CC BY
75
УДК 615.214.32: 547.71
ИЗУЧЕНИЕ АНТИДЕПРЕССИВНОЙ АКТИВНОСТИ И ПРОФИЛЯ БЕЗОПАСНОСТИ НОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ТИЕТАН-1Д-ДИОКСИДА
ОА. Иванова, И.Л. Никитина, РА. Габидуллин, Е.К. Алехин, Е.Э. Клен, Н.Н. Макарова, ФА. Халиуллин
ГОУ ВПО Башкирский государственный медицинский университет Минздравсоцразвития России, Уфа
E-mail: [email protected]
STUDY OF ANTIDEPRESSIVE ACTIVITY AND SAFETY PROFILE OF NEW THIETAN-1,1-DIOXYDE DERIVATIVES
O.A. Ivanova, I.L. Nikitina, R.A. Gabidullin, E.K. Alekhin, E.E. Klen, N.N. Makarova, F. A. Khaliullin
Bashkirian State Medical University, Ufa
На мышах-самцах изучены антидепрессивные свойства и профиль безопасности трех новых производных тие-тан-1,1-диоксида (Н14, Н40, Н69). Антидепрессивную активность исследовали в тесте принудительного плавания. Установлено, что Н14, Н40 и Нб9 при однократном внутрибрюшинном (в/б) введении в дозе 2 мг/кг достоверно уменьшали как продолжительность иммобилизации (на 30-50%), так и индекс депрессивности (на 26-38%), а при 14-дневном введении - только индекс депрессивности (на 48-51%). Антидепрессивный эффект соединений был сопоставим с таковым флуоксетина (10 мг/кг). Вещества не изменяли поведение животных в тесте “открытое поле”. Средние летальные дозы при в/б введении мышам-самцам Н14, Н40 и Н69 составили: 504, 100 и 148 мг/кг соответственно, а терапевтический индекс соединений превосходил таковой флуоксетина в 9,3, 13,6 и 1,7 раза соответственно.
Ключевые слова: антидепрессивный эффект, тиетан-1,1-диоксиды, тест принудительного плавания, тест “открытое поле”, мыши, средняя смертельная доза, средняя эффективная доза, терапевтический индекс.
Antidepressive properties and safety profile of three new thietan-1,1-dioxide derivatives (N14, N40, N69) have been studied on male mice. Antidepressive effects were studied in the forced swimming test. It has been shown that all compounds (2 mg/kg, i.p.) significantly reduced immobility time (by 30-50%) and depression index (by 26-38%) in a single administration, and at 14-day administration - depression index alone (by 48-51%). The antidepressant-like effect of the compounds was comparable with that of fluoxetine (10 mg/kg). The substances did not modify the animals’ behavior in the open field test. The LD(50) values for intraperitoneal administration in male mice for the N14, N40, N69 were 504, 1100 and 148 mg/kg, respectively, and therapeutic index of the compounds exceeded that of fluoxetine 9.3, 13.6 and 1.7 times, respectively.
Key words: antidepressant-like effect; thietan-1,1-dioxyds; forced swimming test; open field test, mice, median lethal dose, median effective dose; therapeutic index.
Введение
Депрессия - распространенное психическое расстройство, часто угрожающее жизни. По данным ВОЗ, депрессия к 2020 г. займет II место по причинам временной нетрудоспособности и преждевременной смерти [9]. Эффективная фармакотерапия позволила бы значительно снизить эти показатели и связанные с ними высокие экономические затраты. Однако современные антидепрессанты не позволяют быстро купировать депрессивный эпизод и имеют широкий спектр побочных эффектов [6], поэтому создание новых антидепрессантов является актуальной проблемой современной медицины.
