CC BY
57
антигипоксические свойства
производных тиазолоиндола
УДК 616.831-005.98:615.03
© В. В. Дикманов1, В. Е. Новиков1, В. В. Марышева2, П. Д. Шабанов2
1 Смоленская государственная медицинская академия
2 Военно-медицинская академия им. С. М. Кирова, Санкт-Петербург
Ключевые слова:
острая гипоксия; производные тиазолоиндола; основной обмен.
Резюме:_
В эксперименте на мышах на четырех моделях гипоксии (гипоксия с гиперкапнией, гипобарическая гипоксия, гемическая гипоксия, гистотоксическая гипоксия) изучены антигипоксические свойства ряда производных тиазолоиндола. Выявлена высокая антигипокси-ческая активность у соединений под шифрами ВМ-601 и ВМ-606 в дозе 50 мг/кг. Изучено влияние этих соединений на показатели основного обмена животных в обычных условиях и после воздействия острой гипоксии с гиперкапнией. Предполагается, что антигипок-сический эффект соединений обусловлен снижением энергетических потребностей организма.
Библиографическая ссылка:_
Дикманов В. В., Новиков В. Е., Марышева В. В., Шабанов П. Д. Антигипоксические свойства производных тиазолоиндола // Обзоры по клин. фармакол. и лек. терапии. — 2011. — Т. 9, № 3 — С. 60-64.
ВВЕДЕНИЕ
Одной из актуальных проблем современной фармакологии является разработка эффективных средств для фармакологической коррекции гипокси-ческих состояний организма, широко встречаемых в клинической практике [8]. Несмотря на большой перечень предлагаемых антигипоксантов, они не в полной мере отвечают современным требованиям, прежде всего, по эффективности и безопасности [6, 8].
На кафедре фармакологии Военно-медицинской академии им. С. М. Кирова (Санкт-Петербург) синтезирован ряд оригинальных соединений, относящихся к производным индола [1, 5]. Среди них были обнаружены соединения с выраженной антигипок-сической, антиоксидантной и актопротекторной ак-
тивностью [2, 5]. Представляло интерес изучение антигипоксических свойств соединений ряда тиазолоиндола на различных экспериментальных моделях острой гипоксии и их влияние на показатели основного обмена животных.
В связи с этим, целью исследования явилось сравнительное изучение антигипоксической активности ряда производных тиазолоиндола под лабораторным шифром ВМ на моделях гипоксии с ги-перкапнией, гипобарической гипоксии, гемической гипоксии и гистотоксической гипоксии.
материалы и методы исследования
Исследование проведено на 350 мышах-самцах массой 18-25 г. Изучены производные тиазолоиндола под лабораторным шифрами ВМ-601, ВМ-606, ВМ-615. Изучаемые соединения вводили однократно внутибрюшинно в дозах 25 мг/кг или 50 мг/кг за 1 ч до проведения эксперимента. Контрольным животным вводили равный объем взвеси дистиллированной воды с твином-80. В качестве препарата сравнения использовали антигипоксант и антиок-сидант мексидол (Фармасофт, Россия) (рис. 1).
Гипоксию с гиперкапнией (ОГсГк) моделировали, помещая мышей в герметичные стеклянные штан-глассы объемом 250 мл. Гистотоксическую гипоксию (ОГиГ) моделировали с помощью внутрибрюшинно-го введения натрия нитропруссида в дозе 20 мг/кг. Гемическую гипоксию (ОГеГ) создавали путем вну-трибрюшинной инъекции 2 %-го раствора нитрита натрия в дозе 200 мг/кг. Острую гипобарическую гипоксию (ОГбГ) моделировали на низкоустойчивых к гипоксии мышах. С помощью насоса Камовского животных поднимали на «высоту» 11000 метров со скоростью 50 м/сек, время пребывания на высоте 90 мин [3]. Для изучаемых соединений определяли LD50 [7]. Ректальную температуру измеряли электронным термометром фирмы OMRON (Япония), потребление кислорода — датчиком кислорода ДК-16 фирмы «Инсовт» (Россия). Определяли также
H3C
N
OH
C2H5
CH2-COOH
I 2
CH2-COOH
OH -N
N S COCH
NH
2
HBr
Мексидол
ВМ-601
ВМ-606
ВМ-615
■ Рисунок 1. Структурные формулы препаратов
изменение концентрации кислорода в гер мобъеме в условиях гипоксии с гиперкапнией. Для оценки влияния производных тиазолоиндола на стандартный энергетический обмен использовали метод Крога с подсчетом энергозатрат мышей за сутки с учетом данных о количестве поглощенного кислорода [6].
