CC BY
57
О. С. Левченкова, профессор В. Е. Новиков, профессор Э. А. Парфенов
АНТИГИПОКСИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ
НОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ КУМАРИНА
Смоленская государственная медицинская академия
Гипоксия, являясь универсальным патологическим состоянием, встречается при многих заболеваниях человека. Актуальность проблемы фармакологической коррекции нарушений, возникших в организме при дефиците кислорода, а также многогранность патогенетических звеньев развития гипоксии обусловливает попытки исследователей найти высокоэффективные средства с антигипоксической активностью среди препаратов различных фармакологических групп, давно известных в клинической практике и совсем новых на фармацевтическом рынке, а также вновь синтезированных химических соединений и новых производных известных химических групп [7,10]. Положение о том, что ведущая роль в механизме развития гипоксических нарушений отводится активации ПОЛ и образованию мембранопов-реждающих свободных радикалов, нашло подтверждение в работах, показавших эффективное применение антиоксидантов с целью фармакологической коррекции гипоксии [3,9,11,12]. В нашей лаборатории проводится комплексное фармакологическое исследование новых химических соединений с анти-оксидантной и антигипоксантной активностью, в частности производных кумарина, впервые синтезированных проф. Э. А. Парфеновым в Российском онкологическом научном центре им. H.H. Блохина РАМН.
Целью данной работы явилось изучение новых производных кумарина из группы физиологически совместимых антиоксидантов (ФСАО) на различных моделях острой гипоксии. Антигипоксическая активность исследуемых соединений ранее не изучалась.
Материалы и методы
Опыты проведены на 170 мышах-самцах, гибридах (CBAxC57Bl/6)Fl, массой 20-28 г, содержащихся в обычных условиях вивария. В каждую группу брали 7-9 мышей. Изучено 5 кумариновых производных под шифрами kQ 4, 822, nQ 678, nQ 503, JtQ 363.
Экспериментальная медицина и клиническая диагностика
Исследуемые соединения растворяли в дистиллированной воде с добавлением твина-80 и вводили однократно внутрибрюшинно в дозах 10, 25, 50, 100 и 150 мг/кг за час до помещения животного в модельные условия. Контрольным животным вводили равный объём растворителя.
Острую гипоксию с гиперкапнией (ОГсГк) моделировали, помещая животных в аптечный штанглаз из прозрачного стекла с притёртой крышкой (объём - 250 мл). Антигипоксический эффект оценивали по способности животных выживать в гипокислород-ной среде [8]. Полное прекращение дыхания у животных приравнивали к их гибели. Регистрировали продолжительность жизни в минутах.
Острую гипобарическую гипоксию (ОГбГ) вызывали путем «поднятия» животных на «высоту» 10 500 м со скоростью 50 м/сек. Отсчёт времени продолжительности жизни фиксировали с момента достижения высоты 10, 5 км до остановки дыхания. За две недели до эксперимента животные типизировались по устойчивости к гипоксии на высокоусто-чивых (ВУ) и низкоустойчивых (НУ) (по времени до наступления судорог при подъёме с равномерной скоростью до высоты 10 500 м). В окончательный опыт были включены НУ животные, в популяции которых, как свидетельствуют многочисленные лите-
ратурные данные, велика вероятность развития резистентности к гипоксии при предварительном введении антигипоксантов [4, 6, 8].
Острую гемическую гипоксию (ОГеГ) вызывали с помощью Ыа нитрита, который вводили мышам подкожно в дозе 300 мг/кг (ЛД 100). Столь высокая доза метгемоглобинообразователя применена с целью вызвать чётко выраженную гипоксию [8]. Учитывали продолжительность жизни в минутах.
Ректальную температуру у экспериментальных животных измеряли с помощью медицинского термометра «ТПЭМ - 1» [2]. Стандартный электрод для измерения кожной температуры протирали 96% этиловым спиртом, смазывали вазелином и вводили в прямую кишку на глубину 1 см. Температуру регистрировали в исходном состоянии, затем через 1 час после введения препарата производили повторный замер.
Все полученные данные обрабатывали с помощью пакета 81аП51юа 6.0 с подсчётом ^критерия Стьюден га для непарных выборок. Данные считались достоверными при р < 0,05.
