CC BY
57
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
УДК 615.214.22
АНКСИОЛИТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ НОВОГО РЯДА ПРОИЗВОДНЫХ ДИАЗЕПИНОБЕНЗИМИДАЗОЛА
А.А. Спасов12, Л.Н. Диваева3, Д.В. Мальцев12, Т.А. Кузьменко3, А.С. Морковник3, М.В. Мирошников1, А.С. Таран1, Е.А. Золотова1
1ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, кафедра фармакологии и биоинформатики; 2ГБУ «Волгоградский медицинский научный центр», лаборатория экспериментальной фармакологии;
3ФГАОУ ВО «Южный федеральный университет», научно-исследовательский институт
физической и органической химии
Проведено изучение анксиолитической активности нового ряда производных диазепинобензимидазола, имеющих в своей структуре две привилегированные подструктуры - диазепина и бензимидазола. По результатам проведенного исследования показано, что новый ряд соединений обладает анксиолитической активностью различной степени выраженности, что может свидетельствовать о высокой перспективности дальнейшего углубленного изучения нейро-психотропного потенциала новых соединений. Доказана анксиолитическая активность соединения под шифром ДАБ-19, превышающая показатели препарата сравнения диазепама.
Ключевые слова: диазепинобензимидазолы, ДАБ-19, анксиолитическая активность, миорелаксация.
DOI 10.19163/1994-9480-2018-3(67)-19-23
THE ANXIOLYTIC POTENTIAL OF A NEW SERIES OF DIAZEPINOBENZIMIDAZOLE DERIVATIVES
A.A. Spasov12, L.N. Divaeva3, D.V. Mal'tsev12, T.A. Kuzmenko3, A.S. Morkovnik3, M.V. Miroshnikov1, A.S. Taran1, E.A. Zolotova1
1FSBEI HE «Volgograd State Medical University» of Public Health Ministry of the Russian Federation,
Department of Pharmacology and Bioinformatics;
2SBI« Volgograd Medical Scientific Centre», Laboratory of Experimental Pharmacology;
3FSAI HE «South Federal University», Research Institute of Physical and Organic Chemistry
The article describes the study of anxiolytic activity of a new series of diazepinobenzimidazole derivatives having in their structure two preferential substructures - diazepine and benzimidazole. According to the results of the study a new series of compounds has anxiolytic activity of varying severity, which may indicate a high prospect for further in-depth study of the neuropsychotropic potential of new compounds. The anxiolytic activity of the compound under the DAB-19 cipher, which is higher than the diazepam.
Key words: diazepinobenzimidazoles, DAB-19, anxiolytic activity, myorelaxation.
В настоящее время тревожные расстройства являются широко распространенной патологией [6]. К этиологическим триггерам возникновения этих заболеваний относятся как внешние (социальные), так и внутренние (генетические) факторы. Существующие в настоящее время препараты не отвечают всем требованиям, связанным с терапией тревожных расстройств. Многие препараты, помимо низкой эффективности, обладают выраженными побочными действиями - привыканием, вялостью, сонливостью и т.п. В настоящее вре-
мя активно ведется поиск новых веществ с противотре-вожной активностью и низким риском развития побочных эффектов среди производных многих классов соединений, действующих на различные звенья патологического процесса [3, 10]. Разрабатываются новые фармакологические подходы для решения сложной проблемы снижения патологической тревожности [9]. В ранее проведенном исследовании среди производных диазепинобензимидазола было обнаружено соединение под шифром ДАБ-19, являющееся производным
11-бензил-2,3,4,5-тетрагидродиазепино-[1,2-а]бензими-дазола [7], для которого была показана выраженная анксиолитическая активность в тесте «Приподнятый крестообразный лабиринт» [2]. В связи с этим для подробного изучения и оценки анксиолитического потенциала новых веществ представляется интересным изучить антифобические свойства новых схожих по химической структуре с соединением ДАБ-19 производных 11-алкил- и 11-бензил-2,3,4,5-тетрагидродиазепино-[1,2-а] бензимидазола,
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучение анксиолитической активности нового ряда производных 11-алкил- и 11-бензил-2,3,4,5-тетра-гидродиазепино-[1,2-а] бензимидазола.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Эксперименты проводились на 120 половозрелых мышах самцах массой 18-23 г. Мыши содержались в условиях вивария с естественным световым режимом на стандартной диете лабораторных животных, без ограничения доступа к еде и воде (ГОСТ Р 50258-92) с соблюдением Международных рекомендаций по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях [1]. Изучаемые вещества вводили перорально за 30 мин до начала теста. Группам контрольных животных вводили растворитель (дистиллированная вода), животным группы препарата сравнения - диазепам (Реланиум, «Польфа», Польша) в дозе 1 мг/кг, опытным группам вводили исследуемые вещества в дозах, эквимолярных препарату сравнения (1 мг/кг).
