Научная статья на тему 'Биологические и физико-химические свойства неионогенных поверхностно-активных веществ - стабилизаторов эмульсий'

Биологические и физико-химические свойства неионогенных поверхностно-активных веществ - стабилизаторов эмульсий Текст научной статьи по специальности «Медицина и здравоохранение»

477
143
Поделиться
Ключевые слова
ПРОКСАНОЛЫ / ЭМУЛЬСИИ / ПЕРФТОРУГЛЕРОДЫ / ГЕМОЛИЗ ЭРИТРОЦИТОВ

Аннотация научной статьи по медицине и здравоохранению, автор научной работы — Воробьев Сергей Иванович

В статье рассмотрены биологические и физико-химические и свойства неионогенных поверхностно-активных веществ, применяемых в качестве стабилизаторов эмульсий на основе фторорганических и органических соединений медицинского применения. Исследования проведены на мышах, крысах, изолированных сердцах кролика, клетках линии Raji и эритроцитах. Как показали эксперименты, свойства эмульсий во многом зависят от поверхностного слоя, который образуют молекулы эмульгатора. Среди стабилизаторов эмульсий особое место занимают неионогенные блок-сополимеры окисей этилена и пропилена проксанолы. Проксанолы, являясь выраженными детергентами, в низких концентрациях и с определенными физико-химическими свойствами оказывают активное биологическое действие. Это необходимо учитывать при использовании данного соединения в виде эмульгаторов. Изучению данного вопроса посвящена настоящая работа.

Похожие темы научных работ по медицине и здравоохранению , автор научной работы — Воробьев Сергей Иванович,

NEW APPROACH TOWARD CLINICAL TRIAL DESIGN OF TARGETED AGENTS

Physico-chemical and biological properties of non-ionic surfactants used as emulgator for perfluorocarbon emulsions of medical use are considered in this paper. Investigations were carried out with mice, rats, isolated hearts of rabbits, Raji cell line and red blood cells. Our experiments showed, that properties of emulsions depend on surface layer in many cases, which was formed with the molecules of surfactants form. Among the stabilizers of emulsions, non-ionic block copolymers of ethylene and propylene oxides (procsanols) occupy a special place. Since the procsanols are evident detergents, they display high biological activity at the low concentrations and with definite properties. This should be taken into account when a given substance is used as a surfactant. Present paper is devoted to studying of this problem.

Текст научной работы на тему «Биологические и физико-химические свойства неионогенных поверхностно-активных веществ - стабилизаторов эмульсий»

УДК 616.155.1:612.118.221.3:615.014.423

С.И. Воробьев

БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕИОНОГЕННЫХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова Контактная информация:

Воробьев Сергей Иванович, доктор биологических наук, лауреат Правительственной премии, академик РАЕН, профессор кафедры коллоидной химии.

Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова адрес: 119573 Москва, пр. Вернадского, 86; тел. +7(985) 923-82-24 e-mail: vorobvev@mail.ru

Статья поступила: 14.03.2009 г., принята к печати: 23.09.2009 г. Резюме

В статье рассмотрены биологические и физико-химические и свойства неионогенных поверхностно-активных веществ, применяемых в качестве стабилизаторов эмульсий на основе фторорганических и органических соединений медицинского применения. Исследования проведены на мышах, крысах, изолированных сердцах кролика, клетках линии Raji и эритроцитах. Как показали эксперименты, свойства эмульсий во многом зависят от поверхностного слоя, который образуют молекулы эмульгатора. Среди стабилизаторов эмульсий особое место занимают неионогенные блок-сополимеры окисей этилена и пропилена - проксанолы. Проксанолы, являясь выраженными детергентами, в низких концентрациях и с определенными физико-химическими свойствами оказывают активное биологическое действие. Это необходимо учитывать при использовании данного соединения в виде эмульгаторов. Изучению данного вопроса посвящена настоящая работа.

Ключевые слова: проксанолы, эмульсии, перфторуглероды, гемолиз эритроцитов.

S.I. Vorobyev

NEW APPROACH TOWARD CLINICAL TRIAL DESIGN OF TARGETED AGENTS

M.V. Lomonosov Moscow state academy of fine chemical technology

Abstract

Physico-chemical and biological properties of non-ionic surfactants used as emulgator for perfluorocarbon emulsions of medical use are considered in this paper. Investigations were carried out with mice, rats, isolated hearts of rabbits, Raji cell line and red blood cells. Our experiments showed, that properties of emulsions depend on surface layer in many cases, which was formed with the molecules of surfactants form. Among the stabilizers of emulsions, non-ionic block copolymers of ethylene and propylene oxides (procsanols) occupy a special place. Since the procsanols are evident detergents, they display high biological activity at the low concentrations and with definite properties. This should be taken into account when a given substance is used as a surfactant. Present paper is devoted to studying of this problem.

