CC BY
20
http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2226-7425-2017-19-ll-235-238
УДК 615.211
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПЕРСПЕКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В РЯДУ ПРОИЗВОДНЫХ ДИМЕТИЛФЕНИЛАЦЕТАМИДА ПРИ ПРОВОДНИКОВОЙ АНЕСТЕЗИИ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
Василькина О.В., Новиков А.В., Блинова Е.В., Абросимов А.В.
ФГБОУ ВО Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва, г. Саранск, Российская Федерация
Аннотация. Цель исследования: исследовать местноанестезирующую активность двух третичных аминокислот-содержа-щих производных диметилацетамида на моделях производной анестезии в эксперименте.
Материал и методы: местноанестезирующая активность (МА) субстанций третичных производных диметилацетамида с N-ацетил-Ь-глутаминовой кислотой в качестве аниона (ЛХТ-4-00) и L-глутаминовой кислотой в качестве аниона (ЛХТ-3-00) изучена на моделях проводниковой анестезии в тесте «tail-flick» и по методу Bianch в концентрациях 0,5, 1,0 и 2,0%. Эксперименты выполнены на ненаркотизированных SHK мышах обоего пола весом 20 - 22 г и нелинейных крысах обоего пола весом 180-220 г.
Результаты и обсуждение: В тесте «tail-flick» у всех изученных веществ и препарата сравнения латентный период наступления анестезии равнялся 10 мин. Продолжительность МА действия варьировала: в группе лидокаина длительность обезболивающего действия в среднем составляла 115,5; 67,3 и 45,3 мин в концентрациях 2,0; 1,0 и 0,5% раствора соответственно. Третичное соединение ЛХТ-3-00, введенное под кожу основания хвоста животных в тех же концентрациях значимо увеличивало продолжительность анестезирующего действия в среднем до 166,9; 125,4 и 94,8 мин (во всех группах различия носили статистически значимый характер). Соединение ЛХТ-4-00 в концентрациях 0,5 и 1,0% проявляло тенденцию к увеличению длительности эффекта при сравнении с веществом ЛХТ-3-00, а при введении самого концентрированного раствора превосходило соединение ЛХТ-3-00 по продолжительности действия. На модели блокады седалищного нерва у крыс были получены схожие результаты. Латентный период наступления обезболивающего действия колебался в зависимости от концентрации раствора анестетика от 5 до 12 мин. При этом длительность эффекта как в группе животных, получавших соединение ЛХТ-3-00, так и вещество ЛХТ-4-00 во всех концентрациях превосходила эффект лидокаина гидрохлорида.
Ключевые слова: производное диметилацетамида, лидокаин, проводниковая анестезия, местноанестезирующая активность, длительность эффекта
Введение. Проведенные ранее исследования продемонстрировали наличие местноанестезирующих свойств у группы третичных производных диметилфе-нилацетамида, полученных замещением анионного фрагмента молекулы остатком амино- или карбоновой кислоты [2]. В частности, соединения с остатком N ацетил-Ь-глутаминовой и L-глутаминовой кислот обладает большей широтой и продолжительностью терапевтического действия при сравнении со структурным предшественником лидокаином на модели терминальной анестезии глаза кролика [2]. Вместе с тем известно, что при введении в сопоставимых со структурным предшественником лидокаином дозах оба вещества в меньшей степени вызывает гипотонию и тахикардию, не оказывают угнетающего влияния на сократимость миокарда [1], проявляют свойства блокаторов натриевых каналов. Однако, до сих пор не проводилось исследований местноанестезирующей (МА) активности соединений на моделях проводниковой анестезии. Поэтому мы поставили перед собой цель - исследовать местноанестезирующую активность двух
третичных аминокислот-содержащих производных диметилацетамида на моделях производной анестезии в эксперименте.
Материал и методы исследования. Предметом исследования явились субстанции третичных производных диметилацетамида с N-ацетил-Ь-глутаминовой кислотой в качестве аниона (лабораторный шифр учреждения-разработчика ЛХТ-4-00) и с L-глутаминовой кислотой в качестве аниона (лабораторный шифр учреждения-разработчика ЛХТ-3-00) производства АО «ВНЦ БАВ» (Россия). МА активность соединения изучили на моделях проводниковой анестезии по Bianch [4] в концентрациях 0,5, 1,0 и 2,0%. Определяли латентный период наступления анестезии, ее продолжительность. Эксперименты выполнены на ненаркотизированных SHK мышах-самцах и самках весом 20 - 22 г, полученных из питомника Филиала «Андреевка» ФГБУН НЦБМТ ФМБА России. Активность каждого соединения исследовалась на 10 животных при помощи «tail-flick» теста. Рабочие растворы производных для экспериментальных исследований готовили ex
http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2226-7425-2017-19-ll —--—
tempore на физиологическом растворе хлорида натрия. Он же использовался в контрольных опытах. В качестве препарата сравнения использовали лидокаина гидрохлорид («Лидокаин» производства «Egis», Венгрия) в виде 10% раствора во флаконах по 50 мл.