Метод изучения анксиолитической активности в тесте «Приподнятый крестообразный лабиринт» (ПКЛ) [7] был основан на естественном предпочтении грызунами темных нор, а также на страхе нахождения на открытых площадках и падения с высоты. Животных помещали в приподнятый крестообразный лабиринт и в течение 5 мин регистрировали показатели: реактивность, латентное время выхода в светлый рукав (с), время нахождения в открытом рукаве (с), количество выходов в открытый рукав, количество выглядываний, количество свешиваний.
Дополнительное исследование анксиолитической активности проводилось в установке «Темная светлая камера» (ТСК) [4], в течение 5 мин регистрировали показатели: латентное время выхода из темного отсека (с), время, проведенное в светлом отсеке (с) и количество переходов между отсеками.
Исследование миорелаксирующего действия оценивалось в тестах «Актометр» [5] и «Вращающийся стержень» [8]. В установку «Актометр» животное помещалось на 5 мин, в течение которых регистрировалось количество совершенных двигательных актов (предварительно проводилось адаптирование животных к ак-тометру для исключения ориентировочной компоненты двигательной активности). В тесте «Вращающийся стер-
жень» животное помещалось в установку на 30-секунд-ный период (животные, перед началом исследования, проходили процедуру приучения).
Статистическая обработка результатов исследования проводилась в программе GraphPad Prism 5.0 с использованием теста Вилкоксона, критерием Краске-ла-Уолиса с постобработкой тестом Данна.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ
На скрининговой модели «Приподнятый крестообразный лабиринт» было изучено анксиолитическое действие 8 новых соединений. Так, по показателю времени, проведенному в открытом рукаве (рис. 1 а), являющимся показателем противотревожного действия исследуемых соединений, было выяснено, что значения данного показателя для веществ ДАБ-27, ДАБ-28, ДАБ-35, ДАБ-46 достоверно не отличаются от показателей контрольной группы, это говорит о низком проявлении антифобического эффекта, либо отсутствии изучаемой активности в исследуемой дозировке.