Статистическую обработку результатов производили на ПЭВМ с помощью прикладного пакета «Excel». Обработанные данные представлены в виде М ± m, где М — среднее арифметическое, m — стандартная ошибка среднего. Достоверность отличий между средними в различных группах опытов подтверждали при помощи t-критерия Стьюдента.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты исследования соединений на модели ОГсГк представлены в таб. 1. Как видно из таблицы, все исследуемые соединения обладают выраженной
антигипоксической активностью в дозе 50 мг/кг. Поэтому эта доза была выбрана в качестве эффективной для дальнейших исследований на других моделях гипоксии. Обращает на себя внимание соединение ВМ-615, которое в обеих исследуемых дозах приводило к существенному увеличению времени жизни в модельных условиях. Соединение ВМ-601 достоверно увеличивало продолжительность жизни животных на 62 %, а соединение ВМ-606 — на 117 % в дозе 50 мг/кг Препарат сравнения мексидол не влиял на продолжительность жизни мышей при моделировании ОГсГк.
В условиях ОГбГ производные тиазолоиндола повышали выживаемость низкоустойчивых особей в среднем на 80 % (табл. 2). Существенно увеличивали они и продолжительность жизни животных. Так, соединение ВМ-606 увеличивало продолжительность жизни мышей на 811 %, что превосходит эталон в 4 раза. Соединения ВМ-601 и ВМ-615 увеличивали продолжительность жизни мышей соответственно на 182 % и 253 % и тоже были эффективнее препарата сравнения.
■ Таблица 1. Влияние производных триазиноиндола на продолжительность жизни мышей в условиях острой гипоксии сгиперкапнией
Группа животных Доза, мг/кг Число животных Продолжительность жизни, мин Продолжительность жизни, %
Контроль 10 26,37 ± 1,39 100
Мексидол 25 10 27,79 ± 1,10 105,38
ВМ-601 25 10 25,52 ± 3,74 96,77
ВМ-606 25 10 27,25 ± 1,82 103,33
ВМ-615 25 10 32,31 ± 2,24* 122,52
Контроль 12 26,25 ± 1,15 100
Мексидол 50 12 28,19 ± 1,12 106,9
ВМ-601 50 12 45,71 ± 4,39** 161,96
ВМ-606 50 12 54,35 ± 9,70** 217,4
ВМ-615 50 12 57,74 ± 5,58** 230,96
Примечание: Здесь и в таблицах 2-6: * — p<0,05; ** — p<0,001 по отношению к контрольной группе
■ Таблица 2. Влияние производных триазиноиндола на продолжительность жизни мышей в условиях острой гипобарической гипоксии
Группа животных Доза, мг/кг Число животных Выживаемость животных, % Продолжительность жизни, мин Продолжительность жизни, %
Контроль 10 0 4,41 ± 2,38 100
Мексидол 50 10 10 9,03 ± 1,81* 204
ВМ-601 50 10 86 12,46 ± 1,03** 282,54
ВМ-606 50 10 88 40,18 ± 2,06** 911,11
ВМ-615 50 10 71,3 15,56 ± 3,87** 353,64
■ Таблица 3. Влияние производных триазиноиндола на продолжительность жизни мышей в условиях острой гемической гипоксии
Группа животных Доза, мг/кг Число животных Продолжительность жизни, мин Продолжительность жизни, %
Контроль 10 9,41 ± 1,38 100
Мексидол 50 10 11,03 ± 0,81 117,21
ВМ-601 50 10 11,46 ± 1,03 121,72
ВМ-606 50 10 15,23 ± 1,05* 161,84
ВМ-615 50 10 9,56 ± 0,87 101,59
■ Таблица 4. Влияние производных триазиноиндола на продолжительность жизни мышей в условиях острой гисто-токсической гипоксии
Группа животных Доза, мг/кг Число животных Продолжительность жизни, мин Продолжительность жизни, %
Контроль 10 9,85 ± 0,9 100
Мексидол 50 10 10,99 ± 1,38 116,29
ВМ-601 50 10 10,34 ± 1,35 109,41
ВМ-606 50 10 10,77 ± 1,29 113,97
ВМ-615 50 10 7,71 ± 0,73 81,59
Испытываемые соединения в разной степени влияли на продолжительность жизни мышей в условиях ОГеГ (табл. 3). Из трех производных тиазолоиндола существенную активность проявило только соединение под шифром ВМ-606, достоверно увеличивая продолжительность жизни животных в условиях ОГеГ на 61 %. Другие соединения на этой модели гипоксии не вызывали достоверных изменений продолжительности жизни опытных животных.
