CC BY
89
Раздел II
КЛИНИКА И МЕТОДЫ ЛЕЧЕНИЯ. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА. НОВЫЕ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ФОРМЫ
УДК: 615.28 DOI: 10.12737/9069
СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ТОКСИЧНОСТИ И АНТИАРИТМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ НОВОГО
N-ЗАМЕЩЕННОГО ПРОИЗВОДНОГО БЕНЗАМИДА
Е.В. БЛИНОВА*, С.Я. СКАЧИЛОВА**, Д.С. БЛИНОВ*, Л.Н. СИНГХ*, Ю.Н. ЕЛИЗАРОВА*, А.И. МЕЛЕШКИН*, Е.А. ИВАНОВА*, Э.И. САЛЯМОВА*
*
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва», ул. Большевистская, 68, г. Саранск, Россия, 430005 Открытое акционерное общество «Всероссийский научный центр по безопасности биологически активных веществ», ул. Кирова, 23, г. Старая Купавна, Московская область, Россия, 123450
Аннотация. Перспективным направлением поиска современных антиаритмиков является создание веществ, способных подавлять фазу реполяризации потенциала действия клеток миокарда. В то же время известный отечественный представитель этой группы веществ нибентан обладает рядом нежелательных эффектов. Для их коррекции было создано соединение нибентана с L-глутаминовой кислотой в качестве аниона. В опытах на мышах установлено, что острая токсичность соединения - N-замещенного производного бензамида - рацемата нибентана с L-глутаминовой кислотой ниже острой токсичности структурного аналога нибентана при внутри-брюшинном введении в 1,6 раза. Исследуемое соединение в диапазоне доз от 1 до 5% от показателя DL50 подавляет воспроизведение аконитиновых нарушений ритма сердечной деятельности, что может служить доказательством способности соединения подавлять натриевые ионные токи через мембрану кардиомиоцитов. Соединение рацемата нибентана с L глутаминовой кислотой также обладает большей широтой терапевтического действия на аконитиновой модели аритмий у крыс. На модели транзиторных ишемических аритмий новое соединение нибентана при сопоставимой антиаритмической активности в дозах, составялющих 5 и 2,5% от показателя DL50, превосходит препарат сравнения по предотвращению формирования окклюзионных и реперфузионных фибрилляции желудочков в остром опыте на кошках. Работа выполнена при поддержке проекта (код проекта -2859), выполняемого ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарёва» в рамках Государственного задания и гранта РФФИ 1404-31104.
Ключевые слова: антиаритмик, аконитиновая аритмия, окклюзионные и реперфузионные аритмии, соединение нибентана, острая токсичность, активность.
A COMPARATIVE STUDY OF TOXICITY AND THE SCALE OF ACTIVITY OF NEW N-SUBSTITUTED BENZAMIDE DERIVATIVE
E.V. BLINOVA*, S.Ya. SKATCHILOVA**, D.S. BLINOV*, L.N. SINGKH*, Yu.N. ELIZAROVA*, А.1. MELESHKIN*, Е.А. IVANOVA*, E.I. SALYAMOVA*
*Mordovia State N.P. Ogarev University, st. Bolshevik, 68, Saransk, Russia, 430005 ** OJSC "Russian Research Center of Safety of Biologically Active Substances", st. Kirov, 23, Staraya Kupavna, Moscow region,
Russia, 123450
Abstract. A promising search direction of modern scientists, involved in antiarrhythmic researchs, is the creation of substances that can suppress the repolarization phase of the action potential of myocardial cells. At the same time, the well-known domestic representative of this group of substances - the Nibentan - has a number of undesirable effects. To correct for these effects, the chemical compound the Nibentan with L-glutamic acid as the anion was created. In experiments on mice, it was found that the acute toxicity of the compound is N-substituted Benzamide derivative - Racemate Nibentan with L-glutamic acid is below 1.6 times at the intra-peritoneal injection in comparison with the acute toxicity structural analogue the Nibentan. Studied chemical compound in the range of doses from 1 to 5 % from DL50 suppresses reproduction acontinued disturbances of cardiac rhythm, which may serve as evidence of the ability of compounds to
inhibit sodium ion currents through the membrane of cardiomyocytes. The compound of the Racemate Nibentan with L-glutamic acid also has a great therapeutic effect on aconitine arrhythmiac model in rats. On the model of transient ischemic arrhythmias a new compound Nibentan with comparable anti-arrhythmic activity in doses of 5 and 2.5 % from LD50, exceeds the reference product to prevent the formation of occlusion and reperfusion ventricular fibrillation in acute experience on cats. This work was supported by the project (project code - 2859) performed in Mordovia State N.P. Ogarev University under Government job and grant RFBR 14-04-31104.