Соединения ДАБ-29, ДаБ-36, ДАБ-40 показали результат, соответствующий данным препарата сравнения диазепама, что может свидетельствовать о снижении тревожности у животных. Соединения ДАБ-41 и ДАБ-19 превосходили показатель препарата сравнения в 1,2 и 2,4 раза соответственно, что говорит о высоком проявлении антифобического действия этих веществ. Сопоставляя полученные данные с показателями количества выходов в открытый рукав (рис. 1 b), выяснили, что наибольшую противотревожную активность среди изучаемых соединений проявляет вещество ДАБ-19, превосходя показатели контрольной группы в 3 раза, а показатель препарата сравнения в 1,7 раз. Так как параметр количества выходов в открытый рукав является показателем исследовательской и анти-фобической активности, это значит, что соединение ДАБ-19, помимо противотревожного эффекта, проявляет и выраженную исследовательскую активность. Соединение ДАБ-41 не подтвердило свой анксиоли-тический потенциал и показало результат, соответствующий результату контрольной группы. Среди других исследуемых соединений статистически достоверный и коррелируемый результат при сопоставлении двух параметров показало вещество ДАБ-40, чей анксио-литический потенциал можно оценить как умеренный. Другие исследуемые соединения показали различный результат, не превышающий показания препарата сравнения диазепама. Так, соединение ДАБ-27 показало статистически достоверное увеличение количества выходов в открытый рукав в сравнении с контрольной группой, но сравнительно низкое время пребывания в открытом рукаве, что говорит о низком уровне противотревожного эффекта. Другое соединение, ДАБ-29, статистически превосходя контроль по времени нахождения в открытом рукаве, не подтвердил своей активности по количеству выходов в откры-
200
к
X
£ 2 " О Н Ь
0 X
а ^
га т
1 1-
к о 5 о
О)
о. ш
150
3 100
50
0
4
ш ш
о ш
5§3
X
3 ^
Ш >5 О 3 2 ш I-
5! И1 0
I
V*
у
"Данные статистически достоверны по отношению к группе контроля (р < 0,05, критерий Краскелла-Уоллиса с посттестом Данна).
Рис. 1. Влияние диазепама и соединений под шифром ДАБ на поведение мышей в тесте «Приподнятый крестообразный лабиринт»: а - влияние веществ на время нахождения животных в светлых рукавах; Ь - влияние веществ на количество выходов животных в светлые рукава
тые рукава установки, что также говорит о низком ан-ксиолитическом эффекте соединения. Учитывая показатели реактивности животных и латентный период выхода в светлый рукав, также характеризующие антифобическую активность новых веществ, обнаружили, что полученные данные для вещества ДАБ-19 коррелируют с ранее проанализированными, к тому же уровень тревожности (показатели выглядываний, болюсов и количество/продолжительность груминга) был оценен как низкий, что говорит о высоком анкси-олитическом потенциале соединения. Среди остальных исследуемых веществ по вышеизложенным параметрам также представляет интерес соединение ДАБ-40, но уступает ДАБ-19.
Большинство существующих на сегодняшний момент высокоэффективных анксиолитиков обладают миорелаксирующим действием и седацией, следовательно, целесообразно изучить противотревожную активность новых соединений в тестах «Актометр» и «Вращающийся стержень».
Так, по результатам экспериментов, проведенных в установке «Актометр» (рис. 2а) было показано, что изучаемая активность препарата сравнения диазепа-ма существенно снижалась по сравнению с группой контроля и уступала практически всем исследуемым соединениям, кроме вещества ДАБ-41, под действием которого двигательная активности оказалась самой низкой среди представленных соединений, и тем самым подтвердилось отсутствие необходимости дальнейшего изучения анксиолитического потенциала данного вещества.
Соединения ДАБ-35 и ДАБ-40 показали результат, сопоставимый с результатом препарата сравнения, что говорит о развитии миорелаксирующего эффекта изучаемых веществ. Все остальные соединения показали результат, схожий с результатами контроля. Единственной опытной группой, статисти-
чески превосходящей контроль, является группа соединения ДАБ-19, показатель которой составил в среднем (547,1 ± 21,11) двигательных актов против 406,3 ± 6,32 у контроля (р < 0,05), что говорит о повышении двигательной активности под действием вещества. Миорелаксирующий эффект соединения ДАБ-19 не подтвердился и в тесте «Вращающийся стержень» (рис. 2Ь), соединение показало результат контрольной группы.
Таким образом, по полученным результатам, было установлено, что соединение ДАБ-19 превосходит как другие исследуемые соединения, так и препарат сравнения диазепам по ряду параметров, что может сви-дельствовать о высоком анксиолитическом потенциале изучаемого соединения.
