CC BY
38
Статья
АОА = ( 5о/ б - 1)/ [1пН] , где бо, б - скорость медленной вспышки без исследуемого вещества и в его присутствии соответственно; [1пН] - концентрация вещества (моль), вызывающая уменьшение скорости медленной вспышки ХЛ в 2 раза по сравнению с контролем. В эксперименте были использованы новые аналоги ЭС и ГПБИ: ИБХФ-1, ИБХФ-
2, ИБХФ-3, ГПБИ-1, ГПБИ-2, ГПБИ-3 и ГПБИ-4, синтезированные в Институте биохимической физики им. Н.М.Эмануэля РАН. В качестве препарата сравнения использовали ЭС. Концентрации исследуемых веществ подбирали в процессе эксперимента.
Таблица
АОА ЭС, его новых аналогов ИБХФ и производных ГПБИ в модельной системе многослойных липосом из липопротеинов желтка куриных яиц
Вещество АОА, М'1- 103
ЭС (п=7) 3,3
ИБХФ-1 (п=7) 2,5
ИБХФ-2 (п=7) 6,5
ИБХФ-3 (п=6) 2,8
ГПБИ-1 (п=8) 3,1
ГПБИ-2 (п=8) 2,3
ГПБИ-3 (п=8) 2,1
ГПБИ-4 (п=8) 20,9
Результаты исследования. Проведенные исследования показали, что из 8 испытанных веществ только ЭС, ИБХФ-2 и ГПБИ-4 обладают отчетливыми свойствами, присущими истинным антиоксидантам: в зависимости от концентрации значимо (р<0,05) уменьшают интенсивность быстрой вспышки, скорость медленной вспышки и увеличивают ЛП (рис).
Время, мин
Рис. Изменение под влиянием ГПБИ-4 кинетики Ре2+-индуцированной хемилюминесценции (ХЛ) в модельной системе многослойных липосом из липопротеинов желтка куриных яиц. Цифры у кривых - концентрация (мкмоль).
Как видно из табл., по АОА ИБХФ-2 и ГПБИ-4 превосходили ЭС в 2 и 6 раз соответственно (р<0,05). Остальные испытанные вещества (ИБХФ-1, ИБХФ-3, ГПБИ-1, ГПБИ-2, ГПБИ-3) обладали меньшей АОА в сравнении с ЭС.
Итак, новые аналоги ЭС (ИБХФ-2) и ГПБИ (ГПБИ-4) обладают выраженными антиокислительными свойствами. При этом по АОА они превосходят препарат сравнения ЭС. Остальные новые испытанные вещества по АОА уступают ЭС. В связи с этим целесообразно дальнейшее детальное изучение ИБХФ-2 и ГПБИ-4 на других экспериментальных моделях.
Литература
1. Владимиров Ю.А. и др. // Молекул. биол.- 1973.- Т. 7, № 2.- С. 247-253.
2. Владимиров Ю.А. и др. // Биофизика.- 1992.- Т. 37, вып. 6.- С. 1041-1047.
3. Воронина Т.А. // Вестник РАМН.- 1998.- №11.- С. 16-21.
4. Воронина Т.А. // Вестник РАМН.- 2000.- № 9.- С. 27-34.
5. Воронина Т.А. // Психофармакол. биол. наркол.- 2001.-Т. 1, № 1.- С. 2-12.
6. Воронина Т.А. // Экспер. и клин. фармакол.- 2003.- Т. 66, № 2.- С. 10-14.
7. Дюмаев К.М. и др. Антиоксиданты в профилактике и терапии патологий ЦНС.- М.: Изд. Института биомедицинской химии РАМН, 1995.- 272 с.
8. Зенков Н.К. и др. Окислительный стресс: биохимический
и патофизиологический аспекты.- М.: МАИК «Нау-
ка/Интерпериодика», 2001.- 343 с.
9. Яснецов В.С. и др. // Фармакол. и токсикол.- 1990.- Т. 53, № 5.- С. 45-47.