Также использовали метод проводниковой анестезии по Camougic и Takman у ненаркотизированных крыс весом 180-200 г, полученных из упомянутого питомника. Животных помещали в анальгезиметр производства компании «Ugo Basile» (Италия), оснащенный электродвигателем для создания градуированного давления на конечность животного. После определения исходной силы давления, вызывающей реакцию раздражения осуществляется блокада седалищного нерва путем введения 0,5 мл раствора исследуемого производного диметилфенилацетамида или препарата сравнения. Проводили повторные измерения до восстановления исходной болевой реакции на прессорный раздражитель.
Содержание животных и постановку опытов проводили, основываясь на принципах гуманного обращения с животными, в соответствии с Приказом Министерства здравоохранения Российской Федерации от 01.04.2016 г. №199н «Об утверждении правил надле-
жащей лабораторной практики». Протокол исследования прошел экспертизу и был одобрен на заседании Локального этического комитета ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. Огарёва».
Статистический анализ полученных результатов проводили методами вариационной статистики [3] с помощью пакетов программ Microsoft Excel for iOS, BioStat®. После проверки нормального распределения признака при помощи одномерного дисперсионного анализа осуществляли сравнение средней арифметической времени длительности проводниковой анестезии для каждого соединения в соответствующей концентрации с препаратом сравнения с использованием критерия множественного сравнения Ньюмена-Кейлса.
Результаты исследования и их обсуждение. Исследование местноанестезирующей активности третичных аминокислотсодержащих производных диметил-фенилацетамида показал, что оба соединения - и ЛХТ-3-00 (с остатком глутаминовой кислоты в качестве аниона) и ЛХТ-4-00 ( с остатком ацетил-глутаминовой кислоты в качестве аниона) обладают фармакологическим эффектом на моделях проводниковой анестезии, превосходящим препарат сравнения и структурный аналог лидокаина гидрохлорид (табл. 1).
Таблица 1.
Местноанестезирующая активность третичных производных диметилацетамида в тесте <4аП-Шск» по
Е^инеИ и в опытах на крысах по Camougic и Takman
Соединение (препарат) Концентрация раствора, % Тест «tail-flick» по Bianch на мышах Метод Camougic и Takman на крысах
Латентный период, мин Длительность анестезии, мин Латентный период, мин Длительность анестезии, мин
Контроль - - - - -
2,0 10 115,5±4,7 5 124,6±5,8
Лидокаин 1,0 10 67,3±4,2 7 59,2±3,6
0,5 10 45,3±3,8 10 38,4±2,7
2,0 10 166,9±5,2* 7 170,3±6,1*
ЛХТ-3-00 1,0 10 125,4±3,4* 7 114,6±4,0*
0,5 15 94,8±4,3* 12 85,6±5,2*
2,0 10 189,1±4,6*# 7 173,4±5,3*
ЛХТ-4-00 1,0 10 138,9±4,7* 10 116,4±6,1*
0,5 15 102,5±5,0* 12 74,0±4,8*
Примечание: * - различия при сравнении с лидокаином в сопоставимых концентрациях достоверны при р<0,05; # - различия при сравнении с ЛХТ-3-00 в сопоставимых концентрациях достоверны при р<0,05 (одномерный дисперсионный анализ, критерий Ньюмена-Кейлса)
В тесте «tail-flick» у всех изученных веществ и препарата сравнения латентный период наступления анестезии равнялся 10 мин. Однако продолжительность местноанестезирующего действия варьировала в группах в зависимости от вещества и его концентрации. Так, в группе препарата сравнения длительность обезболивающего действия в среднем составляла 115,5; 67,3 и 45,3 мин в концентрациях 2,0; 1,0 и 0,5% раствора соответственно. Третичное соединение ЛХТ-3-00, введенное под кожу основания хвоста животных в тех же концентрациях значимо увеличивало продолжительность анестезирующего действия в среднем до 166,9; 125,4 и 94,8 мин (во всех группах различия носили статистически значимый характер). Соединение
ЛХТ-4-00 в концентрациях 0,5 и 1,0% проявляло тенденцию к увеличению длительности эффекта при сравнении с веществом ЛХТ-3-00, а при введении самого концентрированного раствора превосходило соединение ЛХТ-3-00 по продолжительности действия.