Key words: procsanol, red blood cell hemolysis, emulsion, perfluorocarbon.

Введение

Многие вещества, например, перфторорга-нические соединения, нерастворимы в воде и для медико-биологических целей могут применяться только в виде субмикронных эмульсий. Наиболее распространёнными эмульгаторами медицинского применения являются НПАВ, которые способны хорошо растворяться в воде. Свойства эмульсий зависят во многом от поверхностного слоя, который образуют молекулы эмульгатора.

Среди стабилизаторов эмульсий особое место занимают неионогенные блок-сополимеры окиси этилена и пропилена - проксанолы (зарубежные аналоги - плюроники Е-68). Проксанолы получают путём оксиэтилирования полипропиленгликолей различной молекулярной массы. Блок-сополимеры окиси этилена и пропилена являются синтетическими соединениями, с общей формулой:

НО - (С2Н4О)х - (СэИ60)у - (С2Н4О)г - Н,

где Х; Ъ - гидрофильные группы (полиоксиэтиленовые ПОЭ); У - гидрофобная группа (полиоксипропиленовая ПОПР).

Проксанолы - это коллоидные вещества, молекулы которых способны образовывать в растворе

мицеллы, т.е. структуры-агрегаты из десятков и сотен молекул НПАВ. Условием мицеллообразования является наличие полярной структуры в молекуле НПАВ и большого углеводородного радикала. Мицеллы коллоидных НПАВ могут формировать дисперсную фазу наряду с дисперсной фазой из пер-фторсоединений. Известно, что проксанол-268 хорошо растворим в воде, его критическая концентрация мицеллообразования составляет 0,018 моль/м .

При увеличении концентрации проксанола выше критической концентрации мицеллообразова-ния происходит увеличение числа мицелл и изменяется их форма. Концентрация проксанола-268 в отечественных эмульсиях ПФОС составляет 4%, из этого количества НПАВ большая часть проксанола находится в не связанном с ПФОС состоянии, в виде определённой формы мицелл. Проксанолы обладают высокой поверхностной активностью и снижают межфазное натяжение на границе раздела фаз перфторуглерод/вода.

Поэтому, чем эффективнее тот или иной про-ксанол снижает величину поверхностного натяжения, тем выше стабильность эмульсии ПФОС. Высокая поверхностная активность проксанола-268 понижала поверхностное натяжение примерно на 10 цН/м уже при концентрации последнего порядка 10-9 моль/л.

При определенной молекулярной массе и соотношении полимерных блоков окиси пропилена и окиси этилена (20/80), проксанолы удовлетворяют ряду медико-биологических и технических требований: хорошо растворяются в воде, обладают малой токсичностью, предотвращают агрегацию тромбоцитов, улучшают реологические свойства крови и могут оказывать гемо-динамическое действие благодаря своим коллоидно-осмотическим свойствам. Проксанол может улучшать микроциркуляцию, увеличивать текучесть крови, влиять на электромеханическое сопряжение миокарда, а также взаимодействовать с гидрофобными участками мембранных белков.

Материалы и методы

Химические объекты:

Использовались проксанолы, как технические, так и очищенные, с различной молекулярной массой -от 5700 до 8300 Д, как отечественные: П-168 №24, П-168 №38, П-268 №35, П-268 №1, так и зарубежные Е-68. Очистка проксанолов производилась с помощью активированного угля. Получение эмульсий (эмульгирование) перфторорганических соединений производилось на дезинтеграторах высокого давления типа «Донор» до среднего размера частиц 0,05-0,15 мкм гомогенизационным способом [1; 2].

Биологические объекты:

В работе использовались белые беспородные мыши и крысы, изолированные сердца кроликов, культура клеток линии Ка]1 и эритроциты, выделенные из крови крыс.

Результаты и обсуждение

Экспериментально установлено, что проксанол, как -268, так и -168 в процессе эмульгирования связывается с перфторуглеродами приблизительно на 1/3, остальная же часть находится в свободном состоянии и непосредственно взаимодействует как в виде мицелл, так и в виде молекул с биологическими мембранами своей гидрофобной площадкой, т.е. полиокси-пропиленовым ПОПР-блоком.

