CC BY
23►
НОВЫЕ СВЕДЕНИЯ О ТОКСИЧНОСТИ И ОПАСНОСТИ ХИМИЧЕСКИХ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ-
УДК 615.22 : 615.917
ТОКСИЧНОСТЬ И БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ НОВЫХ N-ЗАМЕЩЕННЫХ АМИНОАМИДОВ
О.С. Калдыркаева1, Е.В. Арзамасцев1, Е.Я. Борисова2, О.А. Терехова1, Е.Ю. Афанасьева1, Н.Ю. Борисова2, Е.Л. Левицкая1, Э.В. Кудрявцева1, Т.В. Гайсинюк1
1ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии» Министерства здравоохранения РФ, 121552, г. Москва, Российская Федерация 2Российский технологический университет/МИРЭА, 119571, г. Москва, Российская Федерация
Функционально замещенные амины, содержащие аминную и амидную группу, обладают широким спектром биологического действия. Среди них выявлены вещества с разнообразной фармакологической активностью, и на их основе создан ряд лекарственных препаратов. В статье представлена токсикологическая характеристика, а также взаимосвязь между структурой и фармакологической активностью аминоамидов. Ключевые слова: аминоамиды, антиаритмическая активность, токсичность.
Введение. Интерес к классу аминоамидов, органическим соединениям, содержащим аминную и амидную группы, обусловлен широким спектром их биологического действия. Среди них выявлены вещества с самыми разнообразными фармакологическими свойствами. Различные по своей структуре аминоамиды обладают холинолитическим [1], противовоспалительным [2], гипотензивным [3] и курареподобным эффектами [4]. Широко изучена местноанестезирующая активность амино-амидов [5].
На основе аминоамидов создан ряд лекарственных препаратов: новокаинамид, тримекаин, кси-каин, флекаинид, морфоциклин и многие другие. Особое место занимают соединения, проявляющие антиаритмическую активность, так как нарушения ритма сердца относятся к наиболее распространенным сердечно-сосудистым заболеваниям [6].
Материалы и методы исследования. Исследование токсичности новых оргинальных впервые синтезированных аминоамидов проводились в лаборатории лекарственной токсикологии ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии» Министерства здравоохранения РФ.
На исследование были представлены оригинальные впервые синтезированные функционально замещенные аминоамиды в виде гидрохлоридов с различными заместителями в аминной и ациль-ной группах, а также с переменной длиной гетеро-алифатической цепи между активными группами молекулы соединений общей формулы, представленной на рисунке 1:
Исследования проведены на 210 мышах линии БЛЬБ/с (самцы и самки, масса тела 18-20 г) при однократном внутрибрюшинном введении. Для этого на I этапе исследования токсичности методом
Калдыркаева Ольга Сергеевна (Kaldyrkaeva Olga Sergeevna), аспирант лаборатории лекарственной токсикологии ФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава РФ, г. Москва, [email protected]
Арзамасцев Евгений Вениаминович (Arzamastsev Evgenij Veniaminovich), профессор, доктор медицинских наук, заведующий лабораторией лекарственной токсикологии ФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава РФ, г. Москва, [email protected]
Борисова Елена Яковлевна (Borisova Elena Yakovlevna), профессор, доктор химических наук, профессор кафедры химии и технологии биологически активных соединений, медицинской и органической химии им. Н.А. Преображенского ФГБОУ ВО «Российский технологический университет», г. Москва, [email protected]
Терехова Ольга Александровна (Terekhova Olga Aleksandrovna), кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник лаборатории лекарственной токсикологии ФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава РФ, г. Москва, [email protected]
Афанасьева Елена Юльевна (Afanasyeva Elena Yulevna), кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник лаборатории лекарственной токсикологии ФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава РФ, г. Москва, [email protected]
Борисова Надежда Юрьевна (Borisova Nadezhda Yurevna), кандидат химических наук, ассистент кафедры химии и технологии биологически активных соединений, медицинской и органической химии им. Н.А. Преображенского ФГБОУ ВО «Российский технологический университет», г. Москва, Левицкая Елена Леонидовна (Levitskaya Elena Leonidovna), научный сотрудник лаборатории лекарственной токсикологии ФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава РФ, г. Москва, [email protected]