На модели гистотоксической гипоксии не было обнаружено значимой активности у исследуемых соединений (табл. 4). При введении соединения ВМ-606 отмечали некоторую тенденцию к увеличению жизни животных, но эти результаты не носили достоверный характер.
Таким образом, сравнительный анализ результатов изучения антигипоксической активности соединений показал, что наиболее выраженный эффект на предложенных моделях острой гипоксии имеется у производных под шифрами ВМ-601 и ВМ-606 в дозе 50 мг/ кг. По эффективности данные соединения на моделях гипоксии с гиперкапнией, гипобарической гипоксии и гемической гипоксии превосходили препарат сравнения мексидол. Исследование острой токсичности этих соединений показало, что LD50 для мышей превышает
500 мг/кг что позволяет отнести их к 3 классу токсичности — умеренно токсичные (согласно ГОСТу 12.1.00776) [8].
В следующей серии опытов мы изучали влияние производных тиазолоиндола под шифрами ВМ-606 и ВМ-601 на показатели основного обмена. Исходная ректальная температура интактных мышей составляла 37,23 ±0,44°С. Соединение ВМ-606 достоверно снижало ректальную температуру животных через 1, 3 и 6 ч соответственно на 3,2 °С, 2,3 °С и 2 °С. Показатели ректальной температуры мышей после введения соединения под шифром ВМ-601 снизились соответственно на 1,02 °С, 1,31°С и 1,08 °С. Введение мексидола снижало ректальную температуру мышей на 1,5 °С через 1 ч, на 1,2 °С через 3 ч. Через сутки после инъекции во всех экспериментальных группах температура возвращалась к исходным значениям (табл. 5).
Исходное потребление кислорода животными составило 7,66 ± 0,37 мл/мин на 100 г массы тела (табл. 6). Спустя 1 ч после введения ВМ-606 потребление кислорода мышами снизилось до 5,22 ± 0,33, через 3 ч — до 6,26 ±0,64, через 6 ч — до 6,44 ± 0,32 мл/мин. Введение соединения ВМ-601 изменило показатели потребления кислорода на 22 % через 1 и 3 ч, на 15,8 % через 6 ч по
■ Таблица 5. Влияние производных триазиноиндола на ректальную температуру животных (п = 7)
Время измерения Мексидол ВМ-606 ВМ-601
Исходное 37,23 ± 0,44 37,23 ± 0,44 37,23 ± 0,44
Через 1 ч 35,7 ± 0,84* 34,03 ± 0,37* 36,21 ± 0,10*
Через 3 ч 36,0 ± 0,64* 34,93 ± 0,39* 35,91 ± 0,16*
Через 6 ч 36,6 ± 0,99 35,23 ± 0,31* 36,15 ± 0,16*
Через 24 ч 37,1 ± 0,71 36,93 ± 0,25 37,02 ± 0,11
■ Таблица 6. Влияние производных триазиноиндола на потребление кислорода животными в условиях нормоксии (п = 7)
Время измерения Мексидол ВМ-606 ВМ-601
Потребление кислорода Энергозатраты Потребление кислорода Энергозатраты Потребление кислорода Энергозатраты
мл/ мин/100 г % ккал/сут/кг мл/ мин/100 г % ккал/сут/кг мл/ мин/100 г % ккал/сут/кг
Исходное 7,66 ± 0,37 100 535,28 ± 19,04 7,66 ± 0,37 100 % 535,28 ± 19,04 7,66 ± 0,37 100 535,28 ± 19,04
через 1 ч 5,70 ± 0,43* 74 400,25 ± 29,11* 5,22 ± 0,33* 68 % 364,58± 13,65* 5,94 ± 1,60* 78 415,04 ± 12,37*
через 3 ч 6,07 ± 0,72* 79 413,60 ± 21,07* 6,26 ± 0,64* 81,68 % 437,25± 10,3* 5,98 ± 0,21* 78,07 417,69 ± 10,01*
через 6 ч 6,78 ± 0,34* 89 473,44± 13,69 6,44 ± 0,32* 84,03 % 449,81 ± 12,36* 6,45 ± 0,14* 84,20 451,01 ± 11,11*
через 24 ч 7,45 ± 0,77 97 484,47 ± 53,68 7,64 ± 0,19 99,68 % 533,59± 9,85 7,64 ± 0,19 99,74 533,59± 13,2
отношению к исходному состоянию животных. Введение мексидола снижало показатели потребления кислорода животными через 1 ч — на 26 %, через 3 ч — на 21 %, через 6 ч — на 11 % по отношению к контролю. По прошествии 24 ч с момента введения всех препаратов интенсивность газообмена у мышей полностью восстановилась. Следует отметить тот факт, что колебания значений ректальной температуры животных, регистрируемые через определенные промежутки времени, соответствовали изменениям по потреблению мышами кислорода в те же сроки.