Для поиска веществ, обладающих антидепрессивной активностью, на кафедре фармакологии №1 БГМУ был проведен скрининг оригинальных производных 1,2,4 триазола и тиетан-1,1-диоксида (синтезированых на кафедре фармацевтической химии БГМУ под руководством Е.Э. Клен). Методами QSAR на базе 8АИБ-21 в ряду про-скринингованных соединений была построена математическая модель, характеризующая зависимость “струк-
тура-антидепрессивная акивность” (под руководством ЛА Тюриной в Научно-исследовательском технологическом институте гербицидов и регуляторов роста растений, г. Уфа). С ее помощью у 3 вновь синтезированных производных тиетан-1,1-диоксида т бШсо была спрогнозирована антидепрессивная активность, которая впоследствии была подтверждена экспериментально (лабораторные шифры Н14, Н40, Н69) [3]. Цель работы: дальнейшее изучение антидепрессивных свойств и токсичности новых производных тиетан-1,1-диоксида (Н14, Н40, Н69).
Материал и методы
Все исследования выполнены на неинбредных мы-шах-самцах массой 18-25 г, находящихся в стандартных условиях вивария при естественном освещении и свободном доступе к воде и пище.
Антидепрессивную активность изучали в тесте принудительного плавания (КТ) [10] в модификации Е.В. Щетинина [5]. Соединения вводили животным однократно
в/б в дозе 2 и 20 мг/кг за 30 мин до теста в изотоническом растворе NaCl. Вещества предварительно суспендировали с 1-2 каплями Твин-80. В качестве препарата сравнения был использован флуоксетин (“Апо-Флуоксетин”, капсулы 0,02, “Апотекс-Инк”, Россия) в оптимально эффективной дозе для мышей 10 мг/кг. Животные контрольной группы получали эквиобъемные количества растворителя. Во второй серии опытов исследуемые соединения вводили ежедневно в/б в течение 14 дней в минимально эффективной дозе 2 мг/кг, FST проводили через сутки после последнего введения соединений.
Для характеристики поведения мышей в FST оценивали общее время иммобилизации (ИМ) и индекс деп-рессивности (ИД) - отношение числа коротких периодов иммобилизации к количеству периодов активного плавания. Ход эксперимента записывали на цифровую видеокамеру, визуальную оценку поведения животных проводили с использованием компьютерной программы “BrainTest” (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2008610170).
Влияние тиетан-1,1-диоксидов на эмоциональную тревожность и двигательную активность изучали в тесте “открытое поле” [1, 2] через 30 мин после в/б введения соединений в дозе 2 и 20 мг/кг. Индивидуальное поведение животных рассматривали как комплекс дискретных поведенческих актов и поз: “перемещение”, “обнюхивание”, “вертикальная стойка”, “груминг”, “движение на месте”, “норка”, “стойка с упором”, “сидит”. Рассчитывали объем или долю каждого паттерна среди других поведенческих элементов, вероятность перехода из одного состояния во все возможные другие. В качестве интегральных критериев оценивали нормальность поведения, ориентировочно-исследовательскую активность и эмоциональную тревожность.
Среднюю эффективную (ED50) и среднюю летальную (LD50) дозы соединений определяли по методу Личфил-да-Уилкоксона при однократном в/б введении [8].
Кумуляцию определяли по методу R.K. Lim [7]. Вещества вводили в/б ежедневно в возрастающих дозах в течение 24 суток. Дозы рассчитывались, исходя из среднесмертельных доз, полученных при определении острой токсичности.
Статистическую обработку данных проводили с помощью программы “Statistica 6.0” (“StatSoft”, USA): для описания вариационных рядов использовали медиану (Ме) и квартили, для сравнения - Н-критерий Крускала-Уоллиса, U-критерий Манна-Уитни и Q-критерий Данна [4]. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимался равным 0,05.
Результаты и обсуждение
Н14, Н40 и Н69 при однократном введении в дозе 2 мг/кг статистически значимо уменьшали как продолжительность ИМ (на 30-50%), так и ИД (на 26-38%). В дозе 20 мг/кг антидепрессивный эффект проявляли только Н14 (ИМ и ИД уменьшились на 22 и 41% соответственно) и Н69 (ИД - на 24%). Флуоксетин в дозе 10 мг/кг при однократном введении уменьшал ИМ и ИД на 54 и 24%
соответственно, что сопоставимо с эффектами исследуемых соединений (рис. 1, 2).
Хорошо известным фактом является наличие латентного периода в действии антидепрессантов: улучшение состояния больных депрессией наблюдается только через 2-4 недели после начала терапии, поэтому исследование эффектов потенциальных антидепрессантов при длительном введении является обязательным этапом их изучения.
