CC BY
85
Раздел II
КЛИНИКА И МЕТОДЫ ЛЕЧЕНИЯ. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА. НОВЫЕ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ФОРМЫ
УДК 615.31:547.857.4]:615.28
ПОИСК ВЕЩЕСТВ С АНТИМИКРОБНОЙ И ПРОТИВОГРИБКОВОЙ АКТИВНОСТЯМИ СРЕДИ НОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ
З-БЕНЗИЛКСАНТИНА
С.В. ЛЕВИЧ, Е.В. АЛЕКСАНДРОВА, А.С. ШКОДА, А.М. КАМЫШНЫЙ
Запорожский государственный медицинский университет, пр. Маяковского 26, г. Запорожье, Украина, 69035
Аннотация. Антимикробная терапия является весомым звеном современной медицинской и фармацевтической практики. Синтетические исследования с целью создания таких более эффективных препаратов проводятся среди различных классов органических веществ, а ключевым считается комбинирование в одной молекуле нескольких активных фрагментов.
В данном аспекте наше внимание привлекли производные ксантина, обладающие как широким спектром проявляемой активности, так и большой вариабельностью возможной химической модификации.
Объектами исследования послужили функциональные производные 3-бензил-8-метилксантинил-7-уксусной кислоты, синтезированные нами ранее. Целью работы было изучение их антибактериальных свойств на Escherichia coli, Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa и противогрибковой активности на Candida albicans .
В результате проведенных исследований было установлено, что наиболее активным по отношению к золотистому стафилококку оказалось вещество А-18, которое по этому показателю значительно превышало ампицилин. Соединения А-4, А-9, А-
11, А-13, А-19 по силе противостафилококкового действия не уступали ампицилину, а илиденгидразид А-16 и S-замещенные триазолилметилксантина А-22 и А-23 - превосходили его. Также было установлено, что гидразид А-3 и илиденгидразиды А-6, А-11 - А-14 и А-17 проявили фунгистатические свойства на уровне нистатина.
Ключевые слова: производные 3-бензилксантина, бактериостатическая активность, фунгистатическое действие
SEARCH OF COMPOUNDS WITH ANTIBACTERIAL AND ANTIFUNGAL ACTIVITIES AMONG NEW DERIVATIVES OF 3-
BENZYLXANTHINE
S.V. LEVICH, E.V. ALEKSANDROVA, A.S. SHKODA, A.M. KAMYSHNIY Zaporizhzhia State Medical University, Ukraine, 69035, Zaporizhzia, Mayakovsky aveny, 26
Abstract. Antimicrobial therapy is a significant element of modern medical and pharmaceutical practice. To create more effective medicines the researches are carried out among different classes of organic substances. One of the key strategies in this field is combination of several pharmacophores in a single molecule.
In this aspect, the authors' attention was attracted derivatives xantina, with a wide range of paid activity, and the large variability of the possibility of chemical modification.
Objects of the study were derivatives of 3-benzyl-8-methylxanthinyl-7-acetic acid, synthesized by authors' group previously. Antibacterial properties of these compounds were studied on Escherichia coli, Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa and antifungal activity on Candida albicans.
It was found that the most active against Staphylococcus aureus compound was substance A-18, which according to this indicator significantly exceeded the Ampicillin. Compounds A-4, A-9, A-11, A-13, A-19 by antistaphylococcal activity are not inferior to the Am-picillin. Ylidenhydrazide A-16 and S-substituted triazolylmethylxanthines A-22 and A-23 - surpassed it. It was also found that hydra-zide A-3, ylidenhydrazides A-6, A-11 - A-14 and A-17 showed fungistatic properties comparable to the Nystatin.
Key words: derivatives of 3-benzylxanthine, bacteriostatic activity, antifungal action.
Антимикробная терапия является весомым звеном современной медицинской практики. Большое количество разнообразных схем лечения используют широкий арсенал антибактериальных лекарственных стредств [3]. При лечении инфекционных заболеваний используются природные и полусинтетические антибиотики, а отдельные антибактериальные препараты получают путем целенаправленного химического синтеза [2]. Несмотря на высокую избирательность
действия, антибиотики вызывают ряд побочных эффектов: аллергические реакции, суперинфекции (дисбактериоз, ослабление иммунитета) и токсические явления (диспепсию, флебиты, нарушения функции печени, почек и др.) [6].
