Определение спектра противосудорожного действия новых антиконвульсантов производных 1,2,3-триазола и 1,3,4-оксадиазола Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК: 547.791.6:547.461.3:615.213

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СПЕКТРА ПРОТИВОСУДОРОЖНОГО ДЕЙСТВИЯ НОВЫХ АНТИКОНВУЛЬСАНТОВ - ПРОИЗВОДНЫХ 1,2,3-ТРИАЗОЛА И 1,3,4-ОКСАДИАЗОЛА

С целью определения спектра антиконвульсивных свойств новые производные !,2,3-триазола и l,3,4-оксадиазола изучены на моделях экспериментальных судорог с разным патогенезом. Выявлено, что в реализации про-тивосудорожного эффекта исследуемых соединений ключевую роль играют ГAMK-ергические и глицинергические механизмы.

e-mail: t_ribalchenko@ukr. net

Kлючевые слова: эпилепсия, судороги, производные !,2,3-триазола, производные !,3,4-оксадиазола.

Эпилепсия - распространенное, полиморфное по клиническим проявлениям заболевание центральной нервной системы (ЦНС) с не до конца изученным патогенезом [8, 12]. Фармакотерапия - основной метод лечения эпилепсии и симптоматических судорог. Длительность и непрерывность лекарственной терапии, индивидуальный подбор препарата для каждого пациента, высокая частота возникновения неблагоприятных побочных реакций, а также распространенность фармакорезистентных форм заболевания делают эпилепсию одной из наиболее актуальных проблем современной медицины [9]. Поэтому остро стоит вопрос разработки новых антиконвульсантов с влиянием на разные механизмы возникновения и развития судорожных состояний [10, 11].

С этой целью исследовано 46 синтезированных в Национальном фармацевтическом университете (г. Харьков, Украина) оригинальных производных 1,2,3-триазола и 1,3,4-оксадиазола, у которых установлена высокая активность на модели тиосемикарбазидных судорог [1, 2, 4, 5, 6].

Цель. Определить спектр антиконвульсивного действия лидеров скрининга, изучить их активность на моделях коразоловых, пикротоксиновых, стрихниновых и камфорных судорог [7].

Материалы и методы. Объектами исследования выбраны лидеры предварительного скрининга: з-хлор-4-метоксианилид 1-(2'-фторфенил)-5-метил-1,2,з-триазол(1Н)-4-карбоновой кислоты (соединение I) и 2-(5-феноксиметил-[1,з,4]оксадиазол-2-илсульфанил)-М,Ы-дифенилацетамид (соединение II) [1, 2].

Опыты проводили на 96 белых беспородных мышах-самцах массой 20-30 г. Животных содержали в стандартных условиях вивария Центральной научно-исследовательской лаборатории Национального фармацевтического университета (НФаУ) (заведующий - доктор мед. наук, проф. Штрыголь С.Ю.) в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами (природный световой режим «день-ночь», 1: =19-24° С, влажность не более 50%) в пластиковых клетках на стандартном пищевом рационе со свободным доступом к воде.

При выполнении эксперимента соблюдали нормы и принципы, утвержденные Хельсинской декларацией о гуманном отношении к животным (2000 г.) и Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях (1997 г.).

На модели коразоловых и пикротоксиновых судорог изучали наличие ГАМК-ергических свойств выбранных соединений. Механизм судорожного действия коразола обусловлен угнетающим влиянием на ГАМКд-сайт, в то время как пикротоксин блокирует хлорный ионофор ГАМК-барбитурат-бензодиазепинового комплекса, что приводит к ослаблению ГАМК-ергических тормозных процессов в ЦНС. Модель стрихниновых судорог выбрана для изучения глицинергических свойств новых веществ, камфорные судороги - с целью анализа влияния исследуемых соединений на обмен моноаминов в головном мозге [7, 8].

Для каждой судорожной модели экспериментальные животные (24 мыши) были рандомизированы на четыре группы (п=6): 1 - контрольная патология; 2 и 3 - мыши, которым вводили соединения I и II соответственно; 4 - группа сравнения, животные которой получали референс-препарат.