Кудрявцева Эльвира Валерьевна (Kudryavtseva Elvira Valeryevna), научный сотрудник лаборатории лекарственной токсикологии ФГБУ «НМИЦ кардиологии»Минздрава РФ, г. Москва, [email protected]
Гайсинюк Татьяна Владимировна (Gaysinyuk Tatyana Vladimirovna), лаборант-исследователь лаборатории лекарственной токсикологии ФГБУ «НМИЦ кардиологии»Минздрава РФ, г. Москва, [email protected]
где: п = 0 (соединения I-VШ); 1 (соединения IX, X)
R1 = С6Н5 (соединения I-V); 2,4-Cl2C6H3 (соединения VI-X) = Н (соединения IX, X); Н2СН21\1(С2Н5)2 (соединение I);
CHjCHaN^)
(соединения II, VI); сн-СН-К I (соединения III, VII); i.'l l;<L"H;N^ Û (соединения IV, VIII); СН2СН(0Н)С6Н5 (соединение V) R3 = R4 = С2Н5 (соединения I-VIII); Mt^R.11 ^) (соединение IX); R3 = CH2C6H5 (соединение X), R4 = CH2CH2N(C2H5)2 (соединение X). Рис. 1. Структурная формула соединений класса N - замещенных аминоамидов
Deichman, Le Blanc на малом количестве животных (5-7 мышей) определяли показатели ориентировочной ЛД50 [7].
После определения ориентировочной ЛД50 ставили развернутый опыт для установления точных значений средней смертельной дозы, стандартной ошибки и других параметров токсичности с использованием метода пробит-анализа по Литч-филду и Уилкоксону [8]. Использование 2-х этапного комбинированного метода позволяет быстро и надежно определить параметры токсичности [9].
Изучаемые вещества вводили в виде свежеприготовленных водных растворов. Наблюдение продолжалось в течение 10-14 дней, во время которого оценивали поведение мышей, их состояние, количество выживших/погибших животных в зависимости от введенной дозы. Клиническая картина острой интоксикации характеризовалась кратковременным возбуждением животных, учащением дыхания, которое сменялось заторможенностью, адинамией, клонико-тоническими судорогами и гибелью животных в течение 3060 минут после введения вещества. Для некоторых доз веществ наблюдалась отсроченная гибель (2-3 сутки после введения) животных.
Исследуемые вещества проверяли на антиаритмическую активность на аконитиновой модели аритмии (наркотизированные уретаном (950 мг/кг) крысы Wistar (самцы и самки, масса тела 180-240 г), хоридкальциевой (CaCl2 в дозе 200-250 мг/кг) и хо-ридбариевой (BaCl2 в дозе 25 мг/кг) моделях. Данные модели аритмий моделируют тяжелые, в большинстве случаев несовместимые с жизнью нарушения ритма сердечной деятельности у человека, и широко применяются при скрининге новых соединений с предполагаемой антиаритмической активностью.
Оценку антиаритмического действия соединений проводилась по величине среднеэффек-
тивной дозы (ЭД50), а также антиаритмическому индексу (ЛД10/ЭД50). В качестве препаратов сравнения использовали широко применяемые в медицинской практике антиаритмические средства -амиодарон (Кордарон «Санофи-Авентис Франс»), пропранолол (Анаприлин «Татхимфармпрепара-ты), верапамил (Алкалоид респ. Македония).
Результаты и обсуждение. Как показали проведенные исследования, большинство изучаемых веществ оказались малотоксичными при однократном внутрибрюшинном введении мышам линии БЛЬБ/е, при этом наименее токсичным оказались соединения II и III. Результаты экспериментов представлены в таблице 1.
Анализ полученных данных позволил проследить влияние различных фрагментов структуры аминоамидов на их токсичность. Природа амид-ной группы является важным фактором биологического действия аминоамидов. Аминоамиды феноксиуксусной кислоты (I - V) менее токсичны, чем аминоамиды 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (VI - X).
Определяющие влияние на токсичность аминоамидов оказывает длина углеродной цепи (п) и введение атома кислорода в углеродную цепь. Наличие кислорода в метиленовой цепи снижает токсичность.
Токсическое действие аминоамидов значительно зависит от характера заместителей аминогруппы и увеличивается в ряду N0^ (пирролидино) < КС5И10 (пиперидино) < ^С2И5)2 (диэтиламино) < N0^0 (морфолино).
