CC BY
74
ГИПОТЕРМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ АНТИГИПОКСАНОВ nQ1983 И nQ2170
УДК 612.5:[546.23+612.273 © Д. В. Сосин1, А. В. Евсеев1, Э. А. Парфенов2, В. А. Правдивцев1, М. А. Евсеева 1, П. Д. Шабанов 3
1 Смоленская государственная медицинская академия Минздрава РФ;
2 Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина РАМН, Москва;
3 Военно-Медицинская академия им. С. М. Кирова, Санкт-Петербург
Ключевые слова:_
мыши; антигипоксанты; ректальная температура; способы введения веществ; острая токсичность.
Резюме:_
В опытах на мышах изучено влияние новых селенсо-держащих металлокомплексных соединений жЦ1983, п02170, обладающих выраженным защитным действием при формировании у животных острой экзогенной гипоксии, на динамику изменения ректальной температуры после парентерального и энтерального введения. Установлено, что вещества жЦ1983 и %Ц2170 вызывают у мышей отчётливый дозозависимый гипотермический эффект, превышающий эффект вещества сравнения антигипоксанта амтизола вне зависимости от способа введения. По показателям гибели экспериментальных животных высказано предположение о высокой токсичности вещества п02170.
ВВЕДЕНИЕ
Известно, что степень выраженности защитного эффекта антигипоксического вещества при формировании у млекопитающего состояния острой экзогенной гипоксии нередко находится в прямой зависимости от выраженности гипотермического действия антигипоксанта [2, 4].
В наших опытах по изучению гипоксопротек-торного действия селенсодержащих металлоком-плексных соединений, выполненных на мышах, подвергнутых воздействию остро нарастающей гипоксии с гиперкапнией и острой гипобарической гипоксии, данная зависимость нашла убедительное подтверждение [7]. Все изученные соединения были впервые синтезированы Э.А. Парфеновым на базе НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей Российского онкологического научного центра РАМН [3, 6]. Наиболее отчётливый антигипоксический эффект из 9-ти протестированных веществ продемонстрировали соединения под шифрами яф1983 и яф2170. Оба вещества представляют собой комплексные соединения двухвалентного цинка. Присутствие цинка в структуре вещества многими исследователями рассматривается как положительное качество в плане перспективы обнаружения у соединения антигипоксических свойств [5].
В конструкцию вещества nQ1983 в качестве селен-содержащего компонента был интегрирован лиганд 3-гидрокси-2-этил-5-метилпиридин. В свою очередь, вещество nQ2170 включало в себя два однотипных лиганда, представленных ацетальдегидом, причём один из них являлся селенсодержащим.
Следует отметить, что, в отличие от большинства изученных селенсодержащих металлокомплексных соединений, вещества nQ1983 и nQ2170 обеспечили в условиях быстрого снижения содержания кислорода в организме отчётливый антигипоксический эффект не только после парентерального введения, что характерно для многих изученных антигипоксан-тов, но также и после их введения per os.
Целью работы явилось изучение влияния се-ленсодержащих металлокомплексных соединений nQ1983 и nQ2170, а также вещества сравнения амти-зола на динамику ректальной температуры у мышей после парентерального введения и введения per os.
МЕТОДИКА
Опыты выполнены на 67 мышах-самцах линии CBF1 массой 20-30 г. Исследуемые вещества растворяли в дистиллированной воде (0,3 мл) с добавлением твина-80. Мышей делили на группы по 7-8 животных. Введение выполняли однократно внутрибрюшинно (в/б) или внутрь в дозах 10, 25, 50, 100 мг/кг [2, 4, 5]. Для введения внутрь применяли эластичный пластиковый зонд длиной 10 мм. В качестве вещества сравнения был использован антигипоксант амтизол, эффективный при острых гипоксических состояниях [10]. Его введение проводили по общей схеме.
В ходе каждого опыта у животных визуально оценивали общее состояние, а также осуществляли многократные замеры ректальной температуры электротермометром ТПЭМ-1: на протяжении первого часа наблюдения (в опытах с моделированием острой гипоксии — «период инкубации») — каждые 10 мин, далее в течение суток — ежечасно. Температура воздуха лаборатории во время опыта составила 21 ± 1 °С.