Животные экспериментальных групп 2 и 3 получали внутрибрюшинно исследуемые фармакологические препараты. Соединение I вводили в виде тонкой водной суспензии, стаби-

Т.Л. РЫБАЛЬЧЕНКО С.Ю. ШТРЫГОЛЬ В.А. ГЕОРГИЯНЦ

Национальный фармацевтический университет, г. Харьков, Украина

лизированной твином-8o, соединение II - в виде водного раствора в дозе loo мг/кг в профилактическом режиме однократно за зo мин до введения судорожного яда. Группа сравнения на моделях коразоловых, пикротоксиновых и камфорных судорог получала внутрижелудочно ан-тиконвульсант вальпроевую кислоту в условно эффективной дозе зoo мг/кг [2], а на модели пароксизмов, вызванных стрихнином, судорожное действие которого связано с угнетением глицинергического торможения [з] - внутрибрюшинно водный раствор глицина в дозе 5o мг/кг в таком же режиме. Животным групп контрольной патологии вводили внутрибрюшинно воду очищенную в аналогичном объеме (o,l мл на lo г массы тела).

Судорожные яды вводили в зависимости от модели: коразол - в виде водного раствора в дозе 8o мг/кг подкожно, пикротоксин - в виде водного раствора в дозе 2,5 мг/кг подкожно, стрихнин - в виде водного раствора в дозе l,2 мг/кг подкожно, камфору - в виде раствора в персиковом масле в дозе looo мг/кг внутрибрюшинно [7].

Противосудорожное действие оценивали по следующим показателям: латентный период судорог, количество клонико-тонических пароксизмов на l мышь, количество животных с клоническими и тоническими конвульсиями, тяжесть пароксизмов в баллах, время судорожного периода, время гибели и летальность. Если судороги не наступали в течение l ч, считали, что латентный период составляет 6o мин. Тяжесть судорог определяли в баллах: l - вздрагивание, 2 - манежный бег, з - клонические приступы, 4 - клонико-тонические судороги с боковым положением, 5 - тоническая экстензия, 6 - тоническая экстензия, завершившаяся гибелью животного [7].

Статистическую обработку результатов проводили методами вариационной статистики с использованием среднего значения и его стандартной ошибки. Достоверность различий между группами сравнения определяли с использованием параметрического критерия Стьюдента (t) и углового преобразования Фишера (при учете показателей, выраженных в альтернативной форме), различия считали достоверными при р^^5.

Результаты. Тест антагонизма с пентилентетразолом (коразолом) является одной из основных методик в первичном исследовании противосудорожных препаратов [7]. Результаты исследования на коразоловой модели приведены в таблице l.

Таблица l

Влияние исследуемых соединений на течение коразоловых судорог у мышей

(M±m)

Показатели ^нтроль (n=6) Соединение І, loo мг/кг (n=6) Соединение її, loo мг/кг (n=6) Вальпроевая кислота, 300 мг/кг (n=6)

Латентный период судорог, мин 6,5±l,2 5і,з±8,7*** 4,5±o,9## 42,9±lo,8**

Тяжесть судорог, баллы 3,5±o,5 o,7±o,7** 5,o±o,6## l,0±o,6*

Число клонических и тонических параксизмов на 1 мышь 2,o±o,6 o,2±o,2* 3>3±o,7## 0,3±o,2*

Количество мышей с судорогами, %:

клоническими l00 l6,7*** l00### 33,3***

тоническими l6,7 l6,7 83,3***/### 0

Время гибели, мин. 34,5 (n=l) - !2,з±з>з (n=5) -

Летальность, % l6,7 0 83,3***/### 0

Примечание. * - р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001 - относительно группы контроля; # - р<0,05; ## - р<0,01; ### - р<0,°°1 - относительно группы сравнения (вальпроевая кислота)

Как видно из таблицы 1, соединение I в дозе 100 мг/кг проявляло выраженный антагонизм с коразолом: достоверно относительно контроля увеличивался латентный период конвульсий в 7,8 раза, уменьшалась тяжесть судорог и число приступов на 1 мышь в 5,2 и 11,8 раза соответственно, а также статистически значимо снижалось количество мышей с клоническими пароксизмами. В целом соединение I не уступало, а по отдельным показателям (количество мышей с клоническими судорогами) в 2 раза превышало по эффективности препарат сравнения - классический антиконвульсант вальпроевую кислоту [2, 3, 9]. Соединение II в аналогичных условиях выявляло проконвульсивные свойства: его применение сопровождалось недостоверным относительно контроля снижением латентного периода пароксизмов в 1,4 раза, увеличением тяжести и числа приступов на 1 мышь в 1,4 и 1,7 раза соответственно. Кроме того, соединение II статистически достоверно увеличивало количество мышей с тоническими пароксизмами и летальность в группе в 5 раз относительно контроля.