Результаты и их обсуждение
Изученные производные кумарина неодинаково влияют на продолжительность жизни мышей в усло-
№ п/п Шифр соединения Доза мг/кг Продолжительность жизни мышей (мин.) п Р
1 tiQ 4 10 28,28±1,18 7 р > 0,05
nQ4 25 34,57±2,63 7 р < 0,05
nQ4 50 34,88±2,28 9 р < 0,05
nQ 4 100 41,50±2,99 8 р < 0,05
hQ 4 150 36,87±2,22 8 р < 0,05
контроль 26,42±2,67 7
2 nQ 822 25 30,50±1,15 8 р > 0,05
7iQ 822 50 27,50±1,69 8 р > 0,05
nQ 822 100 30,87±1,50 8 р > 0,05
контроль 29,37±0,99 8
3 TCQ 678 25 29,75±2,55 8 р > 0,05
kQ 678 50 30,75±4,49 8 р > 0,05
nQ 678 100 27,75±3,84 8 р > 0,05
контроль 26,87±2,47 8
4 лО 503 50 30,50±2,00 8 р > 0,05
nQ 503 100 38,50±6,61 8 р < 0,05
nQ 503 150 35,62±5,50 8 р < 0,05
контроль 26.87±2.47 8
5 nQ 363 25 29,85±2,41 7 р > 0,05
nQ 363 50 24,12±2,23 8 р > 0.05
nQ 363 100 24,37±1.92 8 р > 0,05
nQ 363 150 25,12±4,05 8 р > 0,05
контроль 26,87±2,47 8
Таблица 1
Влияние кумариновых производных на продолжительность жизни мышей в условиях острой гипоксии с гиперкапнией
Вятский медицинский вестник, 2004, № 2-4
Вещество 4 также исследовано на предмет наличия антигипоксической активности на модели ОГеГ, которую моделировали с помощью натрия нитрита. Результаты этой серии экспериментов представлены в таблице 3. В дозе 50 мг/кг соединение лС> 4 достоверно увеличивало на 47% время жизни подопытных мышей в условиях ОГеГ.
Как видно из таблицы 4, соединение 4 в дозе 50 мг/кг достоверно не изменяет показатель ректальной температуры, тогда как в дозе 100 мг/кг значимо понижает г тела у мышей через час после однократной внутрибрюшинной инъекции на 9%. Это согласуется с положением о том, что способность веществ понижать X тела, как правило, прямо коррелирует с их свойством повышать устойчивость к кислородному голоданию, что связано с замедлением метаболических процессов, снижением потребности тканей в кислороде [2, 5].
Заключение
Таким образом, по результатам проведенных нами экспериментов в ряду новых производных кумарина обнаружены вещества, обладающие выраженной антигипоксической активностью. Среди них лучший антигипоксический эффект на модели ОГсГк отмечен у соединения под шифром я() 4. Это соединение показало положительный эффект также при гипобарической и гемической гипоксиях. Представляется целесообразным дальнейшее экспериментальное изучение антигипоксических и других фармакологических свойств соединения 4 как потенциально перспективного антигипоксанта.
Таблица 2
Влмннне 4 на продолжительность жизни мышей в условиях острой гннобарической гипоксии
Шифр соединения Доза мг/кг Продолжительность жизни мышей п Р
мин %
лО 4 50 4,75±1,13 102 8 р > 0.05
лО 4 100 6.25±1.86 134 8 р > 0,05
контроль 4,65±1,60 100 9
Таблица 3
Влияние лО 4 на продолжительность жизни мышей в условиях острой гемической гипоксии
Шифр соединения Доза мг/кг Продолжительность жизни 11 Р
мин. %
лО 4 50 42,62±5,28 147 8 р<0.0009
Контроль 28,87±2,91 100 8
Таблица 4
Влияние л(,) 4 на ректальную температуру мышей
Шифр соединения, доза Ректальная температура (гС) п Р
время измерения °С %
л 04 50 мг/кг исходное через 1 час 37,50±0,32 34,97±0.57 100% 93% 8 р > 0,05
л 04 100 мг/кг исходное через 1 час 37,72±0,30 34,37±0,93 100% 91% 8 р< 0,0078
виях острой гипоксии с гиперкапниеп. Как видно из таблицы 1, вещество под шифром 822 и вещество под шифром лС? 678 в дозах 25-100 мг/кг, а также вещество под шифром л(} 363 в дозах 25-150 мг/кг достоверно не изменяли продолжительность жизни мышей в условиях ОГсГк (р > 0,05). При увеличении дозы вещества л() 822 до 150 мг/кг отмечалось токсическое действие, что проявлялось развитием судорог и гибелью животных. Иначе действовали соединения под шифром лО 4 и лО 503. Они значимо увеличивали продолжительность жизни мышей в условиях ОГсГк. Так, при введении 4 в дозах 25, 50, 100 и 150 мг/кг время жизни мышеи увеличивалось соответственно на 30, 32, 57 и 39%. Соединение лО 503 было эффективно только в дозах 100 и 150 мг/кг, увеличивая время жизни мышей соответственно на 43 и 32%.