Зарубежный эмульгатор - плюроник Е-68 -имел величину ПОПР-блока 21%, а отечественные проксанолы: 168 №24 - 16%; 168 №38 - 19%. Такое варьирование относительного содержания гидрофобного блока от 16 до 21 %, как показали наши исследования, может быть далеко не безразличным для биологических систем. Если расположить в ряд рассмотренные полимеры (Е-68, П-168 №24, П-168 №38) по абсолютной величине гидрофобного блока, а не по относительной, с учетом молекулярной массы, то получим следующую картину: плюроник Е-68 с Мw -8300 Д имеет ПОПР-блок 1743 Д; проксанол-168 №24 с Мw 8000 Д имеет ПОПР-блок 1280 Д; проксанол-168 №38 с Мw 5700 Д имеет ПОПР-блок 1112 Д. Отчетливо прослеживается тенденция к снижению абсолютной величины гидрофобного блока по мере уменьшения величины молекулярной массы полимера. Анализ полученных в эксперименте данных позволяет предположить, что биологическая активность прокса-нола зависит от абсолютной величины гидрофобного блока (табл. 1). Чем больше ПОПР-блок, тем сильнее детергентные свойства проксанола и тем лучше он эмульгирует, и, соответственно, чем меньше абсолютная величина ПОПР-блока, тем НПАВ «мягче» действует на мембраны клеток, но стабильность таких эмульсий ухудшается. Кроме того, токсичность проксанолов зависит от содержания реакционных (гидразонактивных)

групп. Так, после очистки технических образцов про-ксанолов их токсичность, исследуемая с помощью ЛД50 (табл. 2) и на культуре клеток Ка]1 (табл. 3) уменьшается.

Экспериментальные данные показали, что чистота НПАВ влияет на свойства эмульсий. Все нежелательные эффекты плюроника Е-68 и проксанола-268 можно ликвидировать или уменьшить очисткой активированным углем или фракционированием. Очищенные проксанол-268 или плюроник Е-68 мало токсичны и хорошо выводятся из организма. Очистку проводят древесным углем, но даже простая фильтрация через фильтры 0 0,22 мкм приводила к улучшению качества эмульгатора. Известно, что плюроник Е-68 не вызывает гемолиза эритроцитов и даже может выполнять роль мягкого антикоагулянта и онкотического агента.

Поскольку при внутривенном введении пер-фторуглероных эмульсий, эмульгированных прокса-нолом, происходит непосредственный и достаточно долгий их контакт с красными клетками крови, представлялось важным проверить влияние отечественного проксанола-268 на гемолиз эритроцитов.

Исследования были проведены на осмотической модели деструкции эритроцитов, выделенных из крови крысы.

Повышение резистентности эритроцитов проксанолом

Осмотический гемолиз. Исследования показали, что проксанол в концентрации 0,1 % не оказывает заметного влияния на осмотическую резистентность эритроцитов на всем интервале гипотонии от 0,46 до 0,36 %. Гипотонические растворы натрия хлорида (0,46%; 0,44%; 0,42%; 0,40%; 0,38%; 0,36%) готовились с различными концентрациями проксанола-268: 0,1 %; 0,5 %; 1,0 %; 5 %; 10 %.

При увеличении концентрации проксанола до 0,5 % в гипотоническом растворе уже наблюдаются достоверные различия с контрольной кривой гемолиза эритроцитов. Максимальное снижение распада эритроцитов на 11 % происходит в гипотонических растворах с концентрациями 0,40 и 0,38 %, гемолиз снижается с 48 до 37 % и с 64 до 53 % соответственно. При концентрации 0,46 % распад уменьшается с 11 до 7 %, а на 0,44 %-ном растворе натрия хлорида - с 21 до 11 % (во всех случаях различия достоверны, р<0,05). Достоверные отличия отсутствуют лишь в точке с максимальной гипотонией - 0,36 % (р 0,05).

Защитный эффект 1%-ного проксанола проявился для его 1 %-ных растворов в 0,46 %-; 0,44 %- и 0,42%-ных гипотонических растворах. Снижение гемолиза эритроцитов в этих растворах достоверно ниже, чем в контроле на 11; 13; 18% соответственно. Достоверные отличия отсутствуют в р-рах с 0,40 %-ной и 0,36 %-ной концентрацией хлорида натрия, хотя средний распад эритроцитов на каждой гипотонии меньше, чем в контроле. Несколько иной характер носят кривые гемолиза для 5 %-ного и 10 %-ного растворов проксанола в гипотонических растворах. При обеих концентрациях ярко выражен антигемолитический эффект (рис. 1-2). На интервале используемых в эксперименте гипотонических растворов распад эритроцитов в присутствии проксанола практически отсутствует или очень незначителен. На графике с 10 %-ным проксано-лом изображен начальный этап контрольного гемолиза эритроцитов. Это связано с тем, что для компенсации осмотичности 10 %-ного проксанола в гипотонические растворы (не содержащие НПАВ) добавлялось эквимо-лярное количество сахарозы (0,46%), вследствие чего несколько увеличилась осмотичность растворов и произошло смещение кривой.