После 14-дневного введения соединений у животных, получавших Н14 и Н69, сохранялась четкая тенденция к уменьшению продолжительности иммобилизации, тогда как Н40 не оказывал влияния на этот показатель (рис. 1). Однако при этом ИД достоверно уменьшался на 48-51% во всех группах, получавших тиетан-1,1-диокси-ды (рис. 2). По нашим результатам, ИД как биоритмологический показатель, характеризующий структуру плавания в FST, является более чувствительным к антидепрес-сивному эффекту, чем продолжительность иммобилизации, что согласуется с данными Е.В. Щетинина и др. (1989).
Интересно отметить, что ИД у контрольной группы животных в остром опыте составил 1,42; а при двухнедельном введении увеличился в 1,6 раза (рис. 2), хотя продолжительность иммобилизации практически не изменилась. Вероятно, увеличение ИД связано с инъекционным стрессом и хэндлингом (взятием животного в руки), поскольку известно, что хронический мягкий стресс способен вызвать депрессивноподобное состояние [11]. Все исследуемые соединения в хроническом опыте уменьшали ИД до уровня контроля-1, получавшего однократную инъекцию растворителя, что может свидетельствовать об их способности устранять стресс-ин-дуцированное депрессивноподобное состояние.
Учитывая тот факт, что обязательным этапом исследования антидепрессантов является изучение их способности влиять на ориентировочно-исследовательскую активность и эмоциональную тревожность, соединения были изучены в тесте “открытое поле”. Обнаружено, что ни одно из них статистически значимо не изменяло количество поведенческих элементов “обнюхивание”, “перемещение”, “норка”, а, следовательно, не влияло на ориентировочно-исследовательскую активность. Эмоциональная тревожность у мышей также сохранялась на уровне контроля. Графический анализ структуры индивидуального поведения подтверждает отсутствие существенных различий в стрессовой реакции экспериментальных животных (рис. 3). Таким образом, производные тиетан-
1,1-диоксида в дозах, вызывающих антидепрессивный эффект, не оказывали седативного или психостимулирующего эффекта, не проявляли способности снижать эмоциональную тревожность или увеличивать двигательную активность.
Острую токсичность Н14, Н40, Н69 изучали при в/б введении мышам-самцам в диапазоне доз от 100 до 2000 мг/кг. Гибель животных регистрировали в течение 2 недель. Установлено, что LD50 Н14, Н40, Н69 составили 504, 1100 и 148 мг/кг соответственно.
По классификации К.К. Сидорова (1977), Н14 и Н69 были отнесены к IV классу опасности (малотоксичные),
Рис. 1. Влияние НИ, Н40, Н69 на продолжительность иммобилизации в тесте принудительного плавания при однократном и 14-кратном введении. Представлены: медиана, межквартильный интервал, максимальное и минимальное значения; * - различия статистически значимы по сравнению с контрольной группой 1 (однократное введение)
g о D Median
£ £* I 125%-75%
-в- ЗП Min-Max
группа
Рис. 2. Влияние НИ, Н40, Н69 на индекс депрессивности в тесте принудительного плавания при однократном и 14-кратном введении. Представлены медиана, межквартильный интервал, максимальное и минимальное значения; * - различия статистически значимы по сравнению с контрольной группой 1 (однократное введение); ** - различия статистически значимы по сравнению с контрольной группой 2 (14-дневное введение)
а Н40 - к практически нетоксичным соединениям (V класс опасности), тогда как флуоксетин - умеренно токсичное вещество (Ш50 87 мг/кг). Ш50 Н14, Н69, Н40 меньше Ш50 флуоксетина соответственно в 5,8; 1,7 и 12,6 раза. Для оценки профиля безопасности изучаемых тие-тан-1,1-диоксидов были выполнены эксперименты для расчета ББ50 и терапевтического индекса (ТИ). Соединения вводили в/б в диапазоне доз от 0,2 до 40 мг/кг, спустя сутки проводили Б8Т (таблица). Обнаружено, что по ББ50 соединения сопоставимы с флуоксетином, а по ТИ
- превосходят его в 1,7-13,6 раза (таблица).
