CC BY
71
8 БИОМЕДИЦИНА N«4 2006
МОДЕЛИРОВАНИЕ В ФАРМАКОЛОГИИ И БИОМЕДИЦИНЕ
Противовоспалительная активность модифицированных гликозаминогликанов
Д.С.Баев, ТГ.Толстикова, И.В.Сорокина, М.Ю.Рутман, *Е.СЛукина, *И.Ю.Понеделькина
Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН, Новосибирск, *Института нефтехимии и катализа РАН, Уфа
Ключевые слова: гликозаминоппиканы, противовоспалительная активность, гепарин, хондроитинсульфат, таурин, ибупрофен.
Гликозаминогяиканы (ГАГ) являются одним из интересных и чрезвычайно перспективных классов биологически активных соединений. Важной особенностью природных ГАГ является их выраженная способность к химической модификации, что открывает возможность получения на их основе полусинтетических производных с заданными свойствами [4, 5]. В этом случае для направленной модификации могут использоваться как природные, так и синтетические фармако-ны. В данной работе изучены противовоспалительные свойства конъюгатов широко распространенных ГАГ - гепарина (Г), хондроитинсульфата (ХС) и гиалуроновой кислоты (Гк) - с ибупрофе-ном (И), пара-аминофенолом (ПАФ) и аминокислотой таурином (Тау). Ибупрофен присоединялся к ГАГ через лизин (Лиз). Молекулярный дизайн и синтез соединений выполнен в Институте нефтехимии и катализа РАН.
Свойства модифицированных ГАГ изучали в экспериментах на нелинейных мышах обоего пола массой 22-25 г. на моделях воспаления, вызванного каррагенином и гистамином [2]. Изучаемые соединения вводили в виде водно-твиновой смеси внутрибрюшинно в суммарной дозе 50 мг/кг, выбранной с учетом литературных данных [3]. В качестве референс-препарата использовали ибупрофен в дозах 15 и 50 мг/кг. Меньшая доза соответствует дозе ибупрофена в
конъюгатах, рассчитанной исходя из его молярной доли, большая - соответствует терапевтической дозе для человека в пересчете на мышей. Контрольным животным вводили эквивалентный объем физиологического раствора. Противовоспалительный эффект оценивали по уменьшению, по сравнению с контролем, индекса отека, который рассчитывали в процентах как отношение разности здоровой и воспаленной лапы к массе здоровой. Статистическую обработку данных проводили методами параметрической статистики с использованием пакета программ “БТАПвПКА 6.0”. Результаты считали достоверными при р<0,05 по критерию Стьюдента.
На каррагениновой модели (табл.) показано, что модификация ГАГ нестероидными противовоспалительными фармаконами не оказывает значимого влияния на величину отека. Модификация ГАГ таурином, напротив, повышает противовоспалительный эффект: достоверное снижение каррагени-нового отека вызывают Г-Тау и Гк-Тау, чей эффект близок фармакопейному ибупрофену в дозе 50 мг/кг. Конъюгат ХС-Тау оказывает менее выраженное действие, проявляя тенденцию к снижению отека (р=0,08). Сравнивая свойства ХС и Г в конъюгатах с одинаковыми фармаконами, следует отметить, что вклад гепарина в реализацию эффекта выше, что подтверждает наличие у него собственных противовоспалительных свойств.
Таблица
Противовоспалительная активность модифицированных гликозаминогликанов
Группа Индекс карагенинового отека, % Р Индекс гистамииового отека, % Р
Контроль 64,8± 8,3 - 54,1± 7,1 .
Ибупрофен, 15 мг/кг 53,2± 9,4 0,38 32,2±4Д* 0,01
Ибупрофен, 50 мг/кг 37,1±5,2* 0,01 24,2±2,3*** 0,0009
ХС-Тау 46,9±4,6 0,08 43,8±2,9 0,17
ХС-Лиз-И 59,9±5,7 0,62 40Д±2,1 0,06
ХС-ПАФ 59,0±3,6 0,51 38,9x3,7 0,06
Г-Лиз-И 48,1±5,2 0,10 26,4±3,1** 0,002
Г-Тау 42,1±3,8* 0,04 22,5±8,7** 0,006
ГК-Тау 40,9±5,9* 0,03 24,2±3,6** 0,001
Результаты, полученные на гистаминовой модели (табл.), также свидетельствуют об усилении противоотечного действия ГАГ при модификации Тау.