Таблица 1

Некоторые физико-химические и биологические свойства неионогенных поверхностно-активных веществ_

Проксанол Молекулярная масса, Д Содержание реакционных групп, М/М Содержание ПОПР блока, % ЛД 50 мыши, г/кг

П-168 №38 5700 0,24 19,0 24,0

П-268 №35 7200 0,48 19,5 15,0

П-268 №1 8000 0,20 19,0 14,2

Плюроник ¥-68 («8егуа») 8300 0,20 21,0 9,4

Таблица 2

Физико-химические и биологические свойства проксанола после очистки__

Проксанол Молекулярная масса, Д Содержание реакционных групп, М/М ЛД 50 (токсичность) у мышей, г/кг

П-268 № 35 технический 7000 0,48 15,0

П-268 № 35 очищенный 7000 0,27 20,0

Таблица 3

Токсичность проксанола, определенная с помощью клеток Яа]1_

Концентрация проксанола, % Процент прироста клеток

Технический проксанол Очищенный проксанол

0,1 62,0 100

0,5 10,0 91

1,0 1,3 80

1,5 1,0 75

Таблица 4

Характеристика технических и очищенных НПАВ и их влияние на ЛД 50 у мышей, выживаемость крыс при

ПРОКСАНОЛ (НПАВ) Содержание реакционных групп, М/М Содержание ПОПР (%) Температура помутнения, ° С Молекулярная масса, Д ЛД50 мыши, г/кг Выживание крыс, % Время перфузии сердца, ч

Плюроник ¥-68 0,20 21 39 8300 9,4 0 6,2 0,4

Плюроник ¥-68 очищенный 0,20 20 39 - 12,7 80 6,6 0,2

П-268 № 35 0,48 19,5 41,5 7200 15,0 - 7,2 0,4

П-268 № 35 очищенный 0,27 19 41,5 - 20,0 100 8,0 0,2

П-168 № 1 0,90 25 - 8000 7,2 10-15 5,2 0,2

П168 № 1 очищенный 0,90 20,5 - - 12,3 100 6,5 0,2

П-168 № 38 0,24 19 48,3 5700 24,0 100 9,8 0,2

П-168 №38 очищенный 0,20 19 48,3 - 22,0 100 9,8 0,2

60 50

с: о

5

£ 20

10

контроль Т

к

у /

/

3 5 10 % проксанола |-£-1----- \ 1

0.4Б 0.44 0.42 0.40 0.38 Концентрация МаС1 [%]

0.36

100

80

— 60

«

5

С О

2 40 и

20

контроль Т^^—< >

у г

к

5 Ж-1 1-1 5 % п 1-1 [роксан 1-1 ола *—з §

0.46 0.44 0.42 0.40 0.38 Концентрация МаС1 (%)

0.36

Рис. 1. Влияние на осмотический гемолиз эритроцитов 5 %-ного проксанола

Рис. 2. Влияние на осмотический гемолиз эритроцитов 10 %-ного проксанола

Во II серии экспериментов была сделана попытка выяснить, как скажется предварительное взаимодействие проксанола с мембраной эритроцита на осмотический гемолиз клеток крови. Полученные экспериментальные данные показали, что достоверных отличий между контролем и опытом не наблюдалось. С увеличением количества адсорбированного проксано-ла и, по-видимому, с ростом структурного барьера, препятствующего проникновению гемолитика, повышается защитный эффект, уменьшая, таким образом, распад эритроцитов. При больших концентрациях проксанола и в случае многослойной адсорбции, по-лиоксиэтиленовые цепи начинают переплетаться между собой и, по-видимому, выдавливают связанную воду, значительно уменьшая, таким образом, гидратацию адсорбированного слоя и изолируя клетки от внешних воздействий. С этим явлением, вероятно, связано ярко выраженное антигемолитическое действие проксанола при больших концентрациях (5 и 10 %). Таким образом, эмульгатор перфторсоединений отечественный проксанол-268, являясь выраженным детергентом, даже в больших концентрациях (превышающих его концентрацию в эмульсии) оказывает антигемолитическое действие на эритроциты крови. Это позволяет использовать данное соединение не только в виде эмульгатора, но и в качестве отдельного фармакологического препарата, как, например, при экстракорпоральном кровообращении во время операций на открытом сердце.

Кардиотропное действие проксанола

Свойства эмульсий, как известно, существенно зависят от структуры используемых НПАВ. Были исследованы отечественные и зарубежные препараты (про-ксанолы-168 и -268 и плюроник F-68 фирмы «Серва») с разной степенью очистки активированным углем.