Эксперименты по первичной оценке антиаритмической активности выполнены на аконитино-вой модели аритмии. Аконитина гидробромид в дозах 40-50 мкг/кг вводили в бедренную вену крысы в течение 20 сек, что вызывало аритмию и гибель контрольных животных в 80-100% случаев. В опытной группе исследуемые соединения в дозах
Таблица 1
Показатели токсичности исследуемых соединений класса М-замещенных аминоамидов
Шифр соединения Показатели токсичности, мг/кг
ЛДю ЛД16 ЛДзс±т ЛД84
I 210 247 279±3,43 302
II 272 300 390±15 540
III 269 279 310±6,56 342
IV 170 192 260±8,93 335
V 125 141 210±13,9 275
VI 80 86,5 126±2,56 148
VII 60 70 96±13,8 129
VIII 140 152 190±5,5 240
IX 220 230 270±4,93 309
X 50 78 93±11,4 129
Таблица 2
Показатели токсичности и эффективности антиаритмического действия М-замещенных аминоамидов и препаратов сравнения на различных моделях аритмий при внутривенном введении
№ соединений ЛД50 для мышей при внутрибрюш-инном введении, мг/кг Модели аритмий
Аконитина гидробромид, 50 мкг/кг Хлористый кальций, 250 мкг/кг Хлористый барий, 25 мкг/кг
ЭД50, мг/кг ЛД50/ЭД50 ЭД50, мг/кг ЛД50/ЭД50 ЭД50, мг/кг ЛД50/ЭД50
I 279 14 20 10 27,9 13 21,5
II 390 21 18 19 20,5 21,4 18,2
III 310 0,6 516 0,8 386 0,25 1240
IV 260 7,5 34 5,2 50 5 52
V 210 1,8 116 3,5 60 4 52,5
VI 126 3 42 5,3 23,7 4,5 28
VII 96 0,64 150 0,25 384 0,3 320
VIII 190 8,3 23 5,8 41,4 7 34,2
IX 270 6 45 7 38,7 10 27
X 93 4 23 5 18,6 4,5 20,6
Амиодарон 430 6,5 66 4,2 102,4 5 86
Верапамил 97 - - 1,9 51 1,6 28
Пропранолол 85 3 28 - - 4,5 19
1/10-1/100 от ЛД50 (для мышей при в/б введении) и препараты сравнения в эффективных антиаритмических дозах вводили за 2-3 минуты до введения аконитина. Регистрация электрокардиограммы проводилась во втором стандартном отведении каждые 2-3 минуты.
Введение исследуемых соединений в диапазоне испытанных доз 1/100-1/10 от ЛД50 (для мышей при внутрибрюшинном введении) приводило к 30100% выживаемости животных на модели акони-тиновой аритмии. Ряд исследуемых соединений в дозах до 4 мг/кг (соединения III, VII) в 50-100% случаев снимает аритмии, вызванные введением аконитина гидробромида. Наименьшими средними эффективными дозами (ЭД50) характеризуются соединения III, VII, V (табл. 2).
Выраженные антиаритмические свойства исследуемых соединений, выявленные на модели аконитиновой аритмии, были подтвержены также и на моделях хлоридбариевой и хлоридкальциевой аритмии.
Выводы.
Полученные данные позволили сформулировать некоторые закономерности зависимости токсичности N-замещенных аминоамидов от их химического строения:
• Большинство впервые полученных соединений относятся к малотоксичным веществам. Показатели средних смертельных доз (ЛД50) для мышей линии БЛЬБ/е при внутрибрюшинном способе введения составляют 93-310 мг/кг;
• Характер заместителей у аминного атома азота (токсичность уменьшается в ряду пиперидино > диэтиламино > морфолино);
• Отсутствие аминной или амидной функции у исследованных веществ приводит к потери биологической активности;
• Некоторые соединения обладают активностью на моделях аконитиновой аритмии, подтвержденной также на других моделях нарушения ритма сердца.