Эффект конъюгатов Г-Тау и Гк-Тау повышается до уровня референс препарата в высшей дозе. Соответствующее производное хондроитинсуль-фата было неактивным. На фоне гистамина растет противовоспалительная активность конъюгатов ГАГ с ибупрофеном и ПАФ. Это вызвано тем, что при введении избыточного количества гистамина прежде всего усиливается синтез простагланди-нов и лейкотриенов за счет активизации циклоок-сигеназного пути воспаления. В этих условиях повышается активность нестероидных противовоспалительных препаратов, которые являются ингибиторами циклооксигеназы.
При индукции каррагенином развившие воспалительной реакции идет по классическому пути, связаному с активацией калликреин-кининовой системы и системы комплемента. Известно, что гепарин, являясь кофактором протромбина Ш, способен в комплексе с ним ингибировать переход фактора ХП (Хагемана) системы свёртывания крови в активированную форму. Этот фактор инициирует каллекриин-кининовую систему и каскад комплемента, приводящий к выработке вазоактивных пептидов и развитию воспалительной реакции. Кроме того, известно о способности гепарина непосредственно воздействовать на факторы комплемента, в том числе на компоненты классического и альтернативного пути активации, терминальные компоненты комплекса мембранной атаки и некоторые регуляторные белки [1 ]. Таким образом, гепарин уменьшает
воспаление, путем воздействовия на каскады комплимента и калликреин-кининовой систем.
Основываясь на полученных нами данных об усилении противовоспалительной активности гепарина, модифицированного таурином, по сравнению с его модификацией лизином с ибупрофеном, можно сделать предположение об усилении аффинности конъюгата Г-Тау к белкам комплемента и антитромбину Ш за счёт аллостерического взаимодействия. Низкая активность модифицированных ХС связана с тем, что их противовоспалительное действие связано преимущественно с воздействием на клеточное звено воспалительной реакции. Следует также отметить неизменно высокую эффективность тауриновых конъюгатов гиалуроновой кислоты.
Таким образом, установлено, что образование конъюгатов с таурином повышает противовоспалительную активность гепарина и гиалуроновой кислоты, предположительно за счет увеличения аффинитета к белкам ингибиторам воспаления.
Литература
1. Галебская Л.В., Соловцова И.Л., Рюмина Е.В. // Вопросы медицинской химии. 2001.№1. С. 13-15.
2. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. - М.: «Ремедиум». 2000. С. 240-241.
3. Ghosh А. К., Hirasawa N., Lee Y. S. et al. //British Journal of Pharmacology. 2002. VI37. P. 441-448.
4. Larsen C.S., Johansen М., Harboe E. et al. // Eur. Pat.Appl. EP331471Al 19890906.
5. SugaharaK., Kitagawa H. //Curr. Opin. Struct. Biol. 2000. V. 10(5). P. 518- 527.
The anti-inflammatory activity of modified glycosaminoglycans D.S.Bacv, T.G.Tolstikova, I.V.Sorokina, M.Yu.Rutman, *E.S.Lukina, *l.Yu.Ponedelkina
Novosibirsk N.N. Vorozhtsov Institute of Organic Chemistry, Novosibirsk,
Institute of Petrochemistry and Catalysis of the Russian Academy of Sciences, Ufa
Key words: glycosaminoglycans, anti-inflammatory activity, heparin, chondroitin sulfate, taurine, ibuprofen.
On the models of inflammation induced by carragenan and histamine the anti-inflammatory activity of following conjugates was investigated: chondroitin sulfate-lysine-ibuprofen, chondroitin sulfate-taurine, heparin-lysine-ibuprofen, heparin-taurine. It was determined that modification by taurine increase the antiinflammatory activity of glycosaminoglycans. Admittedly, the modification by taurine increases the affinity of glycosaminoglycans to the inflammation inhibitory proteins.