Исследовались блок-сополимеры технические и очищенные с разной молекулярной массой и соответственно с разной величиной ПОПР-блока в составе контрольного раствора Кребса-Гензелейта на перфу-зируемом сердце кролика. Исследуемый образец плю-роника F-68 (неочищенный) с расчетной молекулярной массой 8300 Д имел фактическое содержание ПОПР-блока - 21 %, гидразонактивных групп, реагирующих с динитрофенилгидразином - 0,20 моль/моль сополимера, с температурой помутнения - 39 С. ЛД50 составляла 9,4 г/кг. При исследовании этого сополимера в качестве перфузата на изолированном сердце кролика время переживания (сокращения) миокарда на 3 % (3,6* 10-3 М) плюронике F-68 в составе контрольного раствора Кребса-Гензелейта достигало в среднем 6,2±0,4 ч, что достоверно не отличалось от времени переживания сердца, перфузируемого только контрольным раствором Кребса-Гензелейта (5,7±0,2 ч). После очистки данного проксанола с помощью активированного угля, относительное содержание ПОПР-блока, содержание гидразонактивных примесей и температура помутнения раствора оставались прежними, однако ЛД50 у мышей и выживаемость крыс после 70 % ОЦК кровезамещения эмульсией, приготовленной на данном проксаноле повысились. При этом достоверных различий во времени переживания сердца по сравнению с неочищенным плюрони-ком F-68 не наблюдалось (табл. 4). Отечественный проксанол-268 № 35 (неочищенный) с расчетной молекулярной массой 7500 Д имел относительное содержание ПОПР-блока 19,5 %. Содержание гидразо-нактивных групп в данном сополимере было 0,48 моль/моль сополимера. Температура помутнения составляла 41,5 С. ЛД50 у мышей на данном проксаноле была выше, чем у плюроника F—68. При этом время

переживания сердца с 3% (4*10-3 М) на проксаноле-268 составляло в среднем 7,2±0,4 ч. После обработки активированным углем проксанола-268 № 35 содержание ПОПР-блока не изменилось, а концентрация гидразонактивных групп заметно снизилась. Температура помутнения 0,1%-ных НПАВ не изменилось. ЛД50 еще более возросла. Выживаемость крыс после 70 %-ного кровезамещения на эмульсию с данным НПАВ составила 100 %. При этом, достоверных различий во времени переживания сердца с неочищенным и очищенным проксанолом-268 не наблюдалось. Однако переживание сердца в присутствии очищенного про-ксанола-268 было существенно выше, чем в контроле, где использовался один раствор Кребса-Гензелейта. Исследовался проксанол-168 №1 (неочищенный) с расчетной молекулярной массой 8000 Д. Данный про-ксанол имел более высокое содержание гидразонактив-ных примесей (90 моль/моль сополимера), чем другие образцы. Величина ПОПР-блока - 25 %. ЛД50 - 7,2 г/кг, выживаемость крыс при 70 %-ном кровезамеще-нии на эмульсию, стабилизатором которой был П-168 № 1 составляла 10-15 %. Время перфузии сердца с 3 % П-168 № 1 было 5,2±0,2 ч. Очистка данного проксано-ла резко уменьшило величину ПОПР-блока, увеличило ЛД50 и выживаемость крыс, а также время переживания изолированного сердца кролика. При этом содержание гидразонактивных примесей осталось без изменения. По этой же схеме исследовали проксанол-168 № 38 (неочищенный) с расчетной молекулярной массой 5700 Д. У этого блок-сополимера количество гидра-зонактивных примесей меньше, чем в образце неочищенного проксанола-268 и П-168 №1. Величина ПОПР-блока - 19 %. Температура помутнения была выше, чем у предыдущих сополимеров и достигала 48,3 С. ЛД50 была 24 г/кг. Выживаемость крыс после кровезамещения на эмульсию, в которой был П-168 № 38, составила 100 %. Время переживания сердца с 3%-ным (5,2*10-3 М) про-ксанолом-168 № 38 достоверно больше по сравнению с контрольным раствором или другими НПАВ. Очистка проксанола-168 № 38 активированным углем не изменила величину ПОПР и температуру помутнения. Содержание гидразонактивных примесей несколько снизилось. ЛД50, выживаемость крыс после кровезамещения и время переживания сердца в группе с данным блок-сополимером достоверно не изменилось. Из всех исследуемых блок-сополимеров окиси этилена и пропилена наиболее приемлемым полимером для создания перфузионных эмульсий ПФОС является П-168 № 38, имеющий не более 19 % относительного содержания полиоксипропиленово-го блока с низкой величиной молекулярной массы. Другие блок-сополимеры оказались более токсичными, хотя содержание реакционных групп в них было аналогично таковым у проксанола-168 № 38 (технического). При этом величина полиоксипропиленового блока как в относительном, так и в абсолютном значении была выше. Варьирование относительного содержания ПОПР (гидрофобного) блока может быть небезразлично для биологических систем. Так, уменьшение (после очистки) ПОПР-бло-ка в проксаноле-168 № 1 с 25 до 20,5 увеличивает: ЛД^ у мышей, выживаемость крыс после 70 %-ного кровезаме-щения на эмульсию, приготовленную на данном прокса-ноле, а также время переживания изолированного сердца кролика (p 0,05) (табл. 4). Очистка других проксанолов существенно не изменила относительного содержания ПОПР-блока. Оказалось, что при равном содержании реакционных примесей (например, у НПАВ-168 № 38 -0,20 М/М и плюроника F-68 - 0,20 М/М) и почти равном относительном содержании ПОПР-блока (20 и 19 % соответственно), время переживания изолированного сердца возрастало с ростом их гидрофильности по мере уменьшения абсолютных величин молекулярной массы.

