CC BY
111
УДК 612.273+615.2
ИЗУЧЕНИЕ АНТИГИПОКСИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ НОВЫХ МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Н.П. Катунина, Е.Н. Стратиенко, О.В. Кухарева, Ф.Н. Цеева, И.М. Гнеушев
Среди 12 новых физиологически совместимых антиоксидантов (ФСАО) выявлено комплексное соединение меди под шифром nQ-1032, которое в условиях воздействия острой гипоксии по широте эффективных доз (1, 5, 10, 25, 50 и 100 мг/кг) и степени антигипоксической активности (увеличение продолжительности жизни мышей на 22-113%) превосходит другие испытанные вещества, а также известные антигипоксанты эмоксипин, этомерзол, мексидол, нооглютил, натрия оксибутират. nQ-1032 рекомендуется для дальнейшего более глубокого изучения и возможного применения в клинике в качестве антигипоксического средства.
Ключевые слова: гипоксия, антигипоксант, физиологически совместимый антиоксидант.
Одной из задач современной экспериментальной и клинической фармакологии является поиск лекарственных средств, повышающих продолжительность жизни и выживаемость человека в условиях острой гипоксии.
В клинике гипоксия редко является этиотропным фактором. Чаще она осложняет течение основного заболевания систем транспорта кислорода (сердечно-сосудистая, дыхательная недостаточность и др.) и сочетается с нарушением регуляторных функций и включением типовых и специфических патологических реакций. Явления гипоксии сопровождают самые различные патологические состояния, которые встречаются при заболеваниях сердечно-сосудистой системы, дыхательного аппарата, а также при некоторых инфекционных болезнях и острых отравлениях [4, 8].
Локальные нарушения энергетического обмена, сопровождающиеся кислородным голоданием клеток и тканей, отмечены при травме мозга, послеоперационном парезе и параличе кишечника, менингоэнцефалитах, воздействии чрезмерной интенсивности. Специфическую группу гипоксических состояний составляет ишемия различных органов: мозга, сердца, легких, почек, печени, плода [9].
В последнее время интерес врачей к гипоксии возрос в связи с промышленным загрязнением среды, высотными полетами, освоением глубин Мирового океана, высокогорных районов и космоса. В связи с этим проблема повышения устойчивости человека к гипоксии приобретает особую значимость для морской, авиационной и космической медицины.
В настоящее время для обеспечения выживаемости человека при действии гипоксии используют в основном индивидуальные средства защиты, тренировки. Однако поддержание жизнедеятельности на достаточно высоком уровне в условиях гипоксии с помощью лекарственных средств специфического действия имеет ряд преимуществ. В зависимости от возникающей ситуации возможно их применение как с профилактической, так и с лечебной целью. В настоящее время арсенал лекарственных средств подобного спектра действия не полностью отвечает требованиям практической медицины. Поэтому поиск новых химических соединений и разработка на их основе лекарственных препаратов, быстро и адекватно повышающих продолжительность жизни и выживаемость в условиях острой гипоксии, является актуальной проблемой экспериментальной и клинической фармакологии.
Интересными и перспективными в плане поиска новых химических соединений для повышения продолжительности жизни в условиях острой гипоксии являются металлсодержащие антиоксиданты, синтезированные доктором химических наук Э.А. Парфеновым в Российском онкологическом научном центре РАМН [6]. Установлено, что ряд медьсодержащих антиоксидантов обладают антигипоксической, противовоспалительной, противоопухолевой, бронходилаторной, противоаллергической, гастропротективной и актопротекторной активностью [2, 3, 7]. Однако антигипоксическая активность многих новых
металлосодержащих антиоксидантов в эксперименте не исследована.
Целью нашего исследования являлся поиск и изучение новых антигипоксических средств среди металлосодержащих антиоксидантов.