В связи с этим, а также с возникновением новых резистентных форм возбудителей инфекционного процесса, существенной проблемой современной медицины является дальнейшее усовершенствование терапии инфекционных
заболеваний путем внедрения в практику новых антибактериальных средств с иными механизмами действия.
Синтетические исследования с целью создания таких более эффективных препаратов проводятся среди различных классов органических веществ, а ключевым считается комбинирование в одной молекуле нескольких активных фрагментов [9]. Положительный эффект при этом достигается благодаря независимому влиянию различных групп на биологические мишени [11].
В данном аспекте наше внимание привлекли производные ксантина, обладающие как широким спектром проявляемой активности [1,10], так и большой вариабельностью возможной химической модификации. Введение отличного от метила заместителя в 3 положение ксантиново-го бицикла, что возможно только на стадии его построения, было первой задачей, решение которой представлено в нашей прошлой работе [7].
Объектами исследования послужили функциональные производные 3-бензил-8-метилксантинил-7-уксусной кислоты, синтезированные нами ранее [5].
Целью исследования было изучение антибактериальных свойств новых производных ксантина и установление некоторых закономерностей «структура - биологическая активность».
Материалы и методы исследования. Чувствительность микроорганизмов к исследуемым производным ксантина определяли согласно с методическими рекомендациями «Изучение специфической активности противомик-робных лекарственных средств» [4].
Исследование антимикробной активности производных ксантина проводили на коллекции индикаторных тест-штаммов микроорганизмов, полученных из баклаборато-рии ГУ "Запорожский ОЛЦГСЭСУ» («Запорожский областной лабораторный Центр Государственной СанитарноЭпидемиологической службы Украины»). Для первичного скриннинга новосинтезированых соединений использовали эталонные тест-культуры как граммположительных, так и граммотрицательных бактерий, которые принадлежат к различным по морфофизиологическим свойствам клинически значимым группам возбудителей инфекционных заболеваний: Escherichia coli (ATCC 25922) - кишечная палочка, Staphylococcus aureus (ATCC 25923) - золотистый стафилококк и Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853) - синегнойная палочка. Для изучения противогрибковой активности использовали дрожжеподобные грибы рода кандида - Candida albicans (ATCC 885-653).
Во время исследований готовили ряд двухкратных серийных разведений препарата в бульоне Мюллер-Хинтона в объеме 1 мл, после чего добавляли в каждую пробирку по
0,1 мл микробной взвеси (106 м.к./мл). Антимикробная и фунгистатическая активности оценивались по минимальной ингибирующей концентрации (МИК) - наименьшему количеству вещества, которое задерживало рост бактерий или грибов после выращивания.
В качестве растворителя для соединений в исследованиях использовали диметилсульфоксид, исходные растворы доводили до концентрации 1 мг/мл.
Результаты и их обсуждение. Благодаря проведенным исследованиям нами установлено, что 3-бензилксантинил-7-уксусная кислота (А-1) проявляет умеренную антимикробную активность (табл.).
Замена карбоксильного гидроксила, что показано на примерах пропилового эфира (А-2), гидразида (А-3) и N-фенилгидразинокарботиамида (А-4), привела к увеличе-
нию противостафилококковой активности, а введение гид-разидного фрагмента усиливало фунгистатическое действие и снижало антибактериальное по отношению к кишечной палочке.