Таким образом, очистка поверхностно-активных веществ с помощью активированного угля снижает токсичность более гидрофобных эмульгаторов, чем проксанолы с меньшим относительным содержанием полиоксипропиленового блока. Наименее токсичным эмульгатором для перфторуглеродных сред оказался проксанол-168 № 38 с низкой абсолютной величиной гидрофобного блока и, соответственно, с наименьшим ингибирующим действием.

Инотропные свойства проксанола

Как уже отмечалось, проксанол в больших концентрациях (10-3 М) обратимо угнетает кальциевый ток сердечных клеток. При этом экспериментально нами было зарегистрировано 2 фазы ино-тропной реакции на фрагментах миокарда кролика при действии проксанола в концентрации 10-3 М (первая, кратковременная, фаза положительной ино-тропии и последующая, медленно развивающаяся, фаза угнетения сократимости). Эти две фазы коррелируют с двухфазным изменением максимальной величины кальциевого тока: кардиостимуляционный эффект сопровождается увеличением, депрессирую-щий - угнетением кальциевого тока. В наших экспериментах добавление проксанола-268 в концентрации 3 % (10"3) вызывало подавление амплитуды сокращения перфузируемого раствором Кребса-Гензелейта сердца кролика на 18,1±0,5 %. Отрицательный инотропный эффект развивался быстро и достигал максимума в течение 5 мин. При отмывке проксанола контрольным раствором Кребса-Гензе-лейта амплитуда сокращения восстанавливалась почти полностью. Такой же эффект наблюдался при изометрическом сокращении папиллярной мышцы сердца кролика, где добавление 3% про-ксанола-268 в раствор Кребса-Гензелейта подавляло сокращение на 40±7 %, которое через 25-40 мин. реперфузии восстанавливалось полностью. Из полученных данных следует, что проксанол в больших концентрациях обладает выраженной отрицательной инотропией, связанной, по-видимому, с угнетением кальциевого тока. При уменьшении концентрации проксанола-268 в перфузате до 10"5М, наоборот, наблюдалась положительная инотропия перфузируемого изолированного сердца. Увеличение амплитуды сокращения изолированного сердца достигало в среднем 18±0,6 %. В присутствии ад-реноблокатора (10-6М) проксанол не вызывал такой положительной инотропии. Проксанол-268 при данной концентрации (10"5М) увеличивал в среднем на 20±1,2 % величину изометрического сокращения папиллярной мышцы сердца кролика.

Проксанолы обладают выраженными кардио-тропными эффектами, как на фрагментах мышцы сердца, так и на целом органе. Необходимо отметить, что 3%-ный проксанол-268 - как один, так и в составе эмульсии, ослабляет инотропное воздействие адреналина в концентрации 10"12-10"6М. На фоне эмульсии пер-фторуглеродов, эмульгированной проксанолом-268, воздействие адреналина в указанных концентрациях оказывало незначительное влияние на амплитуду сокращения сердца, на фоне проксанола амплитуда возросла на 6-8 %, в то время как в контроле на растворе Кребса-Гензелейта амплитуда увеличилась на 14-15 %.