Опыты выполнены на 1166 белых мышах-самцах линии SHR (20-26 г) полученных из питомника Научного центра биомедицинских технологий РАМН (п. Андреевка Московской области). Исследования проводили в соответствии с «Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных» (1985) и Правилами лабораторной практики в Российской Федерации (приказ МЗ РФ № 267 от 19.06.2003 г.).
В качестве перспективных химических соединений для поиска лекарственных средств, обладающих антигипоксическим действием в условиях острой гипоксии, было исследовано 12 медьсодержащих антиоксидантов под шифром nQ-. В качестве лекарственных средств сравнения было взято 5 препаратов, обладающих антигипоксическими и/или антиоксидантными свойствами (натрия оксибутират, этомерзол, эмоксипин, мексидол и нооглютил).
Исследованные химические соединения растворяли в дистиллированной воде и вводили внутрибрюшинно в дозах 0,5-100 мг/кг за 1 ч до воздействия экстремального фактора. Препараты сравнения вводили тем же путем в дозах 25, 50 и 100 мг/кг. Животным контрольной группы в тот же срок и тем же путем вводили равный объем дистиллированной воды.
Антигипоксическую активность оценивали в нескольких моделях острой гипоксии в соответствии с «Методическими рекомендациями по экспериментальному изучению препаратов, предлагаемых для клинического изучения в качестве антигипоксических средств» под редакцией Л.Д. Лукьяновой (1990), одобренных Фармакологическим комитетом МЗ СССР [5]. Острую гемическую гипоксию (ОГеГ) создавали введением под кожу натрия нитрита в дозе 400 мг/кг (ЛДш). Острую гипоксию с гиперкапнией (ОГсГк) у мышей вызывали помещением каждого животного в аптечный штанглаз из прозрачного стекла с притертой стеклянной пробкой объемом 250 мл. Острую гистотоксическую гипоксию (ОГтГ) моделировали введением под кожу спины 0,2% раствор натрия нитропруссида в дозе 20 мг/кг. Острую гипобарическую гипоксию (ОГбГ) вызывали в соответствии с методическими рекомендациями О.Н. Атрошенко и Е.Н. Стратиенко (1995) в электровакуумной печи «Вита», путем «поднятия» животных на «высоту» 10000 м со средней скоростью 50 м/с [1]. Антигипоксическое действие исследуемых веществ оценивали по продолжительности жизни животных в минутах.
Статистическую обработку цифровых данных опытов проводили с помощью пакета стандартных компьютерных программ STATISTICA for Windows 6.0. Объем выборки составлял 8-12 животных для каждой группы.
Установлено, что новые комплексные соединения меди оказывали неоднозначное влияние на продолжительность жизни мышей в условиях острой гипоксии. Эти результаты зависели от модели острой гипоксии, химического соединения и дозы (таблица).
Показано, что на модели ОГсГк среди 12 исследованных новых ФСАО 6 веществ увеличивали, 5 - не изменяли, и 1 уменьшало время жизни мышей. Степень выраженности антигипоксического действия и широта эффективных доз были больше у tcQ-1032. Так, при введении этого вещества продолжительность жизни мышей по сравнению с контролем достоверно увеличивалась в четырех дозах (10, 25, 50 и 100 мг/кг) на 23, 34, 32 и 23%. tcQ-1022 и tcQ-1036 оказывали сходный антигипоксический эффект в условиях ОГсГк в трех дозах. Так, tcQ-1022 в дозах 25, 50 и 100 мг/кг повышало продолжительность жизни мышей соответственно на 17, 26 и 27%, а tcQ-1036 в дозах 10, 25 и 50 мг/кг - соответственно на 23, 32 и 19%. tcQ-1034 в тех же условиях опыта повышало резистентность мышей к действию острой гипоксии в двух дозах (25 и 50 мг/кг) на 29 и 23%, а tcQ-1021 и tcQ-1038 - только в одной: соответственно 50 мг/кг - на 27% и 25 мг/кг - 15%. Среди лекарственных средств сравнения наиболее эффективным в условиях ОГсГк оказался нооглютил, который в дозах 25,
50 и 100 мг/кг увеличивал продолжительность жизни мышей на 11, 22 и 36% соответственно.