Для более углубленного изучения активности вещества ДАБ-19 был проведен дополнительный тест «Темная светлая камера». Так, под действием вещества ДАБ-19 наблюдалось достоверное снижение латентного периода выхода животных в светлый отсек (рис. 3а), что говорит о снижении тревожности животных. Так же было показано, что время выхода животных, получавших вещество ДАБ-19, снизилось по отношению к показателям контроля в 3 раза, а по отношению к показателям диазепама в 1,6 раза и составило в среднем (21,2 ± 3,05) с против (34,1 ± 4,11) с у препарата сравнения. Количество переходов (рис. 3Ь) соответствует уровню группы препарата сравнения, что соотносится с данными теста «Приподнятый крестообразный лабиринт» о повышенном исследовательском интересе животных. Общее время, проведенное в светлом отсеке (рис. 3с), превосходило показатели диазепама в 1,2 раза. Полученные данные соответствуют показателям теста «Приподнятый крестообразный лабиринт» и позволяют говорить о достоверном снижении уровня страха под действием вещества ДАБ-19.
а
Ь
А
*
I^FOpIÜ ©(Ш^ТМЩ;
j?. ,»S> <t <$> ф Ф >N ,
30-1
к
Ё^ 20
g
а ф
4 > 10 к
5 <и а m
0
^ & &J? J? J* J* ^
"Данные статистически достоверны по отношению к группе контроля (р < 0,05, критерий Краскелла-Уоллиса с посттестом Данна).
Рис. 2. Влияние диазепама и соединений под шифром ДАБ на миорелаксирующую активность в тестах «Актометр»
и «Вращающийся стержень»: a - влияние диазепама и соединений под шифром ДАБ на количество движений, совершенных в установке «Актометр»; b - влияние диазепама и соединений под шифром ДАБ на время удержания
животных в установке «Вращающийся стержень»
2.10-
о*
Г
"Данные статистически достоверны по отношению к группе контроля (р < 0,05, критерий Краскелла-Уоллиса с посттестом Данна).
Рис. 3. Влияние диазепама и соединений под шифром ДАБ на поведение мышей в установке «Темная светлая камера»: a - влияние диазепама и соединений под шифром ДАБ на латентное время выхода животного в светлый отсек в тесте «Темная-светлая камера»; b - влияние диазепама и соединений под шифром ДАБ на количество переходов в тесте «Темная-светлая камера»; с - влияние диазепама и соединений под шифром ДАБ на время, проведенное в светлом отсеке в тесте «Темная-светлая камера»
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
По результатам проведенных исследований анксиолитической активности нового ряда производных 11-ал-кил и 11-бензил-2,3,4,5- тетрагидродиазепино-[1,2-а] бен-зимидазола было обнаружено, что соединения обладают противотревожной активностью различной выраженности. По результатам теста «Приподнятый крестообразный лабиринт» было обнаружено соединение-лидер под шифром ДАБ-19, превосходящее активность препарата сравнения диазепама, в дополнительном тесте «Темная светлая камера» противотревожная активность была также подтверждена рядом параметров. По результатам исследования миорелаксирующей активности в тестах «Актометр» и «Вращающийся стержень» было показано, что новые соединения в меньшей мере вызывают мышечное расслабление и снижение передвижения, по сравнению с диазепамом. Было установлено, что соединение ДАБ-19 не вызывает мышечного расслабления, а также
повышает двигательную активность животных. Таким образом, можно сделать вывод о высокой анксиолитической активности соединения ДАБ-19.
ЛИТЕРАТУРА
1. Воронина Т.А. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств / Под ред. А.Н. Миронова. - 2012. - Ч. 1. - С. 264-275.
2. Диваева Л.Н., Спасов А.А, Кузьменко Т.А., Мальцев Д.В., Морковник А.С., Таран А.С., Петров В.И. Гидробромид 11-(4-трет-бутилбензил)-2,3,4,5-тетрагидро[1,3] диазепино[1,2а]бензимидазола, обладающий анксиолитической и противосудорожной активностью // Патент России № 2662242. - 2017.