На модели блокады седалищного нерва у крыс были получены схожие результаты. Латентный период наступления обезболивающего действия колебался в зависимости от концентрации раствора анестетика от 5 до 12 мин. При этом длительность эффекта как в группе животных, получавших соединение ЛХТ-3-00, так и вещество ЛХТ-4-00 во всех концентрациях превосходила эффект лидокаина гидрохлорида. Различий между производными диметилфенилацетамида не регистрировали.
http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2226-7425-2017-19-ll —--—
Таким образом, структурная модификация диме-тилфенилацетамида путем изменения анионного фрагмента на остаток глутаминовой и ацетилглута-миновой кислоты сопровождается сохранением местноанестезирующей активности основания, при этом увеличивается продолжительность фармакологического эффекта в среднем в полтора раза. Подобный результат возможно связан с замедлением скорости резорбции действующего вещества из места введения в системный кровоток с последующей его инактивацией. Поскольку в нашем исследовании в фокусе научного поиска находится исследование местноанестезирующего действия некоторых незаряженных, третичных производных лидокаина, в рамках настоящей работы мы постарались обобщить накопленный к настоящему времени материал, касающийся особенностей взаимодействия некоторых лекарственных препаратов и новых соединений из класса местноанестезирующих средств и их производных с билипидной мембраной. Подобное взаимодействие обусловливает проницаемость и, в последующем, реализацию эффекта лекарственного средства.
Как известно, широко используемые в клинике представители класса местноанестезирующих препаратов, имеют унифицированную химическую структуру, состоящую из трех основных компонент: гидрофобного участка, представленного ароматическим кольцом, промежуточной цепи и гидрофильной аминогруппы. Ароматическая составляющая обусловливает растворимость молекулы лекарственного средства в липидах, в то время как гидрофильная аминогруппа придает молекуле водорастворимые свойства. Промежуточная цепь пространственно разделяет гидро- и ли-пофильные фрагменты молекулы и, в зависимости от особенностей ее химического строения, позволяет классифицировать все местноанестезирующие средства на амиды и эфиры. Замещенная аминогруппа придает молекуле свойства основания для эфиров при значении рКа в диапазоне от 7,7 до 8,1 при температуре окружающей среды 37оС, и в диапазоне от 8,4 до 9,9 -для эфиров. Молекулы рассматриваемых соединений могут существовать в незаряженной (электронейтральной) и положительно заряженной форме. После инъекции установлено равновесное соотношение между заряженными и незаряженными молекулами. В соответствии с уравнением Хендерсона-Гессельбаха, доля незаряженных молекул зависит от рКа и среднего значения рН.
Фармакокинетика и уровень активности лидокаина и его производных тесно связан с их взаимодействием с липидами биомембран. Незаряженные молекулы способны диффундировать через липидные барьеры и связываться с активными сайтами специфических рецепторов. Однако, при изменении рН среды, связанном
с воспалительным процессом, ишемией и некоторыми другими заболеваниями, проникающая способность молекул может изменяться.
Общеизвестно, что лидокаин, а также его производные преимущественно взаимодействуют с натриевыми каналами на внутренней поверхности мембраны нервного проводника. Причем, в высоких концентрациях достигается местноанестезирующий эффект, в то время как для реализации антиаритмического действия соединений необходимы сопоставимо более низкие концентрации веществ. Представители изучаемой группы лекарственных средств подавляют проведение электрического импульса (волны возбуждения) посредством влияния на ионные токи через цитоплазма-тическую мембрану. Современные механистические теории, описывающие активность трансмембранных ионных каналов, мембран-ассоциированных энзимов, взаимодействие мембранных липидов и воды, предполагают блокаду натриевых каналов на внутренней поверхности мембраны нервного волокна.