Результаты исследования на модели пикротоксиновых судорог приведены в таблице 2.

Из таблицы 2 видно, что соединение I в дозе 100 мг/кг, как и препарат сравнения валь-проевая кислота в дозе 300 мг/кг [2, 5], повышало латентный период конвульсий, уменьшало тяжесть пароксизмов, число приступов на 1 мышь, а также количество мышей с клоническими и тоническими судорогами, однако за счет большой дисперсии эта разница не достигала уровня статистической значимости. Все показатели экспериментальной группы, в которой животные получали соединение II в дозе 100 мг/кг, не отличались от аналогичных группы контроля.

Таблица 2

Влияние исследуемых соединений на судорожный синдром у мышей, вызванный введением пикротоксина (М±т)

Показатели Контроль (n=6) Соединение І, loo мг/кг (n=6) Соединение ІІ, loo мг/кг (n=6) Вальпроевая кислота, 300 мг/кг (n=6)

Латентный период судорог, мин 30,0±9,6 49,l±7,o 30,9±6,3# 53,l±6,9

Тяжесть судорог, баллы 2,5±o,9 o,5±o,5 2,5±o,5# o,5±o,5

Число клонических и тонических параксизмов на 1 мышь o,7±o,2 o^±o,2 o,8±o,2 o,3±o^

Количество мышей с судорогами, %:

клоническими 50 16,7 83,3 16,7

тоническими 16,7 0 0 0

Время гибели, мин. 1,1 (n=l) - - -

Летальность, % 16,7 0 0 0

Примечание. # - р<0,05 - относительно группы сравнения, животные которой получали вальпроевую кислоту.

Для оценки влияния исследуемых соединений на глицинергические механизмы патогенеза судорожного синдрома у мышей использовали модель судорог, вызванных стрихнином (табл. 3).

По результатам, приведенным в таблице 3, соединение I проявляло ярко выраженные антиконвульсивные свойства, оказывая 100%-ный защитный эффект на данной экспериментальной модели. Соединение II в аналогичных условиях также демонстрировало значительную противосудорожную активность: достоверно увеличивало латентный период конвульсий в 4,8 раза, снижало тяжесть приступов и число пароксизмов на 1 мышь в 4 раза по отношению к контролю. К тому же соединение II в 3 раза уменьшало количество мышей с клоническими судорогами и в 6 раз - с тоническими, а также в 6 раз статистически достоверно снижалась летальность в группе относительно контроля. Препарат сравнения - глицин - в дозе 50 мг/кг [3] на данной модели также оказывал противосудорожный эффект, что проявлялось в удлинении латентного периода первых конвульсий в 3 раза (р>0,05), достоверном снижении тяжести приступов в 2,2 раза, количества мышей с клоническими и тоническими судорогами (в 2 и 1,5 раза соответственно), тенденцией к уменьшению числа пароксизмов на 1 мышь в 1,7 раза. Кроме того, препарат сравнения достоверно снижал летальность животных в 1,5 раза относительно контроля. Однако по выраженности эффекта глицин значительно уступал как соединению II, так и соединению I.

Таблица 3

Влияние исследуемых соединений на течение стрихниновых судорог

у мышей (М±т)

Показатели Контроль (n=6) Соединение І, loo мг/кг (n=6) Соединение ІІ, loo мг/кг (n=6) Глицин, 5o мг/кг (n=6)

Латентный период судорог, мин 9,l±o,6 6o,o±o,o***/# 43,5±l0,5* 27,l±l0,5

Тяжесть судорог, баллы 6,o±o,o o,o±o,o***/# l,5±l,o** 2,7±o,8**

Число клонических и тонических параксизмов на 1 мышь 2,o±o,o o,o±o,o***/# o,5±o,3** l,2±o,4

Количество мышей с судорогами, %: клоническими 100 0***/### 33,3***/# 50**

тоническими 100 0***/### l6,7***/# 66,7*

Время гибели, мин. 9^±o,5 - ,3 l) sA l0,7±l,6 (n=4)

Летальность, % 100 0***/### l 6, 7 66,7*

Примечание. * - р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001 - относительно группы контроля; # - р<0,05; ## - р<0,01; ### - р<0,001 - относительно группы сравнения, животные которой получали глицин.