УДК 615.4:54
ИССЛЕДОВАНИЕ ^-ИНГИБИРУЮЩЕЙ И АНТИРАДИКАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ [З-ГИДРОКСИПРОИЗВОДНЫХ АЗОТИСТЫХ ГЕТЕРОЦИКЛОВ (ПИРИДИНА И БЕНЗИМИДАЗОЛА)
Н.Б. БОРЫШЕВА**, А.Е.ДОНЦОВ*, Ю.В.КУЗНЕЦОВ*,
С .Я.ПРОСКУРЯКОВ**, Л.Д.СМИРНОВ*, В. В.ЯСНЕЦОВ*
1. Введение. В патогенезе многих заболеваний наблюдается дисбаланс в пользу ферментативного и неорганического синтеза активных форм кислорода и азота, в т.ч. пероксида водорода, супероксидного анион-радикала, гидроксильного радикала, синглетного кислорода по сравнению с активностью системы редокс-гомеостаза. Исключительную роль в этих патологических процессах играет двухатомный радикал - N0, открытие биологических свойств которого было отмечено Нобелевской премией [1-2]. В связи с этим ведется поиск новых соединений с N0-модулирующей активностью для создания препаратов для лечения нейродегенеративных и инфекционных заболеваний, различных видов шока, последствий инсульта, инфаркта миокарда и др.
Среди известных синтетических антиоксидантов значительный интерес вызывают производные 3-ГП, близкие по своему строению к группе витаминов В6 [3-4] и производные 5-ГБ, входящего в состав фрагмента витамина В12 [5]. Эти соединения ингибируют реакции свободно-радикального окисления (СРО), изменяют структурно-функциональное состояние мембран, рецепторов и мембраносвязанных ферментов и др. [6-7]. На основе производных 3-ГП создано несколько эффективных отечественных лекарственных препаратов - эмоксипин и мексидол. Регулятор роста растений амбиол является производным 5-ГБ. Изложенное открывает возможности для разработки биологически активных веществ в указанных рядах соединений [3-5].
Цель работы - исследование N0-модулирующей и антира-дикальной активности (АРА) производных 3-ГП и 5-ГБ.
2. Методика исследования. Оценивали влияние производных 3-ГП и 5-ГБ на синтез N0 в печени белых беспородных мышей-самцов массой 25-30 г. Мышам внутрибрюшинно (в/б) за 4 ч до эвтаназии вводили липополисахаридный эндотоксин Е. соН в дозе 1,5 мг/кг. Исследуемые вещества особям (п=7) вводили в/б [0,5 мл в изотоническом растворе натрия хлорида (№С1)] за 1 ч до эвтаназии. Через 0,5 ч вводили «спиновую ловушку». Интакт-ные животные (п=7) получали изотонический раствор №С1 так же и в том же количестве. Содержание N0 в образцах печени определяли модифицированным методом А.Ф.Ванина и др. [2].
АРА производных 3-ГП и 5-ГБ изучали с помощью хеми-люминесцентной модельной системы окисления, состоящей из гемоглобина, пероксида водорода и люминола [8]. В качестве измеряемых параметров служили максимальная интенсивность свечения [амплитуда хемилюминесценции (ХЛ)] и время от момента введения инициатора (Н2О2) до начала развития свечения (латентный период). В состав реакционной среды входило: 50 мМ К+-фосфатного буфера (рН 7,4), 2 мкМ гемоглобина, 100 мкМ люминола, 100 мкМ ЭДТА, а также производные 3-ГП и 5-ГБ в различных концентрациях. Реакцию начинали добавлением 100 мкМ Н2О2. Кинетику ХЛ регистрировали на спектрофлуо-рофотометре («Shimadzu», Япония). Для количественной оценки способности производных 3-ГП и 5-ГБ взаимодействовать с радикалами, локализованными в водной фазе данной модельной системы, результаты тушения ХЛ пересчитывали в координатах уравнения Штерн - Фольмера [9]:
А0 / ^ = 1 + К С,
где А0 и ^ - амплитуда ХЛ модельной системы без и в присутствии ингибитора; К - константа тушения ХЛ, условно равная степени перехвата ингибитором радикалов, образующихся в модельной системе; С - молярная концентрация ингибитора.