Лидокаин и некоторые его кватернизированные производные специфически связываются с D4-S6 регионом альфа-субъединицы Nav1.5-канала. А, поскольку данный участок канала имеет внутриклеточную локализацию, становится понятным, что для молекулы бло-катора совершенно необходимо проникнуть через ли-пидный бислой цитоплазматической мембраны и внутри клетки реализовать свой фармакологический эффект. Следовательно, молекула блокирующего вещества должны находиться в незаряженном виде и обладать гидрофобностью.
Сопоставляя результаты настоящего исследования с данными о токсикологическом профиле соединений, можно говорить о том, что указанные соединения являются перспективными веществами для создания нового отечественного местноанестезирующего лекарственного средства.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
[1] Блинов Д.С., Сингх Л.Н., Елизарова Ю.Н. и др. Сравнительное изучение токсичности и антиаритмической активности некоторых органических соединений диметилацетамида // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2014. Т. 77. № 5. С. 20—22.
[2] Василькина О.В., Блинова Е.В., Яснецов В.В. и др. Исследование эффективности третичного производного диметилфенилацетамида на модели терминальной анестезии // Журнал научных статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2016. Т. 18. № 8. С. 88—91.
[3] Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1998.
[4] Игнатов Ю.И., Волчков В.А., Галенко-Ярошевский П.А. и др. Методические рекомендации по изучению местноанестезирующей активности лекарственных средств. М., 2012.
http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2226-7425-2017-19-ll —--—
AN EFFECTIVENESS OF PERSPECTIVE DIMETHYLACETAMIDE COMPOUNDS ON CONDUCTION-BLOCKING ANESTHESIA MODELS IN EXPERIMENT
Vasilkina O. V., Novikov A.V., Blinova E.V., Abrosimov A.V., Blinov D.S.
National Research Ogarev Mordovia State University, Saransk, Russian Federation
Annotation. Objective: to explore the local anesthetic (LA) activity of two tertiary amino acid-containing dimethylacetamide derivatives on models of anesthesia in the experiment.
Material and methods: LA activity of tertiary dimethylacetamide-derived substances with N-acetyl-L-glutamic acid as an anion (LHT-4-00) and L-glutamic acid as an anion (LHT-3-00) investigated on models of conductive anesthesia in the tail-flick test and Bianch method at concentrations of 0.5, 1.0 and 2.0%. Experiments performed on SHK mice of either sex weighing 20-22 g and nonlinear rats of either sex weighing 180-220 g.
Results and discussion: in the tail-flick test for all the studied substances and comparison drug the latent period of occurrence anesthesia was about 10 minutes. Duration of actions varied: in a group of lidocaine the action duration averaged 115.5; 67.3 and 45.3 min at concentrations of 2.0; 1.0 and 0.5% solution respectively. Tertiary compound LHT-3-00, administered under the skin of the tail of the animal in the same concentrations significantly increased the duration of LA action up to an average of 166.9; 125.4 and 94.8 min (all groups of distinction worn by statistically significant). LHT -4-00 at concentrations of 0.5 and 1.0% showed a tendency to increase the duration of effect in comparison with substance-LHT-3-00. On the model of the blockade of the sciatic nerve in rats similar results were obtained. The latent period of occurrence of LA action ranged depending on the concentration of an agent from 5 to 12 minutes. Duration of effect in animals treated with LHT-3-00 and LHT-4-00 exceeded the effect of lidocaine hydrochloride in all concentrations. Key words: dimethylacetamide compounds, lidocaine, local anesthetic activity, conduction-blocking anesthesia, anesthetic effect depth and duration.
REFERENCES
[1] Blinov D.S., Singkh L.N., Elizarova Yu.N. et al. Sravnitel'noe izuchenie toksichnosti i antiaritmicheskoj ak-tivnosti nekotorykh organicheskikh soedinenij dimetilatsetamida. Eksperimental'naya i klinicheskaya farmakologiya, 2014, vol. 77, no. 5, pp. 20—22.
[2] Vasilkina O.V., Blinova E.V., Yasnetsov Vic.V. et al. Issle-dovanije effektivnosti tretichnogo proizvodnogo
dimetilatsetamida na modeli termmaPnoji anestezii. The Journal of scientific articles "Health and Education Millennium", 2016. vol. 18. no. 8, pp. 88-91.
[3] Glants S. Mediko-biologicheskaya statistika. Moscow, Praktika, 1998.
[4] Ignatov Yu.I., Volchkov V.A., Galenko-Yaroshevskij P.A. et al. Metodicheskie rekomendatsii po izucheniyu mestnoanesteziruyushhej aktivnosti lekarstvennykh sredstv. Moscow, 2012.