Интенсивность энергозатрат мышей в исходном состоянии составила 535,28 ккал/сут/кг (табл. 6). После введения соединения ВМ-606 энергопотребление животных через 1 ч составило 364,58 ккал/сут/кг через 3 ч — 437,25 ккал/сут/кг через 6 ч — 449,80 ккал/сут/кг Соединение ВМ-601 снижало показатели энергозатрат
до 415,04 ккал/сут/кг, 417,69 ккал/сут/кг и 451,01 ккал/ сут/кг в соответствующие промежутки времени. Через 24 ч показатели возвращались к исходным значениям.
Затем, мы изучили динамику изменения содержания кислорода в гермобъеме при нахождении в нем опытных и контрольных животных в условиях ОГсГк (рис. 1). Анализ показал, что в первые 25 мин жизни контрольных животных концентрация кислорода существенно снизилась с 21,10 % до 6,92 %. За это же время в опытных группах концентрация кислорода уменьшалась в меньшей степени, после введения ВМ-601 — с 21,10 % до 6,81%, для ВМ-606 — с 21,10 % до 9,05 %. Гибель контрольных животных наступала через 26,37±1,39 мин при содержании кислорода 6,52 %. Гибель животных после введения мексидола наступила через 29,35 ± 1,12 мин при концентрации кислорода 5,55 %. Гибель опытных животных после введения ВМ-606 наступала через
25
чР
20 -
го ^
О О.
0
1 15
к
^ 10 га
.
х
01 ^
X
о
5
0
ВМ-606
контрольаМекГ*иидол""Р' — 4,06
6,52 5,55 ВМ-601 4,15
■Ф— ВМ-601 ■ ■'ВМ-606 ■А— Контроль Н— Мексидол
0 5 10
15 20 25 30 35 40
45
50
55
60
время жизни (мин)
■ Рисунок 1. Изменение концентрации кислорода в гермобъеме при нахождении в нем мышей в условиях ОГсГк
54,35 ± 9,70 мин при концентрации кислорода 4,06 %; после введения ВМ-601 через 45,71 ± 4,39 при концентрации кислорода 4,15 %. С 25 по 57 минуту жизни опытных мышей снижение содержания кислорода составило порядка 4,5 %. Эти данные свидетельствуют о том, что изучаемые соединения не только снижали потребление кислорода опытными мышами, но и приводили к экономному его использованию в условиях гипоксии [4].
заключение
Сравнительное экспериментальное исследование новых производных тиазолоиндола выявило выраженную антигипоксическую активность соединений ВМ-601 и ВМ-606 в дозе 50 мг/кг в условиях гипоксии с гиперкапнией, гипобарической гипоксии и гемиче-ской гипоксии. Эффективность соединений превосходила аналогичный эффект препарата сравнения (мексидол). Данные производные тиазолоиндола уменьшают энергетические запросы организма, снижают показатели основного обмена, увеличивая тем самым выносливость организма животных в условиях острой гипоксии.
Литература
1. Вележева В. С., Мельман А. И., Томчин А. Б., Марышева В. В. и др. Имидазоло [4,5-Ь]индолы // Журн. орган. химии. — 1998. — Т. 34, № 4. — С. 604-617.