Кардиостимуляционный эффект полимера сопровождается увеличением входящего кальциевого тока. Кардиодепрессивные эффекты проксанола проявляются в концентрации 10" М и определяются, по-видимому, взаимодействием с клеточной мембраной сложных мицеллярных форм проксанола. В результате, очевидно, может уменьшиться чувствительность мио-

карда к эндогенным медиаторам и происходить снижение кальциевого тока. Измерение кальциевого тока при отрицательной инотропии, действительно, показало угнетение последнего под влиянием проксанола. Проксанолы характеризуются низкой константой мицел-лообразования (10-4, 10-5 М), которая уменьшается в присутствии электролитов. При последовательном повышении концентрации НПАВ из отдельных молекул вначале образуются глобулярные, а затем пластинчатые, дисковидные и цилиндрические мицеллы. Про-ксанолы обладают выраженными кардиотропными эффектами, как на фрагментах миокарда, так и на целом органе. Необходимо отметить, что 3%-ный проксанол-268, как один, так и в составе эмульсии, ослабляет инотропное воздействие адреналина в концентрации На фоне эмульсии перфторуглеродов, эмульгированной проксанолом-268, воздействие адреналина в указанных концентрациях оказывало незначительное влияние на амплитуду сокращения сердца, на фоне проксанола амплитуда возросла на 6-8 %, в то время как в контроле на растворе Кребса-Гензелейта амплитуда увеличилась на 14-15 %. Положительное кардиотропное действие проксанола, по-видимому, связано с действием его мономерной формы. Важным моментом противоишемического эффекта проксанола и эмульсии является снижение под их влиянием положительного инотропного действия физиологических концентраций катехоламинов на изолированном сердце. В основе этого антиадреноргического эффекта про-ксанола, как и многих органических кальциевых антагонистов, по-видимому, лежит постсинаптическое угнетение трансмембранного кальциевого тока, возможно, за счет прямого взаимодействия компонентов эмульсии с рецепторами кальциевых каналов и модификации их воротного механизма.

Заключение

Проведенные исследования позволяют утверждать, что антигемолитическое действие проксанола имеет ярко выраженный характер и связано с присутствием поверхностно-активного вещества только в среде в ходе гемолиза эритроцитов, так как предварительная инкубация не оказывает защитного эффекта на процесс распада. Следовательно, снижение гемолиза эритроцитов, по-видимому, связано с адсорбцией проксанола на мембране эритроцитов, который структурирует воду и образует структурный «вязкий» барьер, препятствующий диффузии гемолитика. Интенсивная очистка поверхностно-активных веществ с помощью активированного угля снижает токсичность более гидрофобных эмульгаторов, чем про-ксанолов с меньшим относительным содержанием полиоксипропиленового блока. Наименее токсичным эмульгатором для перфторуглеродных сред оказался проксанол с низкой абсолютной величиной гидрофобного блока и, соответственно, с наименьшим ингибирующим действием. Результаты настоящего исследования выявили как положительное, так и отрицательное кардиотропное действие проксанола, в зависимости от концентрации блок-сополимеров. При действии проксанола в очень низких концентрациях порядка 10-5 М, как на целом сердце, так и на изолированной папиллярной мышце, проявляется положительная инотропия. Этот эффект устраняется адреноблокатором про-пранололом, «чувствительность» к адреноблокато-ру фазы положительной инотропии указывает на ее пресинаптическое происхождение и на влияние проксанола в данной концентрации на выброс эндогенных катехоламинов.

8 БИОТЕРАПИЯ БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА...

