CC BY
61
УДК 615.272
ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИГИПОКСИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НОВЫХ
ПРОИЗВОДНЫХ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ И АМИНОКИСЛОТ В УСЛОВИЯХ ОСТРОЙ КИСЛОРОДНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ
Н.Ф. Петухова, М.В. Трошина, Т.Г. Иванова, Р.Ю. Лютый, Е.Г. Цублова, В.В. Яснецов, С.Я. Скачилова
В опытах на белых нелинейных мышах-самцах показано влияние новых производных гетероциклических соединений и аминокислот на продолжительность жизни животных в условиях острой гипоксии различного генеза. Выявлены вещества с антигипоксической активностью сопоставимой и/или превышающей таковую у эталонных средств сравнения амтизола сукцината и мексидола.
Ключевые слова: производные гетероциклических соединений и аминокислот, острая гипоксия, амтизол сукцинат, мексидол, антигипоксическая активность.
Гипоксия является одним из самых распространенных патологических процессов, возникающих в организме не только как самостоятельное явление, но и в качестве звена развития заболевания. Кислородная недостаточность формируется при воздействии на организм различных токсинов, при нарушении кровообращения, интенсивной физической нагрузке и др. При развитии острой гипоксии как этапа адаптивных изменений органов и тканей включаются компенсаторные клеточные механизмы, предупреждающие и/или устраняющие повреждающее действие нехватки кислорода [4, 5, 13]. При развитии гипоксии как патологического явления для устранения негативных процессов используются различные искусственные методы, наиболее значимым среди которых является применение лекарственных средств - антигипоксантов.
Несмотря на проводимые многочисленные исследования по созданию лекарственных средств с антигипоксической активностью, данная проблема не теряет своей актуальности. Новых лекарственных средств, повышающих продолжительность жизни и выживаемость организма в условиях острой гипоксии, в настоящее время не появляется. Большинство используемых антигипоксантов были введены в клинику еще во второй половине прошлого века, и их применение на сегодняшний день не всегда оказывается эффективным. Это обусловлено многими факторами, в том числе и изменениями в лекарственной терапии заболеваний, сопутствующим фактором которых выступает гипоксия [8, 10].
В качестве потенциальных антигипоксантов исследуются представители различных классов химических соединений: начиная от органических кислот и спиртов до сложных полициклических молекул [1, 2, 11, 13]. Особое внимание уделяется веществам, являющимися аналогами биологических молекул - витаминов, компонентов метаболизма, гормонов и т.д. Такой выбор объясняется с одной стороны определением ведущей роли в формировании защитных антигипоксических реакций компонентов энергетического обмена - сукцината, убихинона и др. [2, 6, 7], с другой - применяемыми антигипоксантами: эмоксипин является производным витамина В6, амтизол содержит фрагмент тиамина, реамберин создан на основе янтарной кислоты [8, 10]. В связи с этим можно предположить наличие у новых комплексных соединений аминокислот и гетероароматических веществ противогипоксической активности.
Целью наших экспериментов являлось исследование влияния новых производных гетероциклических соединений и аминокислот на продолжительность жизни лабораторных животных в условиях острой гипоксии различного генеза.
Материалы и методы исследования. Опыты проведены на белых нелинейных мышах-самцах массой 20-24 г. Животные содержались в стандартных условиях вивария при свободном доступе к пище и воде. При проведении эксперимента соблюдались Правила
лабораторной практики, принятые в Российской Федерации [9] и Международных рекомендаций Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях (1986) [12].
Тестированию подвергались производные гетероциклических соединений и аминокислот с общим шифром ЛХТ, впервые синтезированные д.х.н., профессором С.Я. Скачиловой (ОАО «ВНЦ БАВ»). Исследуемые вещества вводили внутрибрюшинно в дозах 1, 5 и 10 мг/кг за 1 час до проведения эксперимента в виде взвеси с твин-60. Животным контрольной группы тем же путем и в те же сроки вводили эквивалентный объем растворителя. Действие экспериментальных соединений сравнивали с эффектами препаратов сравнения - эталонным антигипоксантом амтизолом сукцинатом и антиоксидантом с антигипоксическим действием мексидолом. Препараты сравнения вводили в дозах 10, 25 и 50 мг/кг. Несмотря на тот факт, что согласно литературным данным эффективными дозами указанных фармакологических средств являются 25, 50 и 100 мг/кг [8, 10], в наших экспериментах для соотнесения антигипоксической активности новых веществ исследовались меньшие дозы препаратов сравнения.
Для исследования антигипоксических свойств новых производных гетероциклических соединений и аминокислот использовали модели острой гипоксии: гемической, гистотоксической и гипоксии с гиперкапнией. Острую гемическую гипоксию моделировали путем подкожного введения животным натрия нитрита в дозе 400 мг/кг, острую гистотоксическую - натрия нитропруссида в дозе 20 мг/кг. Острую гипоксию с гиперкапнией моделировали в герметически закрывающихся стеклянных емкостях объемом 250 см3. Во всех случаях регистрировали продолжительность жизни животных в минутах [3, 9].