Статистическую обработку цифровых данных проводили с помощью пакета стандартных программ STATISTICA for Windows 6.0. Для оценки достоверности различий сравниваемых величин использовали t-критерий Стьюдента [9].
т°с
К
У У /'
\\\ / ,* .**" / у'
\ \ —* у
\ ч _ _
—>____
т—!-1-1-I-I-1— 0 30 60 II 11111111 1111111111111 1 4 8 12 16 20 24
тс -
• /
•'* ' ' / /■"/ //
V \ 4 \ ч ]
\ ч \ \ \ ч / / / / ч__ / 10 мг/кг ---25 мг/кг ---50 мг/кг -100 мг/кг
4
0 30 60 (4 а 12 « 20 Я
час
■ Рисунок 1. Суточная динамика изменения ректальной температуры у мышей после введения вещества кЦ1983 внутрибрюшинно (А) и внутрь (Б), включая период инкубации
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Динамика изменения ректальной температуры у мышей после в/б введения и введения внутрь се-ленсодержащих металлокомплексных соединений яф1983 и яф2170, а также антигипоксанта амтизола графически представлена на рисунках 1-3.
Так, вещество яф1983, введённое в/б в дозах 25, 50 и 100 мг/кг, в течение первых 30 мин периода инкубации обеспечивало особенно быстрое снижение ректальной температуры у мышей. Затем, как правило, наблюдали возникновение продолжительного гипотермического плато длительностью 6-7 ч — для дозы 25 мг/кг, а для дозы 50 мг/кг — 12-14 ч (рис. 1А).
Сходную динамику изменения температурной кривой отмечали после введения данного метал-локомплексного соединения внутрь, хотя скорость и выраженность нарастания гипотермии была менее стремительной, чем в опытах с парентеральным введением (рис. 1 Б). Максимальную скорость сни-
жения ректальной температуры для всех изученных дозировок в этих опытах отмечали, как правило, в первые 10-20 мин инкубационного периода. Гипо-термическое плато для дозы 10 мг/кг составило порядка 7 ч, а для доз 25, 50 и 100 мг/кг соответственно 10, 12 и 8 ч.
Следует отметить, что вещество яф1983 после в/б введения в дозах 50 и 100 мг/кг нередко приводило мышей к гибели. Доза 50 мг/кг оказалась смертельной для 43 % животных — 3 из 7 погибли в интервале с 16 до 24 ч. Как видно из рисунка 1 А у животных указанной группы к концу суточного мониторинга полного восстановления ректальной температуры не наблюдали. Доза 100 мг/кг вызвала 100 %-ю гибель мышей. В отдельных случаях смертельный исход отмечали уже через 8 ч после инъекции. Тотальную гибель животных констатировали в среднем через 17 ч наблюдения.
Второе металлокомплексное соединение — яф2170 в сравнении с веществом яф1983 продемонстрировало более яркий гипотермический эффект (рис. 2). Уже через 15-20 мин периода ин-
■ Рисунок 2. Суточная динамика изменения ректальной температуры у мышей после введения вещества п^2170 внутрибрюшинно (А) и внутрь (Б), включая период инкубации
■ Рисунок 3. Суточная динамика изменения ректальной температуры у мышей после введения амтизола внутри-брюшинно (А) и внутрь (Б), включая период инкубации
кубации после его в/б введения вне зависимости от дозировки ректальная температура у мышей снижалась до максимального уровня гипотермии, вызываемого веществом яф1983 (рис. 2 А). Тем не менее, продолжительное гипотермическое плато регистрировали только в случае использования дозировок 10 и 25 мг/кг. Для дозы 10 мг/кг оно составляло 8-12 ч. Для дозы 25 мг/кг плато сохранялось вплоть до момента завершения наблюдения, т. е. ректальная температура окончательно не восстанавливалась. Важно отметить, что спустя 20 ч от момента введения вещества я^2170 наблюдали единичные случаи гибели животных. При чём после парентерального введения вещества в дозах 50 и 100 мг/кг гибель животных становилась неизбежной — все мыши умирали в соответствующих группах через 10 и 15 ч на фоне стабильно низкой ректальной температуры.