Key words: antiarrhythmic medicine, aconitine arrhythmiac, occlusion and reperfusion arrhythmia, Nibentan compound, acute toxicity, activity.
Введение. Крупными многоцентровыми исследованиями, проведенными на рубеже ХХ-ХХ1 веков, была показана клиническая эффективность применения препаратов III класса (соталол, амиодарон) у больных, страдающих злокачественными желудочковыми аритмиями [11,12]. При этом основным электрофизиологическим механизмом фармакологического действия представителей данной группы антиаритмиков является увеличение продолжительности потенциала действия клеток рабочего миокарда и проводящей системы сердца за счет замедления фазы реполяризации, что приводит к увеличению рефрактерных периодов и является важным механизмом в устранении аритмий типа кругового движения (ге-е^егу)[3].
В нашей стране первым отечественным анти-аритмиком III класса стал препарат нибентан, синтезированный во ВНИХФИ [3]. Однако, обладая высокой антиаритмической активностью, нибентан не лишен типичных проаритмогенных эффектов препаратов III класса (хотя их вероятность оказалась меньше, чем у аналогов), в связи с чем, для его применения требуются условия специализированных кардиологических палат и блоков интенсивного наблюдения. Недостатком нибентана является также его токсичность, не позволившая создать таблетиро-ванную лекарственную форму и использовать его не только для купирования, но и для профилактики рецидивов нарушений ритма сердца [5].
В этой связи перспективным направлением повышения эффективности и безопасности применения антиаритимиков является химическая модификация фармакологически активных веществ, позволяющая нивелировать нежелательное действие последних. Одним из таких примеров является Ы-замещенное производное бензамида - соединение рацемата нибентана с остатком Ъ-глутаминовой кислоты, исследованию антиаритмической активности которого и посвящена настоящая работа.
Материалы и методы исследования. Исследование проведено на 120 белых мышах обоего пола весом 18-20 г и 24 белых крысах обоего пола весом 180-220 г, полученных из Филиала «Столбовая» ФГБУ НЦБМТ ФМБА, а также 24 беспородных кошках обоего пола весом 2800-4000 г, с соблюдением правил гуманного обращения с животными в соответствии с Приказом Минздравсоцразвития РФ от 23.08.2010 № 708н «Об утверждении правил лабораторной
практики» [6].
В работе изучена субстанция (синтез и производство ОАО «ВНЦ БАВ», Россия) структурного аналога нибентана - Ъ-глутамината-(К5)-нибентана (лабораторный шифр учреждения-разработчика - ЛХГ-01-14).
Острую токсичность соединений изучали при однократном внутрибрюшинном введении жидкой лекарственной формы ЛХГ-01-14, приготовленной ex tempore, белым лабораторным мышам. Показатель DL50 определяли с использованием пробит-анализа методом Миллера и Тейнтера [1].
Антиаритмическую активность ЛХГ-01-14 исследовали на следующих моделях нарушений ритма: 1) аконитиновой аритмии у крыс по Н.В. Кавериной и З.П. Сеновой [8]; при этом у наркотизированных тиопентал-натрием (40 мг/кг внутрибрюшинно) крыс моделировали предсердно-желудочковую аритмию внутривенной инъекцией нитрата аконитина (SIGMA, Швейцария) в дозе 40 мкг/кг; 2) ранней окк-люзионной и реперфузионной аритмии у наркотизированных (тиопентал-натрий, 40 мг/кг внутри-брюшинно) и переведенных на искусственную вентиляцию легких («Rodent Ventilator» Ugo Basil, Италия) кошек по Б.Г. Сторожук [8].