Для характеристики профиля безопасности антидепрессантов крайне необходимым является определение способности веществ к кумуляции. При изучении кумуляции соединений суммарная доза тиетан-1,1-диоксидов, полученная животными за 24 дня, составила 8,24 Ш50. В течение этого времени гибели мышей не отмечалось, что свидетельствует об отсутствии кумуляции у исследуемых соединений. Таким образом, новые производные тиетан-
1,1-диоксида при равной антидепрессивной активности имеют более высокий, чем у флуоксетина профиль безопасности.
Выводы
1. Новые производные тиетан-1,1-диоксида проявляют антидепрессивную активность, сравнимую с флуок-сетином при однократном и 2-недельном введении.
2. Исследуемые соединения в дозах, вызывающих анти-депрессивный эффект, не влияют на эмоциональную тревожность и двигательную активность в тесте “открытое поле”.
3. Н14, Н69 при в/б введении мышам-самцам относятся к малотоксичным соединениям, а Н40 - к практически нетоксичным и выгодно отличаются от флуоксе-тина большей безопасностью.
Литература
1. Атрошенко О.Н., Лосев А.С., Садыков Р.Ф. Влияние бемети-ла, этомерзола и тиетазола на индивидуальное поведение мышей // Здравоохранение Башкортостана. - 1999. - № 4.
- С. 53-58.
2. Вальдман А.В., Пошивалов В.П. Фармакологическая регуляция внутривидового поведения. - М. : Медицина, 1984. -208 с.
3. Габидуллин Р.А. Поиск новых антидепрессантов в ряду производных 1,2,4-триазола и тиетан-1,1-диоксида : автореф. дис. ... канд. мед. наук. - Уфа : ГОУ ВПО БГМУ Росздрава, 2009. - 23 с.
4. Гланц С. Медико-биологическая статистика / пер. с англ. -М. : Практика, 1999. - 459 с.
5. Щетинин Е.В., Батурин В.А., Арушанян Э.Б. и др. Биоритмологический подход к оценке принудительного плавания как экспериментальной модели “депрессивного” состояния // Журнал высшей нервной деятельности. - 1989. - № 5. -С. 958-964.
6. Kupfer D. Charney D. Difficult-to-treat depression // Biol. Psychiatry. - 2003. - Vol. 53, No. 8. - Р 633-634.
7. Lim R.K., Rink K.G., Glass H.G. et al. A method for the evaluation of cumulation and tolerance by the determination of acute and subchronic median effective doses // Arch. Int. Pharmacodyn
Рис. 3. Влияние Н14, Н40 и Н69 в дозах 2 и 20 мг/кг на индивидуальное поведение мышей в тесте “открытое поле”. ЭТ - эмоциональная тревожность, ОИА - ориентировочно-исследовательская активность. Данные приведены в процентах от значений контроля
Таблица
Некоторые параметры токсичности и безопасности новых производных тиетан-1,1-диоксида и флуоксетина
Соединения LD50, мг/кг ED50, мг/кг Терапевтический индекс
Н14 504 6 84
Н69 148 10 15
Н40 1100 9 122
Флуоксетин 87 10 9
Ther. - 1961. - Vol. 130. - P. 336-353.
8. Litchfield J.T., Wilcoxon F.T. A simplified method of evaluating dose-effect experiments // J. Pharmacol. Exp. Ther. - 1949. -Vol. 96, No.2. - P 99-113.
9. The global burden of disease / C.J.L. Murray, A.D. Lopez (eds). -Cambridge MA : Harvard University Press, 1996. - Vol. 1. - P. 21.
10. Porsolt R.D., Bertin A., Jalfre M. Behavioral despair in mice: a primary screening test for antidepressants // Arch. Int.
Pharmacodyn. Ther. - 1977. - Vol. 229, No. 2. - Р. 327-336.
11. Strekalova Т, Spanagel R., Bartsch D. Stress-induced anhedonia in mice is associated with deficits in forced swimming and exploration // Neuropsychopharmacology. - 2004. - Vol. 29. No. 11. - P. 2007-2017.
Поступила 29.09.2010
