CC BY
22
МЕДИЦИНСКАЯ ХИМИЯ
ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ
Абдулладжанова Нодира Гуломжановна
д-р хим. наук, вед. научн. сотр. института Биоорганической химии АНРУз,
Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected]
Абдугафурова Дилноза Гулямовна
PhD по биол. наукам, ст. науч. сотр. института Биоорганической химии АН РУз,
Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected]
Якубова Рана Абдримовна
канд. биол. наук, ст. науч. сотр. института Биоорганической химии АН РУз,
Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected]
Назирова Эльмира Рахимбердиевна
канд. биол. наук, ст. науч. сотр. института Биоорганической химии АН РУз,
Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: nazir_el@mail. ru
Рахмонова Гулнора Гуломовна
мл. науч. сотр. института Биоорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: raxmonova-198 7@mail. ru
DEVELOPMENT OF RESEARCH METHODS FOR ANTI-INFLAMMATORY PHARMACOLOGICAL PREPARATIONS OF PLANT ORIGIN WITH POTENTIAL
GEROPROTECTIVE PROPERTIES
Nodira G. Abdullajanova
doctor of chemical Sciences, leading researcher at the Institute of Bioorganic chemistry of the Academy of Sciences
of Uzbekistan, Tashkent
Dilnoza G. Abdugafurova
PhD of biological Science, senior researcher at the Institute of Bioorganic chemistry of the Academy of Sciences
of Uzbekistan, Tashkent
Rana Ab. Yakubova
candidate of biological Science, senior researcher at the Institute of Bioorganic chemistry of the Academy of Sciences
of Uzbekistan, Tashkent
Elmira R. Nazirova
candidate of biological Science, senior researcher at the Institute of Bioorganic chemistry of the Academy of Sciences
of Uzbekistan, Tashkent
Библиографическое описание: Перспективы применения противовоспалительных фармакологических препаратов // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Абдулладжанова Н.Г. [и др.]. 2020. 12(78). URL:
https://7universum. com/ru/nature/archive/item/10920
Gulnora G. Rakhmonova
junior researcher
at the Institute of Bioorganic chemistry of the Academy of Sciences
of Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
Противовоспалительные фармакологические лекарственные вещества, разработанные на основе природных соединений растительного происхождения проявляют широкий спектр действия. Воспалительные процессы в организме могут стать балластом для возраст-ассоциированных заболеваний. Применение противовоспалительных фармакологических веществ, отобранных и направленных на лечение возраст-зависимых заболеваний на основе молекулярных механизмов старения позволят выявить геропротекторный потенциал противовоспалительной терапии по блокированию путей старения.
ABSTRACT
Anti-inflammatory pharmacological medicinal substances developed on the basis of natural compounds of plant origin exhibit a wide range of actions. Inflammatory processes in the body can become a ballast for age-related diseases. The use of anti-inflammatory pharmacological substances selected and directed to the treatment of age-dependent diseases based on the molecular mechanisms of aging will reveal the geroprotective potential of anti-inflammatory therapy to block the pathways of aging.
Ключевые слова: лекарственный препарат, воспаление, старение, патология.
Keywords: drug, inflammation, aging, pathology.
Введение. С возрастанием продолжительности жизни и увеличением доли людей старшего возраста в нашем обществе понимание того, что старение способствует постепенному развитию хронической патологии, становится приоритетным направлением здравоохранения Узбекистана. В борьбе со старением организма и возраст-зависимыми болезнями фармакологические лекарственные вещества, разработанные на основе природных соединений растительного происхождения проявляют широкий спектр воздействия. Применение противовоспалительных фармакологических препаратов требует проведения исследований по определению основных маркеров старения, механизмов возникновения процесса и его причин, а также разработку эффективных средств улучшения качества жизни человека. В исследованиях по изучению действий фармакологических препаратов, проводится отбор потенциальных препаратов-геропротекторов путем изучения механизмов действия лекарственных средств с большей вероятностью способных остановить или замедлить воспалительный процесс у пожилых людей. Проводимые исследования по изучению ранее разработанных противовоспалительных фармакологических препаратов, отобранных и направленных на лечение хронических возраст-зависимых заболеваний на основе молекулярных механизмов старения позволят выявить эффективность терапии для заболеваний, сформировавшихся на фоне процессов старения, и геропротекторный потенциал терапии по увеличению продолжительности жизни организма и блокированию путей старения.