Стартовую дозу исследуемого вещества определяли из расчета 5% от показателя DL50, установленного для мышей, с учетом правил межвидового переноса доз [8]. Производили непрерывную регистрацию ЭКГ с помощью электрокардиографа ЭКТ-02 (Россия). Оценку тяжести нарушений ритма проводили по M.J.A. Walker и соавт. [13].
Во всех экспериментальных моделях в качестве препарата сравнения использовали структурный аналог испытуемого соединения - нибентан (субстанция, ОАО «ВНЦ БАВ», Россия). Режим дозирования препарата сравнения соответствовал таковому для исследуемого соединения.
Результаты исследования подвергались статистической обработке с использованием стандартных статистических пакетов программ «Excel», «Statistics 5,5» для Windows XP. Достоверность изменений изучаемых параметров оценивали с помощью непараметрического критерия «хи-квадрат» и методом t-критерия Стьюдента для зависимых и независимых выборок [4,7].
Результаты и их обсуждение. Острая токсичность лекарственных средств является одним из основных параметров, характеризующих их безопас-
ность. Показатель БЪбо при внутрибрюшинном введении мышам для ЛХТ-01-14 составил в среднем 80,8±7,2 (доверительный интервал от 70,9 до 90,8) мг/кг, что выше БЪбо нибентана (50,2±3,4 мг/кг, р=0,012), и позволяет отнести изученное вещество к 3 классу токсичности по ГОСТ 12.1.007 - 76 - классу умеренно-токсичных лекарственных веществ [2], токсичность которых расположена в диапазоне от 401250 мг/кг.
С целью определения способности изученного соединения модифицировать ионное проведение по натриевым каналам изучили антиаритмическую активность ЛХТ-01-14 в сравнении с нибентаном на модели аконитиновой аритмии у крыс (табл. 1). Данная модель, кроме того, позволяет судить о широте терапевтического действия представляемого соединения и его ближайшего аналога. О широте терапевтического действия судили по величине антиаритмического индекса, определяемого как отношение БЪ5о при внутрибрюшинном способе введения к ЭД50.
Таблица 1
Эффективность соединения рацемата нибентана ЛХТ-01-14 по предотвращению аконитиновой аритмии у крыс
Примечания: АИ - антиаритмический индекс, ЭД50 - доза, вызывающая развитие эффекта у 50% животных (расчетная величина), * - доза рассчитана с учетом правил межвидового переноса доз [10]
Проведенный эксперимент показал, что соединение рацемата нибентана с Ъ-глутаминовой кислотой эффективно предотвращает формирование предсердной аритмии, вызванной внутривенным введением нитрата аконитина, следовательно, с высокой долей вероятности можно предположить, что веществу присуща способность модифицировать проводимость натриевых каналов [9]. При этом, значение антиаритмического индекса, рассчитанного для ЛХТ-01-14, превосходит таковой нибентана, следовательно, ЛХТ-01-14 обладает большей широтой терапевтического действия, чем сравниваемый аналог, что свидетельствует о большей его безопасности при сопоставимой активности.
В рамках исследования оценили эффективность профилактического внутривенного введения ЛХТ-01-14 и нибентана в условиях транзиторного ишемиче-ского и реперфузионного аритмогенеза, вызванного высокой перевязкой левой нисходящей коронарной
артерии и ее последующей реперфузии у кошек (табл. 2).
Таблица 2
Влияние соединения рацемата нибентана с Ь-глутаминовой кислотой на течение ранних окклюзионных и реперфузионных аритмий у кошек
Примечания: * - отличия от соответствующего контрольного значения достоверны при р<0,05 (критерий
«хи-квадрат» Пирсона); а - различия при сравнении с нибентаном в сопоставимой дозе достоверны при р<0,05 (критерий «хи-квадрат» Пирсона); ФЖ - фибрилляция желудочков
Введение исследуемого соединения в дозах 0,6 и 0,3 мг/кг (дозы пропорциональны 5 и 2,5% от показателя БЪ5о при внутрибрюшинном введении у мышей) позволило предотвратить ишемическую аритмию и ишемическую и реперфузионную фибрилляцию желудочков в 100% опытов (достоверно при сравнении с контролем при р<0,05) и достоверно снизить риск возникновения реперфузионной желудочковой аритмии - до 33%.