На модели камфорных судорог анализировали влияние исследуемых соединений на пароксизмы, вызванные нарушением обмена церебральных катехоламинов (табл. 4).

Таблица 4

Влияние исследуемых соединений на судорожный синдром у мышей,

вызванный камфорой (М±т)

Показатели Контроль (n=6) Соединение І, loo мг/кг (n=6) Соединение ІІ, loo мг/кг (n=6) Вальпроевая кислота, 300 мг/кг (n=6)

Латентный период судорог, мин 4,з±1,1 l7,o±8,7 5,6±2,l 10,2±4,з

Тяжесть судорог, баллы S^o^ 4,o±o,9 3,8±o^*

Число клонических и тонических параксизмов на 1 мышь 4,7±l,l 5,2±l,4 4,5±o,8 8,7±2,l

Количество мышей с судорогами, %: клоническими тоническими 100 100 83,3 50* 100 83,3 100 66,7*

Время гибели, мин. 11,з±2,9 l6,o±l,6 1з,7±2,7 26,2±8,5

Летальность, % 100 83,3 100 66,7*

Примечание. * - р<0,05 - относительно группы контроля; # - р<0,05 - относительно группы сравнения, животные которой получали вальпроевую кислоту.

Анализ таблицы 4 показывает, что соединение I обладало умеренными противосудо-рожными свойствами на данной экспериментальной модели: в 4 раза увеличивало латентный период конвульсий, в 1,3 раза снижало тяжесть приступов и количество мышей с тоническими пароксизмами в 2 раза, однако лишь последний показатель достигал уровня статистической значимости. Соединение II в аналогичных условиях не оказывало фармакологического эффекта - все показатели находились на уровне группы контроля. Препарат сравнения - вальпроевая кислота - по выраженности противосудорожного действия превышало соединение I: на фоне его приема в 2,4 раза возрастал латентный период конвульсий (р>0,05), а также достоверно снижалась тяжесть пароксизмов в 1,4 раза, количество мышей с тоническими приступами и показатель летальности в 1,5 раза; число клонических и тонических пароксизмов на 1 мышь увеличивались в 1,9 раза по сравнению с контролем, однако за счет высокой дисперсии показателя это значение не достигло уровня статистической значимости.

Обсуждение результатов. Ранее изучена фармакологическая активность производных 1,2,3-триазола и 1,3,4-оксадиазола [1, 2, 4, 5, 6]. PASS С&Т-прогноз биологической активности (Prediction Activity Spectra for Substances: Complex &Training) показал возможность действия исследуемых веществ на ЦНС, противосудорожной и противоэпилептической активности за счет влияния на ГАМК-рецепторы (вероятность от 0,591 до 0,841) [2, 4]. Результаты настоящего исследования подтверждают точность этого прогноза. У соединений I и II высокая противосу-дорожная активность сочетается с отсутствием миорелаксантного действия, что безусловно, является благоприятной особенностью их фармакодинамики [1, 2]. ЕД50 этих соединений составляет 105-108 мг/кг [2]. Оба вещества практически не токсичны (ЛД5о=2950-3100). Для вальпро-евой кислоты ЛД5о=б70 [6]. Эти данные убедительно свидетельствуют о высоком терапевтическом индексе новых соединений и подтверждают их безопасность.

Механизм противосудорожного действия соединения I, судя по результатам фармакологического анализа, может быть связан с влиянием на ГАМК-, глицин- и катехоламинергические механизмы, что экспериментально обосновывает его эффективность при различных клинических формах эпилептических судорог. Механизм противосудорожного действия соединения II, очевидно, преимущественно связан с усилением глицинергических тормозных процессов.

Выводы:

1. Впервые установлена противосудорожная активность производных 1,2,3-триазола

(З-хлор-4-метоксианилид 1-(2’-фторфенил)-5-метил-1,2,э-триазол(1Н)-4-карбоновой кислоты) и 1,3,4-оксадиазола (2-(5-феноксиметил-[1,з,4]оксадиазол-2-илсульфанил)-М,Ы-

дифенилацетамид) на экспериментальных моделях судорог с разным патогенезом.

2. 1,2,3-триазол (з-хлор-4-метоксианилид 1-(2’-фторфенил)-5-метил-1,2,з-

триазол(1Н)-4-карбоновой кислоты) - проявляет выраженный эффект на моделях судорог, вызванных введением коразола и стрихнина, оказывает умеренный антиконвульсивный эффект на модели пикротоксиновых и камфорных судорогах, что свидетельствует о влиянии на ряд нейромедиаторных систем головного мозга (ГАМК-, глицин- и катехоламинергические процессы).