2. Дикманов В. В., Новиков В. Е. Изучение активности производных триазиноиндола в условиях острой экзогенной гипоксии // Вестник СГМА. — 2010. — Спецвыпуск. — С. 30-31.
3. Лукьянова Л. Д. Методические рекомендации по экспериментальному изучению препаратов, предлагаемых для клинического изучения в качестве антигипоксиче-ских средств. — М.: Б.и., 1990.
4. Лукьянова Л. Д. Механизмы резистентности организма к гипоксии // Гипоксия. Механизмы, адаптация, коррекция. Тез. Всерос. научн. конф. — М., 1997. — С. 74-75.
5. Марышева В. В., Торкунов П. А., Шабанов П. Д. и др. Антигипоксическая и противоэдематозная активность новых конденсированных производных индола // Экспе-рим. и клин. фармакол. — 2002. — Т 65, № 4. — С. 55-59.
6. Новиков В. Е., Левченкова О. С. Фармакология гипоксии. — Смоленск: Изд-во СГМА, 2007. — 130 с.
7. Прозоровский В. Б. Практическое пособие по ускоренному определению средних эффективных доз и концентраций биологически активных веществ. — Байкальск, 1994. — 46 с.
8. Шабанов П. Д., Зарубина И. В., Новиков В. Е., Цыган В. Н. / Под ред. А. Б. Белевитина. Метаболические корректоры гипоксии. — СПб.: Информ-Навигатор, 2010. — 912 с.
antihypoxic properties of triazinoindol
derivatives
Dikmanov V. V., Novikov V. E., Marysheva V. V., Shabanov P. D.
♦ Summary: The antihypoxic properties of some derivatives of triazinoindol were studied in the four models of hypoxia (hypoxia with hypercapnia, hypobaric hypoxia, haemic hypoxia, histotoxic hypoxia in mice. The high antihypoxic activity of compounds VM-601 and VM-606 at a dose of 50 mg/kg was revealed. The effect of these compounds on basal metabolic turnover of animals under normal conditions and after exposure to acute hypoxia with hypercapnia was investigated too. It is suggested that antihypoxic effect of compounds is due to reduction of energy needs of the organism.
♦ Key words: acute hypoxia; triazinoindol derivatives; basal metabolism.
♦ Информация об авторах
Дикманов Виктор Викторович — очный аспирант кафедры фар- Dikmanov Viktor Viktorovich — Postgraduate Fellow.
макологии ГОУ ВПО «Смоленская государственная медицин- Dept. of Pharmacology, Smolensk State Medical Academy.
ская академия Минздравсоцразвития РФ». Krupskoy st., 28, Smolensk, 214019.
214019, г. Смоленск, ул. Крупской 28. E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]
Новиков Василий Егорович — д. м. н., профессор, заведующий кафедрой фармакологии ГОУ ВПО «Смоленская государственная медицинская академия Минздравсоцразвития РФ». 214019, г. Смоленск, ул. Крупской 28. E-mail: [email protected]
Марышева Вера Васильевна — д. б. н., с. н. с. кафедры фармакологии Военно-медицинской академии им. С. М. Кирова. Санкт-Петербург, 194044, ул. акад. Лебедева, 6. E-mail: [email protected]
Шабанов Петр Дмитриевич — д. м. н., профессор, заведующий кафедрой фармакологии Военно-медицинской академии им. С. М. Кирова.
Санкт-Петербург, 194044, ул. акад. Лебедева, 6. E-mail: [email protected]
Novikov Vasiliy Egorovich — Doctor of Med. Sci. (Pharmacology), Professor, Head of the Dept. of Pharmacology, Smolensk State Medical Academy.
Krupskoy st., 28, Smolensk, 214019. E-mail: [email protected]
Marysheva Vera Vasilievna — Doctor of Biol. Sci. (Pharmacology), Senior Researcher, Dept. of Pharmacology, S. M. Kirov Military Medical Academy.
Acad. Lebedev street, 6, St. Petersburg, 194044, Russia. E-mail: [email protected]
Shabanov Petr Dmitrievich — MD, PhD (Pharmacology), Professor, Head, Dept. of Pharmacology. Military Medical Academy.
St. Petersburg, 194044, Acad. Lebedev street, 6; Russia. E-mail: [email protected]