Таблица
Сравнительное влияние комплексных соединений меди и лекарственных средств
сравнения на продолжительность жизни мышей при различных моделях гипоксии
№ п/п Шифр Продолжительность жизни мышей
химического Доза, мг/кг (в % к контролю)
соединения ОГсГк ОГбГ ОГеГ ОГтГ
1 2 3 4 5 6 7
1 ^-1021 50 127 ± 3* - - -
2 ^-1022 25 117 ± 3* 159± 12* 102 ± 4 102 ± 9
3 ^-1022 50 126 ± 3* 170± 5* - -
4 ^-1022 100 127 ± 3* 215 ± 8* - -
5 ^-1032 10 123 ± 4* 138± 12* 126 ± 4* 110 ± 4
6 ^-1032 25 134 ± 3* 162 ± 6* 126 ± 5* 122 ± 3*
7 ^-1032 50 132 ± 5* 185± 13* 134 ± 6* 126 ± 2*
8 ^-1032 100 123 ± 4* 213 ± 6* 136 ± 6* 129 ± 2*
9 ^-1034 25 129 ± 5* 111 ± 13 96 ± 8 104 ± 5
10 ^-1034 50 123 ± 4* - - -
11 ^-1036 10 123 ± 3* 129 ± 9 101 ± 4 102 ± 5
12 ^-1036 25 132 ± 6* 131 ± 9 119 ± 7* 113 ± 5
13 ^-1036 50 119 ± 3* - 138 ± 4* 124 ± 2*
14 ^-1036 100 111 ± 3 - 137 ± 3* 103 ± 6
15 ^-1037 10 85 ± 4* 139 ± 17 94 ± 3 81 ± 9
16 ^-1037 25 84 ± 3* 119 ± 15 96 ± 6 79 ± 8*
17 ^-1038 25 115 ± 3* 104 ± 14 107 ± 9 103 ± 7
18 ^-1039 25 104 ± 5 93 ± 15 119 ± 4* 107 ± 4
19 ^-1040 25 106 ± 5 146± 13* 124 ± 5* 109 ± 4
20 ^-1040 50 - 179± 17* 126 ± 5* -
21 ^-1040 100 - 192 ± 9* 130 ± 5* -
22 Мексидол 25 93 ± 6 103 ± 8 101 ± 4 101 ± 5
23 Мексидол 50 108 ± 6 102 ± 11 102 ± 6 104 ± 4
24 Мексидол 100 124 ± 5* 95 ± 12 119 ± 3* 107 ± 5
25 Этомерзол 25 95 ± 8 97 ± 10 120 ± 3* 124 ± 2*
26 Этомерзол 50 97 ± 9 113 ± 6 134 ± 3* 111 ± 3*
27 Этомерзол 100 129 ± 3* 162 ± 9* 104 ± 2 97 ± 5
28 Эмоксипин 25 97 ± 5 98 ± 11 119 ± 4* 116 ± 4*
29 Эмоксипин 50 115 ± 5 102 ± 16 104 ± 6 104 ± 5
30 Эмоксипин 100 131 ± 4* 118 ± 14 99 ± 6 98 ± 4
31 Нооглютил 25 111 ± 3* 170 ± 6* 112 ± 5 108 ± 5
32 Нооглютил 50 122 ± 4* 138 ± 5* 122 ± 3* 112 ± 5
33 Нооглютил 100 136 ± 5* 135 ± 6* 126 ± 4* 121 ± 2*
34 Натрия оксибутират 25 99 ± 9 111 ± 13 100 ± 3 98 ± 4
35 Натрия оксибутират 50 106 ± 9 109 ± 15 121 ± 2* 101 ± 5
36 Натрия оксибутират 100 134 ± 4* 114 ± 12 126 ± 4* 104 ± 4
Примечание. В таблице символом (*) обозначены достоверные различия (Р<0,05) по сравнению с
контролем.