Полученные в экспериментах данные свидетельствуют о выраженных фармакологических свойствах ^замещенных аминоамидов, некоторые из которых не уступают и в ряде случаев превосходят препараты сравнения, применяющиеся в медицинской практике в качестве лекарственных средств для лечения нарушений сердечного ритма. Некоторые из наиболее активных изучаемых соединений могут быть перспективны для разработки на их основе антиаритмических средств.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Dahlbom R., Karlen B., LindquistA. et al. // Acta Pharm. Succia. 1967. V. 22. P. 1057
2. Пат. Италия №02396251 Производные альфа-а-миноамидов, применяемые в качестве противовоспалительных агентов, 10.08.2010 Сальвати Патричия (IT) [Электронный ресурс] // URL: patentscope.wipo. int/search/en/detail.jsf?docid=ru29560141&redirecte dID=true
REFERENCES:
1. Dahlbom R., Karlen B., Lindquist A. et al. // Acta Pharm. Succia. 1967. V. 22. P. 1057
2. SAL'VATI Patrichija et al. a -AMINOAMIDE DERIVATIVES APPLICABLE AS ANTI-INFLAMMATORY AGENTS. Patent IT, №02396251, 10.08.2010. Available at: patentscope. wipo.int/search/en/detail.jsf?docId=ru29560141&redir ectedID=true
3. Patent FR, №1558926 //С.А. 1970. V/ 72, 54893v.
4. Kharkevich D.A., ArendarukA.P., SkoldikovA.P. //
3. Пат. 1558926 Франция // С.А. 1970. V/ 72, 54893v.
4. Харкевич Д.А., АрендарукА.П., Сколдиков А.П. // Хим.-фарм. журн. 1968, №3, с. 7
5. Schoenberger H, Bindl L, Petter A.//Arch. Pharm. 1970. V. 303. P. 798
6. Г.А. Толстиков, Е.Я. Борисова, М.И. Черкашин, В.М. Комаров, Е.В. Арзамасцев, Успехи химии, 60, 852 (1991)
7. Deichman W.B., Le Blanc T.J. Determination of the approximate lethal dose with about six animals. J. Indust. Hyg. ToxicoL, 1943, 25, 9, 415-417.
8. Беленький М.Л. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта. Л., «Медицина», 1963
9. ArzamastsevE.V. The safety of drugs at the stage of screening and preclinical toxicological studies. Lab. Zhyvotnye, 1991, Vol. 1, N 2, 60-64.
Pharmaceutical Chemistry Journal. 1968, No. 3, p. 7 (in Russian)
5. Schoenberger H, Bindl L, Petter A.//Arch. Pharm. 1970. V. 303. P. 798
6. Tolstikov G.A., Borisova E. Ya., Cherkashin M.I., Komarov V.M., Arzamastsev E.V., "Synthesis and reactivity of W-substituted aminoamides, antiarrhythmic and local anaesthetic activity", RUSS CHEM REV, 1991, 60 (4), 420-434 (in Russian)
7. Deichman W.B., Le Blanc T.J. Determination of the approximate lethal dose with about six animals. J. Indust. Hyg. ToxicoL, 1943, 25, 9, 415-417.
8. Belenky M.L. Elements of a quantitative assessment of the pharmacological effect. Leningrad, "Medicine", 1963 (in Russian)
9. ArzamastsevE.V. The safety of drugs at the stage of screening and preclinical toxicological studies. Lab. Zhyvotnye, 1991, Vol. 1, N 2, 60-64.
O.S. Kaldyrkaeva1, E.V. Arzamastsev1, E.Ya. Borisova2, O.A. Terekhova1, E.Yu. Afanasieva1, N.Yu. Borisova2, E.L. Levitskaya1, E.V Kudryavtseva1, T.V. Gaysinyuk1
TOXICOLOGICAL AND BIOLOGICAL CHARACTERISTICS OF NEW N-SUBSTITUTED
AMINOAMIDES
1Russian Cardiology Research Center, RF Ministry of Healthcare, 121552, Moscow, Russian Federation 2Russian Technological University / MIREA, 119571, Moscow, Russian Federation
Functionally substituted amines containing amido and amino groups have a wide range of biological effects. Among them substances with various pharmacological activities were identified, and based on them a number of drugs were development. The paper presents toxicological characteristics of new substances and the relationship between the structure and pharmacological activity of aminoamides. Keywords: aminoamides, antiarrhythmic activity, toxicity.
Переработанный материал поступил в редакцию 23.07.2018 г.