Поиск молекулярных мишеней лекарственных средств, замедляющих старение организма определяет разработку технологий вмешательств в этот процесс и адресной доставки лекарственных средств к клеткам. Воздействие с помощью фармакологических субстанций на молекулярные мишени приведет
к остановке и блокированию механизмов, запускающих образование и накопление стареющих клеток. Для снижения подобных негативных последствий и увеличения устойчивости к окислительному стрессу, а также увеличения продолжительности жизни будут испытаны оригинальные лекарственные средства, обладающие выраженным противовоспалительным, антиоксидантным и мембраноста-билизирующим действием.
На основе изучения фармакологических свойств противовоспалительных препаратов предполагает проведение исследований по соответствию биологических эффектов противовоспалительных фармакологических препаратов критериям геропротекторов. Целью данной статьи является разработка методов исследования противовоспалительных фармакологических препаратов растительного происхождения с потенциальными геропротекторными свойствами.
Анализ литературных источников. Старение -это сложный биологический процесс, затрагивающий молекулярный, клеточный, тканевой, органный, системный, организменный уровни организма [1, 2]. Причинно-следственные связи и взаимодействия между процессами старения на всех уровнях накапливаются на платформе Aging Chart (http://agingchart.org/) [3]. Старение вызывает про-грессирование болезни и постепенное снижение физических и умственных функций. Из-за быстрого старения населения возрастает риск экономического коллапса в развитых странах [4]. Поэтому борьба со старением и профилактика заболеваний становятся приоритетной научной задачей.
Существует несколько различных теорий старения, каждая из которых фокусируется на аспекте, связанном со старением. Исторически важную роль сыграли теория самоотравления Мечникова [5], Теория свободных радикалов Хармана [6], теория стимулирующего действия умеренных стрессов (горме-зис) [7], теломерная гипотеза старения [8, 9], теория
воспаления [10]. В связи с этими представлениями изучаются геропротекторные свойства энтеросор-бентов [11], антиоксидантов [12], хорметинов [13], активаторов теломеразы [14] и противовоспалительных препаратов [15, 16].
Хотя открытие геропротекторов является популярным направлением биомедицины и более 200 соединений могут замедлить старение и увеличить продолжительность жизни животных моделей согласно данным базы данных Geroprotectors.org [17], геропротекторов очень мало. Причины могут быть связаны с отсутствием единой концепции механизмов старения, проблемой перевода результатов исследований геропротекторов с модельных организмов на человека, низким уровнем интереса со стороны крупных фармацевтических компаний, поскольку старение не имеет статуса заболевания [18].
К основным критериям отбора потенциальных геропротекторов относятся: улучшение молекулярных, клеточных и физиологических биомаркеров или замедление прогрессирования возрастных изменений этих маркеров; низкая терапевтическая доза геропротектора, на несколько порядков меньше токсической дозы; улучшение качества жизни; задерживание прогрессирования одного или нескольких возрастных расстройств; повышение устойчивости организма к неблагоприятным факторам внешней
Биомаркеры
среды. Соответствие вещества, по крайней мере, большинству из этих критериев позволяет утверждать, что мы имеем дело с кандидатом на геропро-тектор.
Владимир Анисимов выделяет несколько типов геропротекторов, используя в качестве критериев классификации наиболее признанные в то время теории старения: антиоксиданты, ингибиторы перекрестного связывания, нейротропные вещества, гормоны, противодиабетические средства, иммуномо-дуляторы, миметики ограничения калорий, энтеро-сорбентов, адаптогены, другие вещества и факторы [19].
Результаты анализа литературных источников. На основе рассмотрения литературных источников нами предусматриваются подходы к исследованию механизмов действия противовоспалительных фармакологических препаратов растительного происхождения с потенциальными геропротектор-ными свойствами. Ниже мы перечисляем процессы старения, их механизмы, перспективные методы, с помощью которых можно определять биомаркеры старения.