Введение вещества яф2170 внутрь обеспечивало в течение периода инкубации однотипную по амплитудным и временным характеристикам динамику снижения ректальной температуры в сравнении с веществом яф1980 (рис. 2 Б). Восстановление ректальной температуры до исходного значения наблюдали только после применения доз 10 и 25 мг/кг — длительность гипотермического плато составила соответственно 8 и 5 ч. Случаев гибели мышей в этих опытах не наблюдали. Тем не менее, введение вещества яф2170 в дозе 50 мг/кг явилось причиной гибели 2 мышей из 8 в группе. При этом как видно из рисунка 2 Б, длительность гипотермического плато составила в среднем 8,5 ч, причём полного восстановления показателя на момент завершения опыта не происходило. Максимальная из 4 изученных доз — 100 мг/кг вызывала гибель всех животных в промежутке времени с 12 до 18 ч.
Наблюдение за динамикой изменения ректальной температуры животных на фоне действия анти-гипоксанта амтизола позволило установить, что после в/б введения в период инкубации амтизол
проявлял в сравнении с селенсодержащими соединениями сходное действие (рис. 3 А).
Как было установлено, спустя 24 ч гипотермиче-ский эффект антигипоксанта практически полностью прекращался. Случаев гибели животных на фоне действия амтизола выявлено не было. Гипотермическое плато для дозы 10 мг/кг составило 6-7 ч, для дозы 25 мг/кг — 4-5 ч, для дозы 50 мг/кг — 11-12 ч, а для максимальной дозы 100 мг/кг — 14-15 ч.
После введения амтизола внутрь в дозах 10, 25 и 50 мг достоверных изменений ректальной температуры не наблюдали, однако после применения дозы 50 мг/кг спустя 20-30 мин наблюдения начинала себя обнаруживать тенденция к понижению ректальной температуры (рис. 3 Б). Доза 100 мг/кг обеспечивала достоверный, но относительно «мягкий» гипотермический эффект через 30 мин после введения вещества внутрь. Гипотермическое плато для этой группы животных формировалось на уровне 35 °С и длилось около 7 ч. Восстановление температуры у животных в этих опытах отмечали спустя 13 ч.
ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
Таким образом, данные собственных наблюдений позволили выявить взаимосвязь между величиной гипотермического эффекта, обусловленного применением каждого из изученных ме-таллокомплексных соединений, и введённой дозой. Полученные сведения нашли подтверждение в литературных источниках. В частности, В. М. Виноградов с соавторами ещё в 1981 г. на примере антигипоксантов аминотиолового ряда продемонстрировали способность многих из них снижать скорость течения процессов энергетического обмена, а также температуру тела, что в итоге приводило к более экономному расходованию кислородных запасов организма [1]. И. В. Зарубина и П. Д. Шабанов (2004) прямо указывают на наличие зависимости между снижением тем-
пературы тела, вызванным введением амтизола, и уровнем потребления кислорода тканями. Следует отметить, что снижение кислородных запросов тканями, по мнению авторов, нередко может существенно превышать фактическую величину гипотермического эффекта. Разработка антиги-поксантов на основе производных аминотиола, результатом которой явилось обнаружение анти-гипоксических свойств у предшественника амти-зола гутимина, позволила установить, что защитный эффект последнего реализуется практически без вовлечения ответственных за поддержание температурного гомеостаза структур ЦНС, но тем не менее обеспечивает уменьшение потребления кислорода организмом на 20-35 % и сопровождается развитием умеренной гипотермии [10].
На основании полученных результатов можно утверждать, что оба выбранных для исследования селенсодержащих металлокомплексных соединения (я^1983, яф2170) обладают в целом однотипным влиянием на ректальную температуру мышей, значительно превышающим гипотермический эффект антигипоксанта амтизола.
Несмотря на то, что вещество яф2170 превосходит вещество яф1983 по скорости развития и выраженности гипотермии, обращает на себя внимание факт массовой гибели животных после применения вещества яф2170 в дозах 50 и 100 мг/кг независимо от способа введения.