Литература 1. Воробьев С.И., Ладилов Ю.В., Попов Л.А. и др. Влияние химически инертных перфторсоединений (в составе эмульсии) на первичную амплитуду сердечных сокращений // Вестник АМН СССР. - 1991. -№ 6. - С. 61-4. 2. Воробьев С.И., Иваницкий Г.Р., Моисеенко О.М., Лебединская О.В. Комплемент активирующее действие перфторуглеродных эмульсий // Биосовместимость. - 1995. - Том 3, №1-2. - С. 51-62. Материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции «Отечественные противо опухолевые пр епараты» С.М. Адекенов1, А.Ю. Барышников2, М.В. Огородникова2, Д.В. Соколова , С.Б. Ахметова1, А.Ж. Турмухамбетов1, Р.И. Джалмаханбетова1 ВЛИЯНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ НА АПОПТОЗ КЛЕТОК 1АО «Научно-производственный центр «Фитохимия», Караганда, Казахстан 2РОНЦ им. Н.Н.Блохина РАМН, Москва Цель исследования. Изучение влияния восьми образцов веществ растительного происхождения и их химически модифицированных производных метилйодида диметиламиноарглабина, N-оксид гармина и гидрохлорида гармина на апоптоз опухолевых клеток линии Т-клеточного лейкоза человека-Jurkat, В-клеточного лейкоза человека-Raji, моноцитарной лимфомы человека-и937 с применением современного метода регистрации апоптоза. Материалы и методы. Клеточные линии выращивали в плотной питательной среде RPMI-1640, клетки поддерживали в логарифмической фазе роста постоянным пересевом. Оценку цитотоксического действия соединений проводили методом ММТ. Определение активной каспазы-3 - маркера ранней стадии апоптоза опухолевых клеток линий Jurkat, Raji, U937 проводили после инкубации с химиопрепаратами с использованием коммерческого набора FITC-Conjugated monoclonal active caspatase - 3 antibody apoptosis Kit. Контролем служили интактные клетки, которые инкубировали в отсутствии исследуемых веществ, анализ проб проводили на проточном цитоф-луориметре FACSCalibur. Результаты. При определении активной каспазы-3, маркера ранней стадии апоптоза опухолевых клеток линий Т-клеточного лейкоза человека Jurkat, в течение 72 ч количество апоптотических клеток для метилйоди-да диметиламиноарглабина составило от 12 %, с увеличением концентрации до максимальной дозы популяция клеток активных по каспазе-3 увеличивается до 40 %. Количество апоптотических клеток для гидрохлорида гармина составило 13 % и 65,3 % соответственно для данных концентраций. Для В-клеточного лейкоза человека Raji сравнительное увеличение популяции клеток положительных по каспазе-3 наблюдается для метилйодида диметиламиноарглабина и составляет 87 %, для моноцитарной лимфомы человека-и937 значительно увеличивается и составляет для метилйодида диметиламиноарглабина 91,6 %, для N-оксид гармина - 59,6 %, для гидрохлорида гармина - 90 %. Выводы. Таким образом, в результате проведенного исследования впервые установлена цитотоксиче-ская активность метилйодида диметиламиноарглабина, N-оксида гармина, гидрохлорида гармина в отношении опухолевых клеток линий Jurkat, Raji, U937, изученные образцы производных природных соединений вызывают гибель опухолевых клеток по типу апоптоза. Т.Г. Боровская, В.Е. Гольдберг, О.А. Румпель, А.В. Перова, А.В. Пахомова, ЕД. ГольдберА ВЛИЯНИЕ ПАКЛИТАКСЕЛА НА РЕПРОДУКТИВНУЮ СИСТЕМУ КРЫС-САМЦОВ ГУ НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН, Томск Задача исследования. Оценить состояние репродуктивной системы крыс-самцов в ранние и отдаленные сроки после введения противоопухолевого препарата паклитаксела. Материалы и методы. Эксперименты проведены на 80 крысах-самцах популяции Вистар репродуктивного возраста. Паклитаксел (митотакс, Dr. Reddy's, Индия) вводили однократно внутривенно в МПД (7,6 мг/кг), контрольные животные (n=30)получали соответствующий растворитель. С целью изучения повреждающего действия препарата на гоноциты всех стадий развития оценка состояния репродуктивной системы крыс-самцов проводилась на 1-7, 16-22, 36-42, 90-96 и 180-186 сут после введения препарата. Определяли индекс плодовитости (ИП); индекс беременности (ИБ); общее количество сперматозоидов, приходящихся на эпидидимис (ОКС); процент их подвижных форм (ППФ); у интактных самок, скрещенных с самцами, - эмбриональную смертность. Статистическую обработку проводили по критериям Вилкаксона-Манна-Уитни и угловому преобразованию Фишера. Результаты. Установлено, что снижение ИП крыс-самцов выявлялось с 1-6 сут опыта, что может быть связано с угнетением полового инстинкта животных в результате нейротоксичности паклитаксела. Частичное бесплодие (у 18-37 %) крыс, снижение ОКС, ППФ (на 29-54 %, 26-44 % соответственно) наблюдалось в сроки, соответствующие воздействию на все стадии созревания клеток (до 3 мес после начала опыта). Следует отметить, что стерилизующий эффект паклитаксела носил обратимый характер и к концу опыта ИБ не отличался от контрольных значений. При этом количество ОКС и ППФ в сравниваемых группах было сходным. В связи с этим снижение эффективности спаривания, очевидно, связано с олигоспермией и угнетением функциональной активности половых клеток. С учетом сроков проявления эффектов паклитаксел повреждает как делящиеся, так и неделящиеся гоноциты. У крыс-самок, скрещенных с самцами опытной группы, было выявлено достоверное возрастание эмбриональной смертности (пре- и постимплантационной) на стадиях сперматозоидов и спермато-гоний, что может быть результатом снижения оплодотворяющей способности спермиев и индукции доминантных летальных мутаций. Через 6 мес после начала опыта эмбриональная гибель оставалась повышенной. Вывод. Таким образом, паклитаксел снижает репродуктивный потенциал крыс-самцов, повреждая гоно-циты всех типов. Стерилизующее действие препарата носит обратимый характер, но возможность сохранения беременности с течением времени остается сниженной.

№ 3/том 8/2009 РОССИЙСКИЙ БИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