** Медицинский радиологический научный центр РАМН, Обнинск Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, Москва
Статья
3. Результаты исследования. Данные по изучению АРА производных 3-ГП и 5-ГБ с помощью гомогенной гидрофильной хемилюминесцентной системы представлены в табл. 1.
Таблица 1
Константы тушения (Кі) хемилюминесценции р-гидроксипроизводных азотистых гетероциклов (производных 3-ГП и 5-ГБ)
Вещество Ki М"1
2-этил-б-метил-З-ГП 2.4 x 104
N-ацетилцистеинат 3-ГП 1.25 x 105
2,4,б-триметил-З-ГП 1.25 x 105
3-ГП гемисукцинат 2.7 x 104
5-ГБ глутамат 1.5 x 104
5-ГБ оксалат 3.0 x 105
5-ГБ оротат 2.0 x 105
4-метилтиобензимидазолил-З-ГП 4.5 x 105
Как из нее видно, все исследованные вещества в различной степени ингибировали развитие ХЛ, индуцированной реакциями СРО. По АРА они могут быть расположены в следующей последовательности: VIII > VI > VII > II, III > IV > I > V .
На фоне действия эндотоксина было обнаружено, что среди производных 3-ГП и 5-ГБ имеются и ингибиторы продукции N0, и ее стимуляторы (табл. 2).
Таблица 2
Влияние Р-гидроксипроизводных азотистых гетероциклов (производных 3-ГП и 5-ГБ) на синтез N0 в печени мышей
№ п/п Вещество Ингибирование, %
I 2-этил-б-метил-З-ГП бб
II N-ацетилцистеинат 3-ГП 115
III 2,4,б-триметил-З-ГП 112
IV 3-ГП гемисукцинат 155’
V 5-ГБ глутамат б1’
VI 5-ГБ оксалат 117
VII 5-ГБ оротат 122
VIII 4- метилтиобензимидазолил-З-ГП 13’
Примечание. * - различия статистически значимы по сравнению с контролем (р<0,05), принятым за 100%
При этом существенное влияние на характер модификации оказывали противоионы. В частности, основание (III) существенно не влияло на содержание NO, а производное 3-ГП (IV) в форме гемисукцината в 1,5 раза (p<0,05) увеличивало содержание NO. Среди исследованных производных 5-ГБ также был обнаружен подобный эффект. Соль (VI) со щавелевой кислотой значимо не изменяла продукцию NO, в то время как 5-ГБ глутамат (V) в 1,6 раза (p<0,05) снижал содержание NO.
Обобщая результаты, можно заключить, что среди испытанных веществ имеются соединения с АРА, а также изменяющие синтез NO в печени мышей. При этом наибольшее внимание обращает на себя производное 3-ГП (4-метилтиобензимидазолил-
3-ГП, VIII), обладающее самой высокой АРА и способностью ингибировать синтез NO в печени мышей.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты: 05-04-49461-а, 05-04-08125-офи_а) и Правительства Калужской области (проект:
04-04-97238-р_центр_а) и госбюджета.
Литература
1. Moncada S. // Acta Cardiol.- 2004.- Vol. 59, Suppl. 1.-Р. 47-50.
2. Ванин А.Ф. и др.// Studia Biophys.- 1984.- Vol. 102.№2.-P.135-143.
3. Смирнов Л.Д. // Химическая и биологическая кинетика. Новые горизонты. - М. :Химия, 2005.- С.102-129.
4. Смирнов Л.Д., Дюмаев КМ. // Наука производству.-2002.- № 3.- С. 53-55.
5. Смирнов Л.Д. и др. // Изв. АН СССР, Сер. Хим.- 1985.-№ 8.- С. 1855-1858.
6. Воронина Т.А. // Психофармакол. биол. наркол.- 2001.-Т. 1, № 1.- С. 2-12.
7. Дюмаев К.М. и др. Антиоксиданты в профилактике и терапии патологий ЦНС.- М.: Изд. Института биомедицинской химии РАМН, 1995.- 272 с.
8. Клебанов Г.И. и др. // Вестник РАМН.- 1999.- № 2.-С. 15-22.