Мексидол, эмоксипин, этомерзол и натрия оксибутират в дозе 100 мг/кг оказывали положительный эффект на продолжительность жизни мышей, который составил соответственно 24, 31, 29 и 34%.
На модели ОГбГ установлено, что продолжительность жизни и выживаемость мышей увеличивали три из 12 веществ. Наибольшая широта эффективных доз и степень выраженности антигипоксической активности были у соединения под шифром лО-1032. Так, при его введении в дозах 10, 25, 50 и 100 мг/кг продолжительность жизни подопытных мышей увеличивалась соответственно на 38, 62, 85 и 113%. При инъекции лО-1032 в дозе 100 мг/кг доля выживших
мышей достоверно увеличивалась на 40%. nQ-1022 и nQ-1040 проявляли антигипоксическую активность в трех дозах, равных 25, 50 и 100 мг/кг При введении в этих дозах nQ-1022 продолжительность жизни мышей увеличивалась соответственно на 59, 70 и 115%, а под влиянием nQ-1040 - на 46, 79 и 92%. Из исследованных средств сравнения наиболее активным оказался нооглютил, проявляющий антигипоксическую активность в трех дозах (25, 50 и 100 мг/кг), увеличивая время жизни мышей на 70, 38 и 35%. При введении препарата дозе 25 мг/кг доля выживших мышей увеличивалась на 40%. Этомерзол был эффективен в дозе 100 мг/кг, под влиянием которого положительный эффект превышал контроль на 62%.
На модели ОГеГ антигипоксический эффект проявляли 4 из 12 соединений. Под влиянием tcQ-1032 продолжительность жизни мышей увеличивалась при введении четырех доз (10, 25, 50 и 100 мг/кг) соответственно на 26, 26, 34 и 36% по сравнению с контролем. tcQ-1036 и tcQ-1040 оказывали антигипоксический эффект в трех дозах, равных 25, 50 и 100 мг/кг. Этот эффект был сходным. Под влиянием nQ-1036 время жизни животных увеличивалось на 19, 38 и 37%, а при введении nQ-1040 - на 24, 26 и 30%. После инъекции tcQ-1039 время жизни мышей увеличивалось только под влиянием одной дозы, равной 25 мг/кг (на 19%). Натрия оксибутират и нооглютил оказывали противогипоксическое действие при ОГеГ в дозах 50 и 100 мг/кг, увеличивая продолжительность жизни мышей на одинаковую величину. Под влиянием этих доз натрия оксибутирата время жизни животных увеличивалось на 21 и 26%, а под влиянием нооглютила - на 22 и 26%. Этомерзол также оказывал противогипоксическое действие в двух дозах, равных 25 и 50 мг/кг, под влиянием которых время жизни мышей увеличивалась соответственно на 20 и 34%.
На модели ОГтГ 2 из 12 исследованных новых физиологически совместимых антиоксидантов увеличивали, девять - не изменяли, и одно уменьшало время жизни мышей. nQ-1032 оказывало противогипоксическую активность в трех дозах (25, 50 и 100 мг/кг), что проявлялось увеличением времени жизни мышей соответственно на 22, 26 и 29%. nQ-1036 увеличивало продолжительность жизни подопытных мышей в одной дозе (50 мг/кг) на 24%. В тех же условиях опыта при введении 25 и 50 мг/кг этомерзола продолжительность жизни подопытных животных была больше контроля на 24 и 11%, эмоксипина в дозе 25 мг/кг и нооглютила в дозе 100 мг/кг соответственно на 16 и 21%.
Таким образом, в работе исследована антигипоксическая активность 12 новых медьсодержащих антиоксидантов в 4 моделях экспериментальной гипоксии: острой гемической гипоксии, острой гистотоксической гипоксии, острой гипобарической гипоксии и острой гипоксии с гиперкапнией. Изучение и анализ результатов проведенных нами опытов свидетельствуют о том, что комплексное соединение меди под шифром nQ-1032 является эффективным корректором гипоксических состояний при четырех моделях острой гипоксии. Это соединение по широте эффективных доз и степени активности превосходит другие испытанные вещества, а также известные лекарственные средства сравнения, обладающие антигипоксическими и/или антиоксидантными свойствами мексидол, эмоксипин, этомерзол, нооглютил и натрия оксибутират.