Таблица
Антибактериальные и фунгистатические свойства производных 3-бензилксантина
Уединение Минимальная ингибирующая концентрация веществ в мкг/мл
Escherichia coli ATCC 25922 Staphylococcus Aureus ATCC 25923 Pseudomonas Aeruginosa ATCC 27853 Candida albicans ATCC 885-653
А-1 100 200 100 100
А-2 100 100 100 100
А-3 200 100 100 50
А-4 200 50 100 100
А-5 200 100 100 100
А-6 100 100 100 50
А-7 200 100 100 100
А-8 200 100 100 100
А-9 100 50 100 100
А-10 200 100 100 100
А-11 100 50 100 50
А-12 100 100 100 50
А-13 100 50 100 50
А-14 200 100 100 50
А-15 100 100 50 100
А-16 100 25 50 100
А-17 100 100 100 50
А-18 100 3,125 50 100
А-19 100 50 100 100
А-20 100 200 100 100
А-21 100 200 100 100
А-22 100 25 50 100
А-23 100 25 50 100
Ампициллин 12,5 50 25 -
Нистатин 200 100 100 50
Способность гидразида А-4 взаимодействовать с карбонильными соединениями сделала возможным внедрение в его структуру фармакофорных остатков, проявляющих про-тивомикробную активность. Так бензилиденгидразиды А-5 -А-14 показали различные бактерио- и фунгистатические свойства, а на силу и спектр их действия оказывали влияние заместители в ароматическом кольце, поскольку сам бензи-лилиденовый фрагмент (соединение А-5) снижал противогрибковую активность, не затрагивая антибактериальную.
Введение в пара-положение бензольного кольца бен-зилиденгидразида (А-5) таких электронодоноров, как атомы хлора (соединение А-7), брома (соедиенение А-8), а также метоксигруппы (соединение А-10) не изменяло в сравнении с веществом А-5 противомикробную активность по отношению ко всем штаммам, а включение в 4 положение метильной (соединение А-6) или диметиламиногрупп (соединение А-12) усиливало фунгистатическое действие (МИК - 50 мкг/мл) до уровня нистатина.
Минимальная ингибирующая концентрация по отношению к золотистому стафилококку вещества А-9 превышала соответствующие показатели исходных гидразида (А-3) и бензилиденгидразида (А-5) и составляла 50 мкг/мл. Данный результат может свидетельствовать о позитивном воздействии на противостафилакокковую активность гидроксильного радикала, комбинирование которого в одной структуре с метоксигруппой (соедиение А-11) увеличивало еще и противогрибковые свойства.
Замена атома водорода в орто- (соединение А-13) или пара- (соединение А-14) положениях на нитрогруппу усиливало фунгистатическую активность (МИК - 50 мкг/мл), а вещество А-13 показало еще и более выраженное противо-стафилакокковое действие (МИК - 50 мкг/мл).
Замещенные пиразолы обладают противомикробной
активностью, о чем свидетельствуют работы [8,14]. У полученных в результате введения этого гетероцикла производных ксантина А-15 и А-16 возросли бактериостатические свойства по отношению к Pseudomonas aeruginosa (МИК -50 мкг/мл), а илиденгидразид А-16 намного превышал по силе ингибирующих свойств Staphylococcus aureus (МИК -25 мкг/мл) кислоту А-1 (МИК - 200 мкг/мл), гидразид А-3 (МИК - 100 мкг/мл) и эталонный препарат ампицилин (МИК - 50 мкг/мл).
Присоединение к молекуле ксантина хлорхинолоно-вого фрагмента не привело к значительным изменениям активности, поскольку полученное соединение А-17 по своим биологическим свойствам практически не отличалось от соединения А-3.
Вещество А-18 содержащее в своей структуре остаток нитрофурана обладало наиболее выраженной противоста-филококковой активностью (ингибирование роста происходило при концентрации 3,125 мкг/мл) среди всех исследованных производных 3-бензилксантина и по силе действия превышало ампицилин. Введение нитрофенилфурано-вого фрагмента (соединение А-19) усиливало активность не столь значительно.
Согласно литературным данным [12,13] известно, что производные 1,2,4-триазола проявляют большой ряд биологических свойств, в том числе и антибактериальное. В связи с этим целесообразным было объедиение в одной молекуле ксантинового и триазольного гетероциклов. Однако, следует отметить, что показатели МИК по отношению ко всем штаммам полученного в результате 3-бензил-8-метил-7-[(4-фенил-5-тио-4Н-1,2,4-триазол-3-ил)метил] ксантина (А-20) находились на уровне исходной кислоты А-1, введение же по тиольной группе триазольного фрагмента остатка уксусной кислоты не вызвало изменений антибактериальных свойств (соединение А-21). К значительному усилению противомикробной активности привело включение в триазольный цикл пропилацетатного (вещество А-22) и фенацильного (вещество А-23) заместителей, минимальные ингибирующие концентрации полученных веществ по отношению к Staphylococcus aureus составляли 25 мкг/мл, а к Pseudomonas aeruginosa - 50 мкг/мл соответственно.
