌هیدروپیریدینی فشار خون را کاهش داده ولی تعداد ضربان قلب را تغییر نمی‌دهد [9]. و از این نظر ترکیب شماره 1 همانند فلودیپین عمل کرده است. ارزیابی کلی اثرات ترکیب شماره 1 بر روی نیروی انقباضی، ضربان قلب و فشار خون شریانی حاکی از این است که تغییر ساختمانی ایجاد شده در نیفدیپین به منظور سنتز این ترکیب بهبودی در عملکرد آن ایجاد نکرده و تنها امتیاز مثبت آن اثر کاهنده ضربان آن است.

ب: اثر ترکیب شماره 2 بر فشار خون متوسط شریانی، نیروی انقباضی و ضربان قلب در مقایسه با دو ترکیب دیگر و نیفدیپین: ترکیب شماره 2 فشار متوسط شریانی را کاهش داد، هر چند اثر این ترکیب نیز به‌طور معنی‌داری از نیفدیپین کمتر بود، اما در مقایسه با ترکیبات شماره 1و 3 در هر دو غلظت بکار رفته و در هر دو سطح فشار خون تأثیر نسبتا قوی‌تری در کاهش فشار خون داشت. این ترکیب همانند نیفدیپین اثر منفی بر نیروی انقباضی قلب داشته و از این نظر تفاوت معنی‌داری با نیفیدیپین نداشت و نشان می‌دهد که تغییرات ساختمانی ایجاد شده نسبت به ترکیب شماره 1 در جهت بهتری بوده است و مکانیسم احتمالی اثر آن مهار ورود کلسیم به سلول‌های قلب و تضعیف انقباض میوکارد می‌باشد. عدم افزایش ضربان قلب نشان می‌دهد که بر بافت گرهی نیز اثر کرونوتروپیک منفی دارد. به‌طور کلی از یافته‌های موجود می‌توان چنین نتیجه‌گیری کرد که ترکیب شماره 2 نیروی انقباضی قلب را در حدود مشابه نیفدیپین کاهش می‌دهد در حالی‌که
برخلاف نیفدیپین ضربان قلب را افزایش نداده و نیاز قلب را به اکسیژن نیز زیاد نمی‌کند و در صورت اثبات بی‌ضرر بودن آن و تغییر ساختمانی دیگری در آن که بتواند در حد نیفدیپین فشار خون شریانی را نیز کاهش دهد می‌تواند در درمان پر‌فشاری خون در افراد دچار اختلالات عروق کرونر و دیگر بیماریهای ایسکمیک قلبی استفاده شود.

ج- اثر ترکیب شماره 3 بر فشار خون متوسط شریانی، نیروی انقباضی و ضربان قلب در مقایسه با دو ترکیب دیگر و نیفدیپین: تزریق وریدی ترکیب شماره 3 نیز فشار متوسط شریانی را کاهش داد هر چند اثر آن به‌طور معنی‌داری ضعیفتر از نیفدیپین بود، نتایج مطالعه نشان می‌دهد که تغییر ساختمانی ایجاد شده قدرت اثر این ترکیب در پایین آوردن فشار خون شریانی را افزایش نداده است. قدرت این ترکیب در کاهش فشار خون در غلظت ^3- 10 مولار در حدود قدرت نیفدیپین با غلظت ^4-10 مولار می‌باشد. این ترکیب بر نیروی انقباضی قلب اثر منفی داشته ولی این اثر به میزان قابل ملاحظه‌ای کمتر از نیفدیپین است، به بیان دیگر تغییرات ساختمانی ایجاد شده اثر اینوتروپیک منفی آن

را نسبت به نیفیدیپین کمتر کرده است، با توجه به اینکه میزان کاهش فشار خون متوسط شریانی در حد کاهش نیروی انقباضی می‌باشد، می‌توان نتیجه گرفت که کاهش فشار خون آن در اثر کاهش نیروی انقباضی قلب بوده و این ترکیب هیچ مزیتی بر نیفدیپین ندارد. دانکر1 و همکاران (1986) نشان دادند که مکانیسم عمده برخی داروهای دی‌هیدروپیریدینی از قبیل نیفدیپین و نیکاردپین، کاهش مقاومت محیطی می‌باشد [4]. در مطالعه حاضر نیز مشخص شد که داروی نیفدیپین موجب کاهش مقاومت محیطی می‌شود زیرا میزان افت فشار خون متوسط شریانی توسط آن بیشتر از افت نیروی انقباضی قلب بوده است.