Антигипоксическая активность соединения 4, как наиболее эффективного на модели ОГсГк, в следующих сериях экспериментов была нами изучена на других моделях гипоксии. В связи с неоднозначностью механизмов нарушений, лежащих в основе различных типов гипоксии, антигипоксические свойства химических соединений, проявляемые на одной какой-либо модели гипоксии, не обязательно должны воспроизводиться на другой [5].
Как следует из таблицы 2, на модели ОГбГ вещество лС) 4 было менее эффективно. Так, в дозе 50 мг/ кг оно вообще не оказывало положительного влияния на продолжительность жизни мышей в этих условиях, а в дозе 100 мг/кг проявляло выраженную тенденцию к ее увеличению (на 34%).
Список литературы
1. Вишневский А. А., Яковлев В. М., Хабибуллова 3. И. Активность мессенджерных систем при барокамер-ной гипоксии // Биомедицинская химия. - 2004. - №2. Т. 50. - С. 187-191.
2. Евсеев А. В., Парфенов Э. А., Евсеева М. А. и др. Температурный баланс мышей при введении новых комплексных соединений цинка (II) с S-содержащим лигандом и меди (II) с никотиновой кислотой // Вест. Смоленской мед. академии. - 2003. - №4. С. 28-30.
3. Зайцев В. Г.. Островский О. В., Закревский В. И. Связь между химическим строением и мишенью действия как основа классификации антиоксидантов прямого действия // Эксперим. и клинич. фармакология. - 2003. - №4. Т. 66. - С. 66-70.
4. Крайнова Т. А.. Ефремова Л. М., Мухина И. В. и др. Изучение антиоксидантного и антигипоксического действия препарата церулоилазмина на модели гипобари-ческой гипоксии // Эксперим. и клинич. фармакология. -2003. - №3. Т. 66. - С. 62-65.
5. Лебедева С. А. Изучение антигипоксангной и актоп-ротекторной активности комплексных соединений титана с природными антиоксидантами: Автореф. дисс... канд. биол. наук. - Смоленск, 2003.
6. Лосев А. С., Алыбаев А. М., Карлова Т. Д. Восстановление после острой гипобарической гипоксии как метод изучения антигипоксической активности химических соединений // Фармакологическая регуляция состояний дезадаптаций. - М., 1986. - С. 54-67.
7. Лукьянчук В. Д., Сааченкова Л. В. Антигипоксан-ты: состояние и перспективы // Эксперим. и клинич. фармакология. - 1998. - №4. Т. 61. - С. 72-79.
8. Методические рекомендации по экспериментальному изучению препаратов, предлагаемых для клинического изучения в качестве антигипоксических средств. // Под ред. проф. Лукьяновой J1. Д. - М., 1990.
9. Тимушева Ю.Т., Марешшова O.A., Вагина О.В. и др. Роль структуры мембран в активации митохондри-альных фосфолипаз. 1. Активация митохондриальных фосфолипаз продуктами ПОЛ // Биологические мембраны. - 1998. - №1. Т. 15. - с.36-42.
10. Юдина 'Г. П., Мищенко Н. П., Цыбулько Е. И. и др. Поиск антиоксидантов в экстрактах корней колючелис-тника // Вопросы питания- 2004 - №2. Т.73. - С. 32-33.
11. Deborah R Gold, M.D. and Bruce H. Cohen, M.D. Treatment of Mitochondrial Cytopathies // Semin Neurol 21(3):309-325, 2001.
12. Thomas G. Pickering, MD. What Should We Advise Our Patients About Taking Antioxidants? // J Clin Hypertens 5(3):231-233, 2003.
Экспериментальная медицина и клиническая диагностика