There is a complex composition of cuprum, nQ-1032 in cipher, revealed among 12 new physiologically compatible antioxidants (PCAO). This composition with the range of effective doses (1, 5, 10, 25, 50, and 100 mg/kg) and the degree of antihypoxic activity (22-113% increase in the life interval of mice) considerably exceeds other studied substances and well-known antihypoxants Emoxipine, Etomerzolum, Mexidolum, Nooglutilum, Natrii oxibutyras under acute hypoxia. nQ-1032 may be recommended for further study and its possible application as an antihypoxant in clinics.
Key words: antihypoxic, hypoxia, antihypoxic, physiologically compatible antioxidants.
Список литературы
1. Атрошенко, О.Н. Сравнительное изучение влияния антигипоксантов и новых производных 3-оксипиридина на выживаемость белых мышей в условиях острой гипобарической гипоксии / О.Н. Атрошенко, Е.Н. Стратиенко // Фундаментальные
исследования как основа создания лекарственных средств: Сб. тез. I Росс. науч. общества фармакологов. - М., 1995. - с. 25.
2. Катунина, Н.П. Поиск антигипоксантов среди новых медьсодержащих производных никотиновой кислоты / Н.П. Катунина, М.П. Катунин, Э.А. Парфенов // Человек и лекарство. Тез. докл. XII Рос. нац. конгр. - М., 2005. - С. 761.
3. Катунина, Н.П. Влияние новых антигипоксантов на функцию центральной нервной системы / Н.П. Катунина, Н.Н. Самойлов, В.П. Галенко-Ярошевский, Е.Н. Стратиенко, М.П. Катунин // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 2007. - Т. 143, Прил. 3. - С. 127-128.
4. Лесиовская, Е.Е. Метапрот при экстремальных воздействиях / Е.Е. Лесиовская -СПб: «Полет», 2010. - 103 с.
5. Лукьянова, Л.Д. Методические рекомендации к экспериментальному изучению препаратов, предназначенных для клинического изучения в качестве антигипоксических средств / Л.Д. Лукьянова - М., 1990. - 18 с.
6. Парфёнов, Э.А. Физиологически совместимые антиоксиданты: Дис. ... д-ра хим. наук / Э.А. Парфёнов - М., 1999. - 48 с.
7. Цеева, Ф.Н. Изучение актопротекторной активности новых комплексных соединений меди: Автореф. ... канд. мед. наук / Ф.Н. Цеева - Смоленск, 2005. - 28 с.
8. Шабанов, П.Д. Клиническая фармакология метапрота (методические рекомендации для врачей) / П.Д. Шабанов - СПб.: ВМедА, 2010. - 96 с.
9. Шабанов, П.Д. Метаболические корректоры гипоксии / П.Д. Шабанов, И.В. Зарубина, В.Е. Новиков, В.Н. Цыган - СПб., 2010. - 960 с.
Об авторах
Катунина Н.П. - доцент кафедры физического воспитания и основ медицинских знаний ФГБОУ ВПО «Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского», доктор биологических наук, доцент. npkatunina@mail.ru
Стратиенко Е.Н. - профессор кафедры физического воспитания и основ медицинских знаний ФГБОУ ВПО «Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского», доктор медицинских наук, профессор.
Кухарева О.В. - доцент кафедры физического воспитания и основ медицинских знаний ФГБОУ ВПО «Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского», кандидат медицинских наук.
Цеева Ф.Н. - доцент кафедры физического воспитания и основ медицинских знаний ФГБОУ ВПО «Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского», кандидат медицинских наук.
Гнеушев И.М. - врач, ГАУЗ «Брянская городская больница №1».