سه ترکیب بررسی شده در این مطالعه به نظر نمی‌رسد هیچ‌کدام اثر گشاد‌کنندگی عروقی داشته باشند، زیرا میزان کاهش فشار خون توسط آن‌ها از میزان کاهش نیروی انقباضی توسط آن‌ها بیشتر نیست. به‌طور کلی ازنتایج بدست آمده چنین بر‌می‌آید که از بین سه ترکیب بررسی شده، ترکیب شماره 2 نیروی انقباضی قلب را در حدود نیفدیپین کاهش می‌دهد و به‌علت اینکه بر خلاف نیفدیپین ضربان قلب را افزایش نمی‌دهد می‌توان آن را در کنار دو ترکیب دیگری که در مطالعه قبلی [1] مزیت‌هایی بر نیفدیپین داشته‌اند قرار داد و مطالعات تکمیلی در مورد افزایش کاهندگی فشار خون توسط آن‌ها و بررسی عوارض جانبی احتمالی آنها انجام داد.

منابع

[1] نجفی‌پور، حمید و همکاران. بررسی اثرات سه داروی صناعی جدید مهارکننده کانالهای کلسیمی بر فشار خون نیروی انقباضی و ضربان قلب در خرگوش. مجله فیزیولوژی و فارماکولوژی،1379 جلد 4 شماره 2، صفحات 211-197

[2] آنالویی، ناهید.سنتنز مشتقات جدید دی‌هیدروپیریدینی به عنوان متضاد کانال کلسیمی. دانشکده داروسازی دانشگاه علوم پزشکی کرمان، 1376، پایان‌نامه شماره 229، صفحات40-29.

[3] Berne RM.and Levy MN: Cardivascular Physilong.8^th edition. Stlouis| Mosby Co| 2000;pp102-110|pp:173-197.

[4] Duncker DJ|Heiligers J| Vendouw PD: Nifedipine- induced changes in the distribution of carotid blood flow and cardiac output in pentobarbital-anesthetized pigs. Br J Pharmacol. 1986(b); 89: 35-46.

[5] Hurwitz L.|Partridge D| Lean Jk: Calcium channels The properties| Functions|Regulation and Clinical Relevance. 1^st edition| CRC Press| Florida| 1991;pp: 77-85| and pp:310-329 and 267.

[6] Kanda K| Flaim SF: Effects of nifedipine on total cardiac output distribution in conscious rat. J Pharmacol Exp Ther.1984;228(3): 711-718.

[7] Lacolley PP| Koen R: Different effects of calcium antagonists on fluid filtration of large arteries and albumin permeability in spontaneously hypertensive rats. Jounal of Hypertension| 1998; 16(3): 349-355.

[8] Lehman HU|Hochrein H: Witt E. et al: Hemody_ namic effects of calcium antagontists. Review Hypertension| 1983; 5(4 pt 2): S12-S17.

[9] Nordlander M| Dibona GF| Yao| T. Thoren P: Renal and cardiovascular effects of acute and chronic adminstration of felodipine to spontan_ eously hypertensive rats. Eur J Pharmacol| 1985; 113(1): 25-36

[10] Valdivielso JM| Micas JF| Lopes N: Cardiovascular effects of elgoldipine and nifedipine comppared in anesthetized rats.Eur J Pharmacol| 1997; 335(2-3):193-198.

[11] Valentin JR| Ridstein J| Mimran A: Effects of nicardipine and atriopeptin on transcapillary shift of fluid and proteins. Am.J.Physion| 1989; 257:R174-R179.

[12] Van Zwieten PA: Clinical aspects of calcium entery blockers. Karger| Amsterdam| 1989; pp: 39-50..