Таким образом, новое отечественное лекарственное вещество - соединение рацемата нибентана с Ъ-глутаминовой кислотой из группы Ы-замещенных производных бензамида - менее токсично, чем структурный предшественник, обладает большей широтой терапевтического действия, а по силе и длительности антиаритмического эффекта на модели транзиторного ишемического и реперфузионного аритмогенеза ЛХТ-01-14 сопоставим со своим структурным предшественником - нибентаном.
Исследование проведено при поддержке проекта (код проекта - 2859), выполняемого ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарёва» в рамках Государственного задания на оказание услуг (выполнения работ) и гранта РФФИ 14-04-31104.
Литература
1. Беленький М.Л. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта. Рига: Изд. АН ЛССР, 1963. 130 с.
2. Березовская И.В. Классификация химических веществ по параметрам острой токсичности
№ Исследуемое Доза, мг/кг (% от ЭЬьо)* Число животных ЭД50 АИ
п/п соединение в опыте без НРС
1 Контроль - 10 0 - -
2 Нибентан 1,15 (5) 10 8
3 Нибентан 0,46 (2) 10 4 0,68 73,5
4 Нибентан 0,23 (1) 10 1
5 ЛХТ-01-14 1,85 (5) 10 10
6 ЛХТ-01-14 0,74 (2) 10 6 0,45 179,5
7 ЛХТ-01-14 0,37 (1) 10 4
Условия опыта, доза, мг/кг Количество животных (%)
В опыте окклюзионная В опыте реперфузионная
аритмия ФЖ аритмия ФЖ
Контроль 10 10 (100%) 3 (30%) 7 7 (100%) 4 (65%)
Нибентан 0,4 мг/кг 6 0 (0%)* 0 (0%) 6 3 (50%)* 1 (17%)*
Нибентан 0,2 мг/кг 6 2 (33%)* 0 (0%) 6 4 (60%)* 2 (33%)*
ЛХТ-01-14 0,6 мг/кг 6 0 (0)* 0 (0%) 6 2 (33%) * 0 (0%)*
ЛХТ-01-14 0,3 мг/кг 6 0 (0) *а 0 (0%) 6 2 (33%) *а 0 (0%)*а
при парентеральных способах введения // Химико-фармацевтический журнал. 2003. Т. 37. №3. С. 32-34.
3. Первый оригинальный отечественный анти-аритмик III класса нибентан / Глушков Р.Г., Голицын С.П., Дородникова Е.В. [и др.] // Вестник РАМН. 1998. №4. С. 38-44.
4. Закс Л. Статистическое оценивание. М.: Статистика, 1976. 598 с.
5. Отечественные антиаритмические препараты III класса: от эксперимента до клиники / Майков Е.Б., Соколов С.Ф., Голицын С.П. [и др.] // Кардиологический вестник. 2010. Том 17. №1. С. 21-32.
6. Об утверждении правил лабораторной практики // Российская газета. 2010. Вып. 5319.
7. Хадарцев А.А., Яшин А.А., Еськов В.М., Агарков Н.М., Кобринский Б.А., Фролов М.В., Чухраев А.М., Гондарев С.Н., Хромушин В.А., Каменев Л.И., Валентинов Б.Г., Агаркова Д.И. Информационные технологии в медицине. Монография. Тула: Тул-ГУ, 2006. 272 с.
8. Экспериментальное изучение новых антиаритмических веществ: методические указания / Под. ред. чл.-корр. РАМН П.А. Галенко-Ярошевского. Краснодар: Изд-во «Просвещение-Юг», 2012. 98 с.