Результаты обрабатывали статистически с использованием программы БТАТИТЮА 6.0, достоверность определяли параметрическим методом по ^критерию Стьюдента [9].
Результаты и их обсуждение. В результате проведенных экспериментов было установлено, что из 6 исследованных соединений в условиях острой гипоксии с гиперкапнией только одно вещество с шифром ЛХТ 21-01 достоверно (р<0,05) повышало продолжительность жизни лабораторных животных: при его введении в дозе 1 мг/кг положительный эффект составил 27% в сравнении с контрольными значениями, принятыми за 100% (рисунок 1)._
ЛХТ 10-12 ЛХТ 21-01 ЛХТ 1-13 ЛХТ 3-13 ЛХТ 4-1.1 ЛХТ 4-9"
вещество
□ 1 мг/кг □ * ыг.'ыг о 10 мг/кг
Рисунок 1 - Влияние новых соединений на продолжительность жизни животных в условиях острой гипоксии с гиперкапнией
Примечания к рис. 1-3: 1. Приведены значения в % к контролю. 2. Знаком (*) отмечены достоверные (р<0,05) различия к контролю
Под влиянием ЛХТ 1 -13 в дозе 5 мг/кг и ЛХТ 4-97 в дозе 10 мг/кг продолжительность жизни подопытных животных была ниже на 31 и 16% соответственно в сравнении с контролем.
Из лекарственных средств сравнения в условиях острой гипоксии с гиперкапнией эффективен был только амтизол сукцинат в дозе 50 мг/кг, положительный эффект составил 21% в сравнении с контрольными значениями (таблица 1).
В условиях острой гистотоксической гипоксии повышение продолжительности жизни мышей наблюдалось под влиянием 3 соединений (рисунок 2). Так ЛХТ 10-12 в дозе 10 мг/кг достоверно увеличивал время жизни подопытных животных на 19%, ЛХТ 4-13 в дозе 5 мг/кг - на 64 %, а ЛХТ 4-97 в дозе 1 мг/кг - на 17% в сравнении с контролем. Остальные соединения какого-либо влияния на продолжительность жизни животных в указанных условиях опыта не оказывали.
На модели острой гистотоксической гипоксии из эталонных препаратов в исследованных дозах был активен только амтизола сукцинат (таблица 1). При его введении во всех испытанных дозах наблюдалось увеличение продолжительности жизни животных на 21-32% в сравнении с контрольными значениями.
Таблица 1 - Влияние лекарственных средств сравнения на продолжительность жизни мышей в условиях острой гипоксии различного генеза_
Продолжительность жизни мышей, % к контролю
Лекарственное средство сравнения Доза, мг/кг острая гипоксия с гиперкапнией острая гистотоксиче ская острая гемическая
гипоксия гипоксия
Амтизола сукцинат 10 110+10 121+2* 117+9
Амтизола сукцинат 25 118+6 127+4* 114+6
Амтизола сукцинат 50 121+3* 132+4* 128+5*
Мексидол 10 94+6 104+8 103+8
Мексидол 25 92+7 107+12 105+8
Мексидол 50 104+5 102+3 111+12
Примечание: Знаком (*) обозначены достоверные (р<0,05) различия к контролю.
В условиях острой гемической гипоксии антигипоксические свойства проявляли соединения с шифром ЛХТ 21-01 в дозе 5 мг/кг и ЛХТ 4-97 в дозе 1 мг/кг (рисунок 3). Положительный эффект составил 18 и 23% соответственно в сравнении с контролем.
В указанных условиях опыта только амтизол сукцинат в дозе 50 мг/кг повышал продолжительность жизни животных на 28% в сравнении с контролем (таблица 1). Мексидол в испытанных дозах был не активен._
180 160 140
Ш 100
50 60 40 20 0
164*
105 102
_ 54
101
116 1"*
92
ЛХТ 10-12 ЛХТ 21-01 ЛХТ 1-13 ЛЗГГЭ-13 ЛХГ4-13 ЛХТ^Ш^тво
■ 1мг кг О ? мг/кг □ 10мг кг
Рисунок 2 - Влияние новых соединений на продолжительность жизни животных в условиях острой гистотоксической гипоксии
(Н)
IIS*
105 105 т\ Нп íat 107 10í I юз
ЙШИ
ЛЗСГ10-12 ЛХГ21-01 Л\Т1-13 ЛХТЗ-П ЛХТ4-В ЛХТВДЦ?*™
И1 МГ'КТ И 5 ИГ'кг вЮмгкг
Рисунок 3 - Влияние новых соединений на продолжительность жизни животных в условиях острой гемической гипоксии
Таким образом, на основании проведенных исследований можно утверждать, что среди новых производных гетероциклических соединений и аминокислот есть вещества, проявляющие антигипоксические свойства на моделях острой гипоксии. ЛХТ 21-01 и ЛХТ 4-97 были активны на двух моделях из трех исследованных, ЛХТ 4-13 - на одной модели. Причем эффективными оказались преимущественно наименьшие и наибольшие из исследованных доз, что является основанием для проведения дальнейших исследований по определению широты эффективных доз наиболее активных веществ в условиях острой гипоксии. На необходимость дальнейшего изучения активности указанных соединений указывает тот факт, что величина антигипоксического действия сопоставимо, а на моделях острой гипоксии с гиперкапнией и острой гистотоксической гипоксии превышает таковое у эталонного антигипоксанта амтизола сукцината.