3. 1,3,4-оксадиазол (2-(5-феноксиметил-[1,з,4]оксадиазол-2-илсульфанил)-^^

дифенилацетамид) - оказывает противосудорожное действие только на модели стрихниновых судорог, что позволяет предполагать глицинергические механизмы.

Литература

1. Георгіянц В.А. Синтез, фізико-хімічні властивості та протисудомна активність нових похідних 5-(4-метоксі)бензил-1,3,4-оксадіазол-2-іл-тіоацетатної кислоти / В.А. Георгіянц, ЛЮ Перехода, Т.Л. Ри-бальченко [та ін.] / / Фармацевтичний журнал. - 2010. - № 6. - С. 26-32.

2. Глущенко А.В. Протисудомна активність похідних 1-заміщеного 5-метил(аміно)-1,2,3-триазолу / А.В.Глущенко, Т.Л.Рибальченко, С.Ю.Штриголь, [та ін.] // Український біофармацевтичний журнал. - 2010. - № з (8). - С. 28-34.

3. Машковский М.Д. Лекарственные средства. - 15-е изд., перераб., испр. и доп. - М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2oo8. - l2o6 с.

4. Перехода ЛЮ. QSAR-аналіз похідних 1,2,з-триазолу(1Н), що проявляють протисудомну активність / / Вісник фармації. - 2012. - № 1. - С. 54-56 .

5. Перехода ЛЮ. Протисудомна активність диметилових естерів 1-арил-1,2,3-триазол(1Н)-4,5-дикарбонових кислот та її залежність від молекулярної будови / ЛЮПерехода, В.А.Георгіянц, Т.Л. Риба-льченко, [та ін.] / / Клінічна фармація. - 2009. - Т.1з. - №з. - С. 66-70.

6. Перехода ЛЮ Синтез та фармакологічна активність диметилових естерів 1-арил-1,2,3-триазол(1Н)-4,5-дикарбонових кислот / ЛЮ Перехода, В.А. Георгіянц, С.В. Плис [та ін.] //Журнал орг. та фарм. хімії. - 2007. - Т. 5. - вип. 2 (18). - С. 45-48.

7. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств / [Под редакцией д.м.н. Миронова А.Н.]. Часть первая. - М.: Гриф и К, 2ol2. - 944 с.

8. Харкевич Д.А. Фармакология: учебник. - 9-е изд., перераб., доп. и испр. - М.: ГЭOТAР-Mедиа, 2006. - 7з6 с: ил.

9. Genton P. Progress in pharmaceutical development presentation with improved pharmacokinetics: a new formulation for valproate / P.Genton // Acta Neurol Scand. - 2005. - № 182. - P. 26-32.

10. Gerlach A.C. Antiepileptic Drug Discovery and Development: What Have We Learned and Where Are We Going? / A.C. Gerlach, J.L. Krajewski / / Pharmaceuticals. - 2010. - № 3. - P. 2884-2899.

11. Kaindl A. M. Antiepileptic drugs and the developing brain / A. M. Kaindl, S. Asimiadou, D. Manthey [et al.] // Cell. Mol. Life Sci. - 2006. - № 63. - P. 399-4l3.

12. Majkowski J. Antiepileptic Drugs Combination Therapy and Interactions / J. Majkowski, F. Blaise, D. Bourgeois [et al.] // Cambridge University Press, 2005. - Р. 54 - 60.

DEFINITION OF SPECTRUM OF THE ANTICONVULSANT ACTIVITY FOR THE NEW ANTICONVULSANTS - 1,2,3-TRIAZOLE AND 1,3,4-OXADIAZOLE DERIVATIVES

The new derivatives of 1,2,3-triazole and 1,3,4-oxadizole were studied on experimental models of seizures with different pathogenesis for determination of the spectrum of anticonvulsant properties. It is revealed, that GABA - and glycinergic mechanisms play a key role in realization of anticonvulsant effect of the studied compounds.

Key words: epilepsy, seizures, 1,2,3-triazole derivatives, 1,3,4-oxadiazole derivatives.

T.L. RYBALCHENKO S.Y. SHTRYGOL VA GEORGIYANTS

National University of Pharmacy, Kharkov, Ukraine

e-mail: [email protected]