Таким образом, среди изученных веществ наиболее активным по отношению к золотистому стафилококку оказалось вещество А-18, которое по этому показателю значительно превышало ампицилин. Соединения А-4, А-9, А-11, А-13, А-19 по силе противостафилококкового действия не уступали ампицилину, а илиденгидразид А-16 и S-замещенные триазолилметилксантина А-22 и А-23 - превосходили его. Также было установлено, что гидразид А-3 и илиденгидразиды А-6, А-11 - А-14 и А-17 проявили фунги-статические свойства на уровне нистатина.
Выводы. В результате проведенных исследований бак-терио- и фунгистатической активностей производных ксантина было установлено, что соединение А-18 при МИК 3,125 мкг/мл подавляет рост золотистого стафилокока и по силе действия превышает ампицилин (МИК 50 мкг/мл), а дальнейшее проведение целенаправленного синтеза и изучение противомикробных свойств в ряду замещенных производных ксантина является перспективным направлением поиска потенциальных антибактериальных и противогрибковых лекарственных средств.
Литература
1. Киреев, И.В. Исследование антибактериальной и фунгистатической активности замещенных и аннелирован-
ных производных ксантина /И.В. Киреев// Вісник СумДУ, Серія Медицина.- 2009.- №1.- С. 22-29.
2. Машковский, М.Д. Лекарственные средства. 15-е изд. /М.Д. Маковский.- М.: Новая Волна, 2005.- 1200 с.
3. Слепцов, В.П. Антимикробные препараты в практической медицине: практическое руководство. - 3-е изд. / В.П. Слепцов.- Симферополь, 2009.- 459 с.
4. Волянський, Ю.Л. Методичні рекомендації «Вивчення специфічної активності протимікробних лікарських засобів» / Ю.Л. Волянський, І.С. Гриценко, В.П. Широбоков // ДФЦ МОЗ України.- Київ, 2004.- 38 с.
5. Левіч, С.В. Синтез та фізико-хімічні властивості S-заміщених похідних 3-бензил-8-метил-7-[(4-феніл-5-тіо-4H-1,2,4-тріазол-3-іл)метил]ксантину / С. В. Левіч, О. С. Шкода, К. В. Александрова // Актуальні питания фармацевтичної та медичної науки і практики.- 2013.- Т. 11.- № 1.- С. 54-58.
6. Посохова, К.А. Антибіотики (властивості, застосування, взаємодія): Навч. Посібник / К.А. Посохова, О.П. Вікторов.- Тернопіль: ТДМУ, 2005.- 296 с.
7. Шкода, О.С. 8-Заміщені 3-бензилксантину як перспективні сполуки для пошуку біологічно активних речовин / О.С. Шкода, С.В. Левіч, К.В. Александрова // Фармацевтичний часопис.- 2013.- Т. 25.- № 1. - С. 23-28.
8. Antiepileptic and antimicrobial activities of novel 1-(un substituted \substituted)-3,5-dimethyl-1H-pyrazole derivatives / P. Anandarajagopal [et al.] // Internation Journal of ChemTech Research.- 2010.- Vol. 2.- P. 45-49.
9. Bremner, J.B. Dual action-based aproaches to antibacterial agents / J. B. Bremner, J. I. Ambrus, S. Samosorn // Curent Medical Chemistry.- 2007.- Vol 14.- № 13.- P. 1459-1477.
10. Synthesis, Anti-bronchoconstrictive, and antibacterial activities of some new 8-substituted-1,3-dimethylxanthine derivatives / W.A. Elgaher [et al.] // Bull. Pharm. Sci., Assiut University.- 2009.- Vol. 32.- №1.- P. 153-187.