3. Жуковская О.Н. и др. Поиск фармакологически активных соединений 2-диалкиламинобензимидазолов // Химико-фармацевтический журнал. - 2017. - Т. 51, №. 3. - С. 20-24.
4. Золотова Е.А. и др. Изучение анксиолитической активности соединения Б-19 в тесте темно-светлая
b
15
a
0
I^rnpfe ©©СаГГГМЩ
камера // Актуальные проблемы экспериментальной и клинической медицины: материалы 75-й открытой научно-практической конференции молодых ученых и студентов ВолгГМУ с международным участием. - Волгоград: Изд-во ВолгГМУ, 2017. - С. 440.
5. Иежица И.Н. и др. Токсическое влияние броманта-на на неврологический статус животных при однократном введении // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2002. - Т. 133, № 4. - С. 438-441.
6. Лебедев А.А. и др. Антагонист рецепторов корти-колиберина астрессин снимает тревожно-фобические состояния у крыс, выращенных в социальной изоляции // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. - 2016. - Т. 14, № 4.
7. Таран А.С. и др. Изучение анксиолитической активности в ряду новых производных диазепинобензимида-зола на установке «Приподнятый крестообразный лабиринт» // Волгоградский научно-медицинский журнал. -2017. - № 1 (53).
8. Тюренков И. Н. и др. Сравнительная церебропро-тективная активность метформина, госоглиптина, цити-колина и нового агониста GPR119 при экспериментальной ишемии головного мозга на фоне сахарного диабета // Журнал неврологии и психиатрии им. C.C. Корсакова. - 2017. - Т. 117. - № 12-2. - С. 53-59.
9. Яковлев Д.С. и др. 5-НТ2А-антагонистическая активность С2, N9-дизамещенных имидазо[1,2-а] бензимида-золов // Сборник трудов научно-практической конференции профессорско-преподавательского коллектива, посвященной 80-летию Волгоградского государственного медицинского университета. - 2015. - С. 54-56.
10. Suarez-Santiago J. E. et al. Agonist E-6837 and antagonist SB-271046 of 5-HT6 receptors both reverse the depressive-like effect induced in mice by subchronic ketamine administration // Behavioural pharmacology. -2017. - Vol. 28, № 7. - P. 582-585.
REFERENCES
1. Voronina T.A. Rukovodstvo po provedeniyu doklinicheskih issledovanij lekarstvennyh sredstv [Guide to conducting preclinical studies of medicines]. In A.N. Mironov (ed.). 2012. P. 1. P. 264-275.
2. Divaeva L.N., Spasov A.A, Kuz'menko T.A., Mal'cev D.V., Morkovnik A.S., Taran A.S., Petrov V.I. Gidrobromid 11 -(4-tret-butilbenzil)-2,3,4,5-tetragidro[1,3]diazepino [1,2a]benzimidazola, obladayushchij anksioliticheskoj i protivosudorozhnoj aktivnost'yu [11-(4-tert-butylbenzyl)-2,3,4,5-tetrahydro [1,3] diazepino [1,2a] benzimidazole hydrobromide, which has anxiolytic and anticonvulsant activity]. Patent Rossii № 2662242. 2017.
3. ZHukovskaya O.N. i dr. Poisk farmakologicheski aktivnyh soedinenij 2-dialkilaminobenzimidazolov [Search for pharmacologically active compounds of 2-dialkylaminobenzimidazoles]. Himiko-farmacevticheskij zhurnal [Chemical-Pharmaceutical Journal], 2017, Vol. 51, no. 3, pp. 20-24. (In Russ.; abstr. in Engl.).