В свою очередь, вещество яф1983, также проявившее признаки токсичности после внутрибрю-шинного введения, введённое энтеральным путём, не вызывало гибели мышей ни в одной из исследуемых групп. Следует подчеркнуть, что после энте-рального введения вещества я^1983 к концу опыта всегда наблюдали восстановление исходного уровня ректальной температуры.
В доступной для изучения литературе нами не были обнаружены достоверные сведения, подтверждающие защитное действие каких-либо лекарственных средств после их применения внутрь при развитии у животных острой экзогенной гипоксии. В связи с этим, особый интерес к веществам яф1983 и яф2170, по нашему мнению, во многом связан с перспективой введения их в организм через желудочно-кишечный тракт. Преимущества приёма лекарственных средств внутрь очевидны: во-первых, значительно облегчается процедура приёма препарата; во-вторых, решается проблема лекарственной формы — металлокомплексные соединения, как правило, плохо растворимы в воде или же дают нестабильные растворы [5], что побуждает к изысканию возможностей по их использованию в виде твёрдых лекарственных форм или взвесей для приёма внутрь; в-третьих, общеизвестно, что инъекции растворов металлокомплексных химических соединений зачастую могут приводить к возникновению нежелательных побочных реакций в области их введения.
ВЫВОДЫ
1. Согласно результатам суточного мониторинга ректальной температуры у мышей, перспективные протекторы остро формирующейся экзогенной гипоксии — металлокомплексные селенсодержащие вещества nQ1983 и nQ2170 — вызывают у животных дозозависимую гипотермию после их парентерального и энтерального введения.
2. Гипотермический эффект, обусловленный веществами nQ1983 и nQ2170, в опытах на мышах превышает таковой вещества сравнения анти-гипоксанта амтизола, особенно после введения per os.
3. В отличие от вещества nQ1983, вещество nQ2170, по-видимому, обладает высокой токсичностью, что косвенно подтверждается 100 %-й гибелью животных после его введения в дозах 50 и 100 мг/кг в течение 24 ч наблюдения вне зависимости от способа введения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Владимиров Ю. А., Коган Э. М. Механизмы нарушения биоэнергетических функций мембран митохондрий при тканевой гипоксии // Кардиолог — 1981. — Т. 21. — С. 82-85.
2. Дикманов В. В., Новиков В. Е., Марышева В. В. Потребление кислорода и ректальная температура животных как показатель противогипоксического действия нового производного триазиноиндола // Инновации в современной фармакологии. Мат. IV съезда фармакологов России, Казань, 18-21 сен. 2012 г — М.: Изд. «Фолиум», 2012. — С. 57.
3. Евсеев А. В., Шабанов П. Д., Парфенов Э. А., Правдив-цев В. А. Острая гипоксия: механизмы развития и коррекция антиоксидантами. — СПб.: Элби-СПб, 2007. — 224 с.
4. Зарубина И. В., Шабанов П. Д. Молекулярная фармакология антигипоксантов. — СПб.: ООО «Изд. Н-Л», 2004. — 368 с.
5. Катунина Н. П., Кухарева О. В., Гневушев И. М., Кату-нин М. П. Изучение антигипоксической активности новых ценксодержащих соединений на модели острой гипоксии с гиперкапнией // Инновации в современной фармакологии. Мат. IV съезда фармакологов России, Казань, 18-21 сен. 2012 г — М.: Изд. «Фолиум», 2012. — С. 84.
6. Парфёнов Э. А. Физиологически совместимые анти-оксиданты. Молекулярно-механистический аспект биологической активности и повышение защитной эффективности природных антиоксидантов в результате химической модификации: Дис. ... д-ра хим. наук (науч. докл.). — М., 2000. — 48 с.
7. Сосин Д. В., Евсеев А. В., Парфенов Э. А., Правдив-цев В. А. Шабанов П. Д. Антигипоксическое действие металлокомплексных селенсодержащих веществ при различных способах введения // Всестн. Смоленской гос. мед академии. — 2012. — № 2. — С. 34-40.
8. Сосин Д. В., Евсеев А. В., Правдивцев В. А., Парфёнов Э. А., Евсеева М. А. Антигипоксический эффект новых металлокомплексных селенсодержащих соединений // Тез. докл. XXI съезда Физиологич. общества им. И. П. Павлова, 19-25 сент. 2010 г, Калуга. — Москва-Калуга, 2010. — С. 575.