9. Юрявичус И.А., Розенштраух Л.В. Формирование эктопического возбуждения в сердце под действием аконитина. II генерация осциолляторных колебаний мембранного потенциала и тока // Кардиология. 1980. №8. С. 61-65.
10. Freireich E.J., Gehan E.A., Rail D.P. Quantitative comparison of toxicity of anticancer agents in mouse, rat, hamster, dog, monkey and man // Cancer chemoter. repl. 1966. Vol. 50. № 4. P. 219-244.
11. The CASCADE Study :Randomized antiarr-hythmic drug therapy in survivors of cardiac arrest in seattle // Am. J. Cardiol. 1993. Vol. 72. P. 32-52.
12. The ESVEM Trial: electrophysiolodgical study versus electrocardiographic monitoring for selection of antiarrhythmic therapy of ventricular tachyarrhytmias // Circulation. 1989. Vol. 79. P. 1345-1360.
13. Walker M.J.A., Curtis M.J., Hearse D.J. Lambeth convention Guide-lines for the study of arrhythmias in ischemia, infarction and reperfusion // Cardiovascular Research. 1988. Vol. 22. Р. 447-455.
References
1. Belen'kiy ML. Elementy kolichestvennoy otsenki farmakologicheskogo effekta. Riga: Izd. AN LSSR; 1963. Russian.
2. Berezovskaya IV. Klassifikatsiya khimicheskikh veshchestv po parametram ostroy toksichnosti pri pa-renteral'nykh sposobakh vvedeniya. Khimiko-farmatsevticheskiy zhurnal. 2003;37(3):32-4. Russian.
3. Glushkov RG, Golitsyn SP, Dorodnikova EV, et al. Pervyy original'nyy otechestvennyy antiaritmik III klassa nibentan. Vestnik RAMN. 1998;4:38-44. Russian.
4. Zaks L. Statisticheskoe otsenivanie. Moscow: Sta-tistika; 1976. Russian.
5. Maykov EB, Sokolov SF, Golitsyn SP, et al. Ote-chestvennye antiaritmicheskie preparaty III klassa: ot eksperimenta do kliniki. Kardiologicheskiy vestnik. 2010;17(1):21-32. Russian.
6. Ob utverzhdenii pravil laboratornoy praktiki. Rossiyskaya gazeta. 2010;5319. Russian.
7. Khadartsev AA, Yashin AA, Es'kov VM, Agar-kov NM, Kobrinskiy BA, Frolov MV, Chukhraev AM, Gondarev SN, Khromushin VA, Kamenev LI, Valenti-nov BG, Agarkova DI. Informatsionnye tekhnologii v meditsine. Monografiya. Tula: TulGU; 2006. Russian.
8. Eksperimental'noe izuchenie novykh antiaritmi-cheskikh veshchestv: metodicheskie ukazaniya / Pod. red. chl.-korr. RAMN P.A. Galenko-Yaroshevskogo. Krasnodar: Izd-vo «Prosveshchenie-Yug»; 2012. Russian.
9. Yuryavichus IA, Rozenshtraukh LV. Formirova-nie ektopicheskogo vozbuzhdeniya v serdtse pod deyst-viem akonitina. II generatsiya ostsiollyatornykh koleba-niy membrannogo potentsiala i toka. Kardiologiya. 1980;8:61-5. Russian.
10. Freireich EJ, Gehan EA, Rall DP. Quantitative comparison of toxicity of anticancer agents in mouse, rat, hamster, dog, monkey and man. Cancer chemoter. repl. 1966;50(4):219-44.
11. The CASCADE Study :Randomized antiarr-hythmic drug therapy in survivors of cardiac arrest in seattle. Am. J. Cardiol. 1993;72:32-52.
12. The ESVEM Trial: electrophysiolodgical study versus electrocardiograpbic monitoring for selection of antiarrhythmic therapy of ventricular tachyarrhytmias. Circulation. 1989;79:1345-60.
13. Walker MJA, Curtis MJ, Hearse DJ. Lambeth convention Guide-lines for the study of arrhythmias in ischemia, infarction and reperfusion. Cardiovascular Research. 1988;22:447-55.