In experiments at nonlinear white male mice shows the effect of newderivatives ofheterocyclic compounds and amino acids on the lifespan of animals in acute hypoxia of different genesis.Identified substance with antihypoxic activity comparable and / or exceeding than one of the reference comparing meanssuch as amtizol succinate and mexidol.
Key words: derivatives ofheterocyclic compounds and amino acids, acute hypoxia, amtizol succinate, mexidol, antihypoxic activity.
Список литературы
1. Балашов, В.П. Исследование антигипоксических свойств производных фосфорилуксусной кислоты [Текст] / В.П. Балашов, И.А. Исаева, Л.В. Кузьмичева, Г.Н. Кабаева и др. // Современные проблемы науки и образования.- 2013. - № 1. URL: www.science-education.ru/107-8259 (дата обращения: 12.10.2014).
2. Дерюгина, А.В. Влияние убихинона-10 и янтарной кислоты на функциональные характеристики эритроцитов крыс при адреналовой токсемии [Текст] / А.В. Дерюгина, Е.В. Крылова, Л.Д. Лукьянова // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2006. № 4. - С. 397-399.
3. Лукьянова, Л.Д. Методические рекомендации по экспериментальному изучению препаратов, предлагаемых для клинического изучения в качестве антигипоксических средств. - М., 1990. - 18 с.
4. Лукьянова, Л.Д. Роль биоэнергетических нарушений в патогенезе гипоксии [Текст] / Л.Д. Лукьянова //Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2004.№2. - С. 2-11.
5. Лукьянова, Л.Д. Фармакология митохондриальных дисфункций [Текст] / Л.Д. Лукьянова // CONSILIUM medicum. - 2007. - Т. 9, № 8. - C. 102-103.
6. Лукьянова, Л.Д. Срочная реакция системы комплемента неустойчивых к гипоксии
по 100 so 60 40 2<3
крыс на гипоксические воздействия / Л.Д. Лукьянова, Л.В. Козлов, А.М. Бичучер, Ю.И. Кирова и др. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины.2010.Т. 150, № 12. -С. 626-630.
7. Лукьянова, Л.Д. О роли провоспалительных факторов, оксида азота и некоторых показателей липидного обмена в формировании срочной адаптации к гипоксии и аккумуляции НШ-1альфа / Л.Д. Лукьянова, Г.В. Сукоян, Ю.И. Кирова // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины.2012. Т. 154, № 11. - С.550-554
8. Машковский, М.Д. Лекарственные средства. Пособие для врачей. 15-е издание. Справочник [Текст]. - М.: Новая Волна, 2005. - 1164 с.
9. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая. - М.: Гриф и К, 2012. - 944 с.
10. Федеральное руководство по использованию лекарственных средств (формулярная система) / А.Г. Чучалин, В.В. Яснецов (ред.). - М., 2014.
11. Шиловская, Е.В. Компьютерный прогноз, синтез и психотропные свойства гидразиниевых солей фосфорилацетогидразидов [Текст] / Е.В. Шиловская, И.И. Семина, Р.И. Тарасова, А.З. Байчурина, И.П. Пашина //Химико-фармацевтичский журнал - 2013. -Т. 47 №4.
12. European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes. // European Treaty Series. - 1986. - No123.
13. Ripoli M., D'Aprile A. Hepatitis C - virus-linked mitochondrial disfunction promotes hypoxia-inducible factor 1 alpha-mediated glycolytic adaptation // J. Virol. - 2010. - No1. - P. 647-660.
Об авторах
Петухова Н.Ф. - ГАУЗ «Брянская городская поликлиника №4», [email protected] Трошина М.В. - ФГБОУ ВПО «Брянская государственная инженерно-технологическая академия»
Иванова Т.Г. - ФГБОУ ВПО «Брянский государственный университет им. акад. И.Г. Петровского»
Лютый Р.Ю. - ФГБОУ ВПО «Брянская государственная инженерно-технологическая академия»
Цублова Е.Г. - ФГБОУ ВПО «Брянская государственная инженерно-технологическая академия»
Яснецов В.В. - ОАО «Всероссийский научный центр по безопасности биологически активных веществ»
Скачилова С.Я. - ОАО «Всероссийский научный центр по безопасности биологически активных веществ»