9. Урбах В. Ю. Биометрические методы. — М.: Наука, 1964. — 185 с.
10. Шабанов П. Д., Зарубина И. В., Новиков В. Е., Цыган В. Н. Метаболические корректоры гипоксии. Под ред. А. Б. Белевитина. — СПб.: Информ-Навигатор, 2010. — 912 с.
hypothermic effect of ANTIHYpoxANTs nQ1983 AND nQ2170
Sosin D. V., YevseyevA. V., ParfenovE. A., Pravdivtsev V. A., Yevseyeva M. A., ShabanovP. D.
♦ Summary: In experiments on mice the influence of the new antihypoxants (selenium containing metal complex substances nQ1983, nQ2170) on rectal temperature level dynamic after parenteral and enteral introductions was studied. It is established that both substances perform clear dose-dependent hypothermic effect exceeding an action of the antihypoxant amthizole. Was supposed that substance nQ2170 has high acute toxicity affirmed by significant mice death-rate.
♦ Key words: mice; antihypoxants; rectal temperature; drug introductions; acute toxicity.
♦ Информация об авторах
Сосин Денис Владимирович — к. м. н., доцент кафедры нормальной физиологии ГБОУ ВПО «Смоленская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития РФ. 214019, Смоленск, ул. Крупской, д. 28.E-mail: [email protected].
Евсеев Андрей Викторович — д. м. н., профессор, профессор кафедры нормальной физиологии ГБОУ ВПО «Смоленская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития РФ. 214019, Смоленск, ул. Крупской, д. 28. E-mail: hypoxia@ yandex.ru
Парфенов Эдгар Андреевич — д. х. н., ведущий научный сотрудник НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей Российского онкологического научного центра им. Н. Н. Блохина РАМН. 115478, Москва, Каширское шоссе, д. 24. E-mail: [email protected]
Правдивцев Виталий Андреевич — д. м. н., профессор, заведующий кафедрой нормальной физиологии ГБОУ ВПО «Смоленская государственная медицинская академия» Минз-дравсоцразвития РФ. 214019, Смоленск, ул. Крупской, д. 28. E-mail: [email protected]
Евсеева Марина Анатольевна — к. м. н., доцент кафедры патологической физиологии ГБОУ ВПО «Смоленская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития РФ. 214019, Смоленск, ул. Крупской, д. 28. E-mail: [email protected]
Шабанов Петр Дмитриевич — д. м. н., профессор, заведующий кафедрой фармакологии Военно-медицинской академии им. С. М. Кирова. 194044, Санкт-Петербург, ул. Акад. Лебедева, д. 6. E-mail: [email protected]
Sosin Denis Vladimirovich — PhD (Physiology, Pharmacology), Assistant Professor, Dept. Of Normal Physiology, Smolensk State Medical Academy. 214019, Smolensk, Krupskaya St., 28. E-mail: [email protected].
Yevseyev Andrey Viktorovich — D.Sci. (Pharmacology, Physiology), Professor, Dept. of Normal Physiology, Smolensk State Medical Academy. 214019, Smolensk, Krupskaya St., 28. E-mail: hypoxia@ yandex.ru
Parfenov Edgar Andreyevich — D. Sci. (Chemistry), Leading Researcher, N. N. Blokhin Oncological Scientific Center. 115478, Moscow, Kashirskoye Shosse., 24. E-mail: [email protected]
Pravdivtsev Vitaliy Andreyevich — D. Sci. (Physiology), Head and Professor, Dept. of Normal Physiology, Smolensk State Medical Academy. 214019, Smolensk, Krupskaya St., 28. E-mail: [email protected]
Yevseyeva Marina Anatolyevna — PhD (Pathological Physiology), Assistant Professor, Dept. Of Pathological Physiology, Smolensk State Medical Academy. 214019, Smolensk, Krupskaya St., 28. E-mail: [email protected]
Shabanov Petr Dmitriyevich — D.Sci. (Pharmacology), Professor and Head, Dept. of Pharmacology, S. M. Kirov Military Medical Academy. 194044, St.- Petersburg, Acad. Lebedev St., 6. E-mail: [email protected]