4. Zolotova E.A. et al. Izuchenie anksioliticheskoj aktivnosti soedineniya B-19 v teste temno-svetlaya kamera
[Study of the anxiolytic activity of compound B-19 in the dark-light chamber test]. In Aktual'nye problemy ehksperimental'noj i klinicheskoj mediciny: materialy 75-j otkrytoj nauchno-prakticheskoj konferencii molodyh uchenyh i studentov VolgGMU s mezhdunarodnym uchastiem [Actual problems of experimental and clinical medicine: materials of the 75th open scientific and practical conference of young scientists and students of VolgSMU with international participation]. Volgograd: Izd-vo VolgGMU, 2017. P. 440.
5. lezhica I.N. i dr. Toksicheskoe vliyanie bromantana na nevrologicheskij status zhivotnyh pri odnokratnom vvedenii [The toxic effect of bromantane on the neurological status of animals in a single injection]. Byulleten' ehksperimental'noj biologii i mediciny [Bulletin of Experimental Biology and Medicine], 2002, Vol. 133, no. 4, pp. 438-441. (In Russ.; abstr. in Engl.).
6. Lebedev A.A. at al. Antagonist receptorov kortikoliberina astressin snimaet trevozhno-fobicheskie sostoyaniya u krys, vyrashchennyh v social'noj izolyacii [The antagonist of the corticoliberin receptor astressin relieves anxious-phobic conditions in rats grown in social isolation]. Obzory po klinicheskoj farmakologii i lekarstvennoj terapii [Reviews on clinical pharmacology and drug therapy], 2016, Vol. 14, no. 4. (In Russ.; abstr. in Engl.).
7. Taran A.S. at al. Izuchenie anksioliticheskoj aktivnosti v ryadu novyh proizvodnyh diazepinobenzimidazola na ustanovke «Pripodnyatyj krestoobraznyj labirint» [A study of anxiolytic activity among a number of new diazepinobenzimidazole derivatives on the «Elevated cross-shaped labyrinth» facility]. Volgogradskij nauchno-medicinskij zhurnal [Volgograd Medical Journal], 2017, no. 1 (53). (In Russ.; abstr. in Engl.).
8. Tyurenkov I. N. i dr. Sravnitel'naya cerebroprotektivnaya aktivnost' metformina, gosogliptina, citikolina i novogo agonista GPR119 pri ehksperimental'noj ishemii golovnogo mozga na fone saharnogo diabeta [Comparative cerebroprotective activity of metformin, gosogliptin, citicoline, and a new agonist GPR119 in experimental cerebral ischemia against diabetes mellitus]. ZHurnal nevrologii i psihiatrii im. C.C. Korsakova [Journal of Neurology and Psychiatry named after S.S. Korsakov], 2017, Vol. 117, no. 12-2, pp. 53-59. (In Russ.; abstr. in Engl.).
9. YAkovlev D.S. i dr. 5-HT2A-antagonisticheskaya aktivnost' S2, N9-dizameshchennyh imidazo[1,2-a] benzimidazolov [5-HT2A-antagonistic activity of C2, N9-disubstituted imidazo [1,2-a] benzimidazoles] In Sbornik trudov nauchno-prakticheskoj konferencii professorsko-prepodavatel'skogo kollektiva, posvyashchennoj 80-letiyu Volgogradskogo gosudarstvennogo medicinskogo universiteta [Proceedings of the scientific-practical conference of the teaching staff dedicated to the 80th anniversary of the Volgograd State Medical University]. 2015. P. 54-56.
10. Suarez-Santiago J. E. et al. Agonist E-6837 and antagonist SB-271046 of 5-HT6 receptors both reverse the depressive-like effect induced in mice by subchronic ketamine administration. Behavioural pharmacology, 2017, Vol. 28, no. 7, pp. 582-585.
Контактная информация Мирошников Михаил Владимирович - аспирант кафедры фармакологии и биоинформатики, Волгоградский государственный медицинский университет, e-mail: [email protected]