11. Design, synthesis and biological evaluation of oxazi-lidinone-quinolone hybrids / C. Hubschwerlen [et al.] // Bioora-ganic and Medicinal Chemistry.- 2003.- Vol. 11.- № 10.-P. 2313-2319.
12. Advances in synthetic aproach to and antifungal activity of triazoles / Kumari Shalini [et al.] // Beilstein J. Org. Chem.- 2011.- № 7.- Р. 668-677.
13. Synthesis and antimicrobial activities of some new triazolothiadiazoles bearing 4-methylthiobenzyl moiety /
D.J. Prasad [et al.] // European J. of Med. Chem.- 2009.- Vol 44.-№2.- P. 551-557.
14. Priyadarsini, P. Synthesis and antimicrobial activity of some novel pyrazoles / P. Priadarsini, B. Ujwala, C. Venkata Rao, V. Madhava Rao // Der Pharmacia Lettre.- 2012.- Vol. 4.-№ 4. - P. 1123-1128.
References
1. Kireev IV. Issledovanie antibakterial'noy i fungistati-cheskoy aktivnosti zameshchennykh i annelirovannykh proizvod-nykh ksantina. Vіsnik SumDU, Seriya Meditsina. 2009;1:22-9. Russian.
2. Mashkovskiy MD. Lekarstvennye sredstva. 5 izda-nie. Moscow: Novaya Volna; 2005. Russian.
3. Sleptsov VP. Antimikrobnye preparaty v prakticheskoy meditsine: prakticheskoe rukovodstvo. 3 izdanie. Simferopol; 2009. Russian.
4. Volyans'kiy YuL, Gritsenko IS, Shirobokov VP.
Metodichm rekomendatsn «Vivchennya spetsifkhnoi' aktivnosti protimіkrobnikh Hkars'kikh zasobrv». Kiev: DFTs MOZ
Ukrami; 2004. Russian.
5. Levich SV, Shkoda OS, Aleksandrova KV. Sintez ta fiziko-khimichni vlastivosti S-zamishchenikh pokhidnikh 3-benzil-8-metil-7-[(4-fenil-5-tio-4H-1,2,4-triazol-3-il)metil] ksan-tinu. Aktual'ni pitaniya farmatsevtichno'i ta medichno'i nauki i praktiki. 2013;11(1):54-8. Russian.
6. Posokhova KA, Viktorov OP. Antibiotiki (vlastivosti, zastosuvannya, vzaemodiya): Navch. posibnik. Ternopil': TDMU; 2005. Russian.
7. Shkoda OS, Levich SV, Aleksandrova KV. 8-Zamishcheni 3-benzilksantinu yak perspektivni spoluki dlya poshuku biologichno aktivnikh rechovin. Farmatsevtichniy chasopis. 2013;25(1):23-8. Russian.
8. Anandarajagopal K, Anbu Jeba Sunilson J, Illavarasu A, Thangavelpandian N, Kalirajan R. Antiepileptic and antimicrobial activities of novel 1-(unsubstituted \substituted)-3,5-dimethyl-1H-pyrazole derivatives. Internation Journal of ChemTech Research. 2010;2:45-9.
9. Bremner JB, Ambrus JI, Samosorn S. Dual action-based aproaches to antibacterial agentse. Curent Medical Chemistry.
2007;14(13):1459-77.
10. Elgaher WA, Hayallah AM, Salem OIA. Synthesis, Anti-bronchoconstrictive, and antibacterial activities of some new 8-substituted-1,3-dimethylxanthine derivatives. Bull. Pharm. Sci., Assiut University. 2009;32(1):153-87.
11. Hubschwerlen C., Specklin J-L, Sigwalt C. Design, synthesis and biological evaluation of oxazilidinone-quinolone hybrids. Biooraganic and Medicinal Chemistry. 2003;11(10): 2313-19.
12. Kumari Shalini, Nitin Kumar, Sushma Drabu. Advances in synthetic aproach to and antifungal activity of tri-azoles. Beilstein J. Org. Chem. 2011;7:668-77.