9. Теселкин Ю.О. и др. // Вопросы мед. химии.- 1997.-Т. 43.- С. 87-92.
УДК 616.4-074/-078
ВВЕДЕНИЕ В СИСТЕМНЫЙ СИНТЕЗ В.М. ЕСЬКОВ*, В.А. МЕЛЬНИКОВ**, А.А. ХАДАРЦЕВ***
Изучение и моделирование вариантов клинического течения заболеваний для прогнозирования развития острых и хронических осложнений и разработка индивидуальной стратегии профилактики и лечения - основная задача современной клинической медицины. Она важна не только для эволюции европейской медицины, основанной на системном анализе, но и для ее воссоединения с древней восточной медициной, базирующейся на системном синтезе. Европейская медицина располагает диагностической базой, позволяющей выявлять координаты многомерного фазового пространства (абстрактное пространство, где координатами служат компоненты состояния, степени свободы системы) в норме и при патологии, но имеет слабые позиции в рамках системного синтеза. В восточной медицине используется подход синергизма, индивидуального многообразия малого в едином целом, но в ней мало современных лабораторных и инструментальных методов диагностики.
Введение в биологическую терминологию понятия компар-тментов (в середине XX века), разработка понятия гомеостаза, определение структурных (элементарных) единиц системного синтеза — ведут к смене парадигм в медицине.
Компартменты. Постоянство состава цитоплазматического матрикса, внеклеточной жидкости (по определению Клода Бернара - «внутренней среды»), представленной межклеточной жидкостью и плазмой крови (содержащей белки, не диффундирующие через стенки капилляров, и отличающейся по составу от межклеточной жидкости), - необходимо. Во внутренней среде осуществляется обмен компонентами между функциональными подсистемами организма, между организмом и внешней средой [2]. Анализ причинно-следственных связей нарушения обменных процессов, опыт моделирования водного, электролитного, кислотно-щелочного состояния - показали, что полное представление об этих процессах возможно только при представлении их в виде динамического взаимодействия множества компартментов, объединенных в подсистемы (или кластеры) [6, 7, 14].
Понятие компартментов наиболее широко стало использоваться при развитии молекулярной биологии. Под компартмен-тами понимаются обособленные клеточные структурыг. Т.к. ферменты находятся в разных компартментах клетки, то химические компоненты в виде потоков управляются не только химическим, но и физическим путем. При наличии двух ферментов в ферментном комплексе, катализирующем две последовательные реакции, - продукт первой ферментативной реакции не диффундирует через цитоплазму, чтобы встретиться со вторым ферментом. По окончании первой реакции сразу начинается вторая. Переход пирувата в ацетилкоэнзим А осуществляется на одном и том же ферментном комплексе. Функционально связанные ферменты могут концентрироваться в мембранах, или водных компартментах органеллыг. Пируват захватывается из цитозоля во внутреннее пространство митохондрий, содержащее все ферменты и метаболиты цикла лимонной кислоты (Кребса). И даже внутренняя митохондриальная мембрана содержит все ферменты для катализа последовательных реакций окислительного фосфорилирования. Такие клеточные органеллы, как ядро, аппарат Гольджи, лизосомы - также рассматриваются, как компартментыг с набором функционально связанных ферментов [1].
Разграничение клетки внутренними мембранами позволяет специализировать биохимические функции органелл. Взаимосвязь ферментов ведется в рамках специализированных компартмен-тов, хотя не все клеточные реакции происходят в одних и тех же внутриклеточных образованиях. Из трех стадий расщепления глюкозы в эукариотической клетке - гликолиз - осуществляется в цитозоле, а реакции цикла лимонной кислоты и окислительного фосфоролирования - в митохондриях (рис. 1).
Анализ множества показателей, получаемых в эксперименте и клинике, даже от одного биологического объекта, возможен лишь при группировке этих показателей по принципу: органеллы - клетка
**Сургутский государственныйуниверситет
**** *Пензенский государственный университет
ГУП ТО НИИ новых медицинских технологий, объединенный с медфа-
культетом ТулГУ