Преимуществом проведение скрининга является осуществление исследования на основе данного распределения механизмов старения и потенциальных мишеней.
Таблица 1.
старения
Процессы старения Механизмы Определение Биомаркеры
Возрастзависимый воспалительный процесс Снижение сопротивляемости организма вирусным и бактериальным инфекциям с возрастом Увеличение общего количества лейкоцитов Иммуномодулирующая активность
Системные механизмы старения Механизмы возраст-зависимого изменения работы систем репарации, возникновения дефектов ядер клеток, влияния соматического мутагенеза на работу клеток Слабые уровни дозозави-симого повреждения хромосом и увеличение среднего числа микроядерных клеток Генотоксичность
Окислительный стресс Возраст-зависимая регуляция воспалительных процессов Н202-индуцированное повреждение клеток Антиоксидантная активность
Апоптоз Каспазозависимый сигнальный путь, формирование стареющих клеток Регуляция гена Ген р53
В организме человека известны специфические пути старения, характерные для отдельных тканей и органов, приводящие к патологии тканей, органов, также организма в целом. Проводимые исследования ранее разработанных противовоспалительных фармакологических веществ, направленных на лечение возраст-зависимых заболеваний на основе молекулярных механизмов старения позволят выявить эффективность терапии для заболеваний, сформировавшихся на фоне процессов старения, и геропротектор-ного действия по увеличению продолжительности жизни организма и блокированию путей старения.
Все эти перспективные подходы могут быть применены для доказательства активности противоспали-тельных фармакологических препаратов как потенциальных геропротекторов. Применение эффективных противовоспалительных препаратов в качестве геропротекторов может способствовать увеличению продолжительности жизни и профилактике или улучшению состояния возрастных патологий, в том числе воспалительных процессов.
К данным противовоспалительным фармакологическим можно отнести Гетасан, Эуфорбин, Рутан, Пунитан, Госситан и Провидин, разработанные в
№ 12 (78)
институте Биоорганической химии АН Республики Узбекистан. Данные оригинальные лекарственные средства противовоспалительного, противогриппозного и противоинфекционного действия экстрагированы из различных органов местных представителей растительного мира, таких как герань кровянокрас-ная - Geranium sanguineum, Euphorbia ferganensis B.Fedtch, произрастающего на предгорьях Ферганской долины, сумах - Rhus coriaria, гранат - Punica granatum, виноград культурный - Vitis vinifera L., повсеместно произрастающих на территории Республики Узбекистан. Эти фармакологические средства стимулируют неспецифическую резистентность организма, гуморальный иммунитет, вызывают увеличение клеток костного мозга, массы и эклектичности лимфоузлов, тимуса и селезенки, не имеют побочного влияния на сердечно-сосудистую, дыхательную и центральную нервную систему. Выявленные свойства запатентованных фармакологических веществ создают возможность использования их в качестве препаратов-геропротекторов для лечения заболеваний, связанных с возрастом с целью предотвращения вирусного воспалительного эффекта даже при нейродегенеративных заболеваниях и улучшения качества жизни пожилых людей. На основе проведения исследований на основе вышеуказанных подходов приведенные противовоспалительные препараты могут быть изучены с целью расширения их спектра действия.
декабрь, 2020 г.
Заключение. Противовоспалительные фармакологические препараты на основе растительных полифенолов ассоциируются с геропротекторными свойствами. Изучение фармакологических свойств противовоспалительных препаратов предполагает проведение исследований по соответствию биологических эффектов противовоспалительных фармакологических препаратов критериям геропротекторов, включая первичные критерии (продляющие продолжительность жизни эффекты в модельных организмах, улучшение биомаркеров старения, низкая токсичность, минимальные побочные эффекты, улучшение качества жизни) и вторичные критерии (механизмы действия, эффектов на различных моделях, профилактика возрастных заболеваний). Кроме того, противовоспалительные фармакологические препараты потенциально могут быть перепрофилированы для борьбы со старением и предотвращения возрастных воспалительных состояний у человека. Все эти перспективные подходы могут быть применены для доказательства активности противовоспалительных фармакологических препаратов как потенциальных геропротекторов. Разработка и внедрение эффективных геропротекторных вмешательств может способствовать увеличению продолжительности жизни и профилактике или улучшению состояния возрастных патологий, в том числе воспалительных процессов.