13. Prasad DJ, Ashok M, Karegoudar P, Poojary B, Holla BS, Kumari NS. Synthesis and antimicrobial activities of some new triazolothiadiazoles bearing 4-methylthiobenzyl moiety. European J. of Med. Chem. 2009;44(2):551-7.
14. Priadarsini P, Ujwala B, Venkata Rao C, Madhava Rao V. Synthesis and antimicrobial activity of some novel pyra-zoles. Der Pharmacia Lettre. 2012;4(4):1123-8.
УДК 612.017.1:616.155.34-055.2-097:377
ДИНАМИКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ИММУННОГО СТАТУСА СТУДЕНТОК МЕДИЦИНСКОГО КОЛЛЕДЖА А.М. АСЛОНЬЯНЦ*, П.В.НЕФЕДОВ**, Г.В.ИЛЬЧЕНКО*
*МАОУ ВПО «Краснодарский муниципальный медицинский институт высшего сестринского образования» ул. Комсомольская, 46, г. Краснодар, Россия, 350063, e-mail: [email protected] **ГБОУ ВПО КубГМУ Минздрава России, ул. Седина, 4, г. Краснодар, Россия, 350063, e-mail: [email protected]
Аннотация. Изучали состояние показателей системы иммунитета в динамике первого года обучения в медицинском колледже у девушек-студенток в возрасте 15-17 лет, признанных по результатам медицинского осмотра практически здоровыми. При характеристике состояния клеточного иммунитета было выявлено снижение иммунобиологической резистентности у практически здоровых студенток, проявляющееся ослаблением Т- и В-звена иммунитета с выраженной напряженностью в системе противовирусной защиты организма, о чем свидетельствует достоверное увеличение в периферической крови цитотокси-ческих Т-лимфоцитов [CD8(+)] и NK-клеток [CD16(+)] и снижение функциональной активности нейтрофильных гранулоцитов. Важно, что даже после отдыха на каникулах к началу нового учебного года эти показатели не достигли исходного уровня и оставались на статистически достоверном более низком уровне, хотя и наблюдалась некоторая тенденция к их нормализации.
Таким образом, можно предполагать, что выявленные изменения могут быть связаны с нарушением процессов адаптации студенток, вызванных перестройкой динамических стереотипов при переходе от школьного к среднему профессиональному образованию с непривычными по трудности учебными нагрузками, которые могут оказаться неадекватными функциональным возможностям растущего и развивающегося организма.
Ключевые слова: показания иммунного статуса, студентки, популяции лимфоцитов, иммуноглобулины, функциональная активность нейтрофилов.
DYNAMICS OF INDICATORS OF IMMUNE STATUS IN THE STUDENTS OF MEDICAL COLLEGE A.M. ASLONYANTS*, P.V.NEFEDOV**, G.V.ILCHENKO*
*Krasnodar Municipal Medical Institute of the Higher Sisterly Education, 350063, Russia, Krasnodar, Komsomolskaya Str., 46,
e-mail: [email protected] **The Kuban State University, 350063, Russia, Krasnodar, Sedina Str., 4. e-mail: [email protected]
Abstract. The authors studied the state of the indicators of the immune system in the dynamics of their first year in medical school at the female students aged 15-17 years, recognized the results of medical examination of apparently healthy. In characterizing the state of cell-mediated immunity it was revealed reduction of immune-biological resistance in healthy students, manifested by the weakening of T-and B-immunity with severe tensions in the anti-viral defense, as evidenced by the significant increase in the peripheral blood cytotoxic T lymphocytes [CD8 (+)] and NK-cells [CD16 (+)] and a decrease in the functional activity of neutrophilic granulocytes (NG). It is important that even after staying on vacation for the new academic year, these figures do not reach the initial level and remained statistically significant lower level, although there was some tendency to normalize.
Thus, the authors assume that the identified changes may involve a violation of the processes of adaptation of students caused by the restructuring of dynamic stereotypes in the transition from school to the secondary vocational education with unusual difficulties on training exercise, which may be inadequate functionality of a growing and developing organism.