[13] Vo D| Matowe WC| Ramesh M| Iqbal N| Wolowyk MW| Howlett SE| Knaus EE: Syntheses calcium channel agonist-antagonist modulation and voltage –clamp studies of isopropyl 1|4 dihydro-2|6 dimethy 1- 3nitro pyridyipyriidine -5 carboxylate racemates and enantiomers. J Med Chem| 1995; 38(15): 2851-2859.

[14] Whiting RL: Animal pharmacology of nicardipine and its clinical relevance. Am J Cardiol| 1987; 59(17): 3J- 8J.

[15] West| JB: Physiological basis of medical practice. 12^th edition| William and Willkins| Baltimore| USA| 1990; pp:316- 317.

The Cardiovascular Effects of Three Novel Synthetic Calcium Channel Blockers in the Rabbit

H. Najafipour*¹| SH. Rahmani|²  AR. Foroomadi| ³

1- Associate Professor of Physiology| Department of Physiology and Physiology Research Center| Kerman| Iran.

2- MS.c in Physiology| Faculty of Medicine| Kerman| Iran

3-. Associate Professor of Pharmaceutical Chemistry| Kerman University of Medical Sciences| Kerman| Iran.

Background: Calcium channel blockers are important group of drugs that have been used in the treatment of a variety of cardiovascular diseases especially hypertension. In this study we have investigated the effects of three newly synthetized ester analogs of nifedipine (Compounds No. 1| 2 and 3) compared to nifedipine on mean arterial pressure| dp/dt (cardiac contractility index) and heart rate in rabbits.

Materials and Methods: This study was carried out on 24 white New Zealand rabbits in three groups. Rabbits were anaesthetized with diazepam and sodium pentobarbital. The right femoral vein and artery were cannulated for injections (phenylephrin and sodium pentobarbital) and record of arterial blood pressure respectively. Right jugular vein was cannulated for injection of synthetic compounds. Another cannula was inserted in right carotid artery and pushed slowly to left ventricle to record the left ventricular dp/dt as a measure of cardiac contractility. Then the new compounds were tested in two stages. In the first stage during normotensive conditions| 1ml nifedipine (10^-4 M) and five minutes later 1ml of the new compounds were injected through the jugular vein during 1 minute and their effect on arterial blood pressure and left ventricular dp/dt was recorded. Twenty minutes later when arterial blood pressure returned to basal level| 1ml of 10^-3 M nifedipine and each of the synthetic compounds were injected. In the second stage| arterial blood pressure was increased by 20 mmHg with continuous phenylephrin infusion and then the first stage experiments were repeated in hypertensive conditions.

‏Results:The results showed that in hypertensive conditions| 10^-3 M of nifedipine reduced the mean arterial pressure (MAP) and dp/dt by 22.1%| and 19.7% respectively| and increased the heart rate (HR) by 4.8%. Compound 1 reduced MAP by 7.5%| and dp/dt by 8.3% but had no effect on HR. Compound 2 (10^-3 M)| reduced MAP| and dp/dt by 9% and 11.2% respectively| but had no effect on HR. Compound 3 decreased 10.2% MAP| and 7.6% dp/dt and increased HR by 1.4%. Compounds 1 and 2 significantly reduced heart rate compared with nifidipine (P<0.05). All three compounds with the concentration of 10^-4 M had lower effect than nifedipine.

Conclusion: Overall this study showed that compound 2 is closer to nifedipine in reducing MAP and dp/dt| but does not increase HR. Although its lowering effect on BP is less than nifedipine| it may be selected for further investigation to increase its antihypertensive effect and probable side effects. Then it may be used in hypertensive patients with ischemic heart disease as it does not increase HR and O₂ consumption.

Keywords: Calcium Channel Blockers| New Dihydropyridine Derivatives| Hypertension| Cardiac Contractility| Heart Rate.

*Corresponding author: Email najafipourh@ kmu.ac.ir| tel: (0341)3221661-4

Journal of Rafsanjan University of Medical Sciences and Health Services| 2002| 2(1): 10-21