Список литературы:
1. Zhavoronkov A., Cantor C.R. Methods for structuring scientific knowledge from many areas related to aging research. //PloS ONE. - 2011. - № 6(7). - e22597.
2. Moskalev A., Aliper A., Smit-McBride Z., Buzdin A., Zhavoronkov, A. Genetics and epigenetics of aging and longevity. //Cell Cycle. - 2014. - № 13(7). P. 1063-1077.
3. Moskalev A., Zhikrivetskaya S., Shaposhnikov M., Dobrovolskaya E., Gurinovich R., Kuryan O. Aging Chart: a community resource for rapid exploratory pathway analysis of age-related processes. //Nucleic Acids Research. -2016. - № 44. - Р.894-899.
4. Zhavoronkov A., Litovchenko M. Biomedical progress rates as new parameters for models of economic growth in developed countries. International journal of environmental research and public health. - 2013. - № 10. P. 5936-5952.
5. Metchnikoff E., Mitchell P.C. The prolongation of life: optimistic studies. //G.P. Putnam's Sons. New York and London. - 1910.
6. Harman D. Aging: a theory based on free radical and radiation chemistry. //Journal Gerontology. - 1956. - № 11. P. 298-300.
7. Neafsey P.J. Longevity hormesis. // Mechanisms of Ageing and Development. - 1990. - № 51(1). P. 1-31.
8. Olovnikov A.M. A theory of marginotomy. The incomplete copying of template margin in enzymic synthesis of polynucleotides and biological significance of the phenomenon. //Journal of theoretical biology. - 1973. - № 41(1). P. 181-190.
9. Harley C.B., Futcher A.B., Greider C.W. Telomeres shorten during ageing of human fibroblasts. // Nature - 1990. -№ 345(6274). - P. 458-460.
10. Franceschi C., Bonafe M. Centenarians as a model for healthy aging. //Biochem Soc Trans. - 2003. - № 31 (2). P. 457-461.
11. Popovich I.G. The influence of substances revealing geroprotective of spontaneous carcinogenesis in mice. // Advances in gerontology. Uspekhi gerontologii . - 2004. - № 14. - P. 105-113.
12. Sadowska-Bartosz I., Bartosz G. Effect of antioxidants supplementation on aging and longevity. //Hindawi Publishing Corporation BioMed Research International Volume. - 2014. - Article ID 404680. - P. 17.
13. Rattan S.I. Aging is not a disease: implications for intervention. //Aging and disease. - 2014. - № 5. P. 196-202.
14. Bernardes de Jesus B., Schneeberger K., Vera E., Tejera A., Harley C.B., Blasco M.A. The telomerase activator TA-65 elongates short telomeres and increases health span of adult/old mice without increasing cancer incidence. // Aging Cell. - 2011. - № 10. - P. 604-621.
15. He C., Tsuchiyama S.K., Nguyen Q.T., Plyusnina E.N., Terrill S.R., Sahibzada S. Enhanced longevity by ibuprofen, conserved in multiple species, occurs in yeast through inhibition of tryptophan import. //PLoS Genetics. - 2014. -№ 10 (12). - e1004860.
16. Moskalev A, Shaposhnikov M. Pharmacological inhibition of NF-kB prolongs lifespan of Drosophila melanogaster. // Aging (Albany NY). - 2011. - № 3. - P. 391-394.
17. Moskalev A., Chernyagina E., de Magalhaes J.P., Barardo D., Thoppil H., Shaposhnikov M. Geroprotectors.org: a new, structured and curated database of current therapeutic interventions in aging and age-related disease. // Aging (Albany NY). - 2015. - № 7. - P. 616-628.
18. Zhavoronkov A., Moskalev A. Editorial: Should We Treat Aging as a Disease? //Academic, Pharmaceutical, Healthcare Policy, and Pension Fund Perspectives. Front Genet. - 2016. - № 7. - P. 17.
19. Anisimov V.N. Life span extension and cancer risk: myths and reality. //Exp Gerontol. - 2001. - № 36. - P. 1101-1136.
