CC BY
923. Ray D.£. Organophosphorous esters: An evaluation of chronic neurotoxic effects. - Leicester, 1998. — 62 р.
24. Gamaley I.A., Klyubin I.V. // Int. Rev. Cytol, 1999. - V 188. - P. 203-255.
25. Ellman G.L. et al. // Biochem. Pharmacol., 1961. - V. 7. - P. 88-95.
26. Johnson M.K.//Biochem. J., 1969. - V. 111. -P. 487-495.
27. Досон Р. и др. / Справочник биохимика. -М.: Мир, 1991. - 544 c.
28. Деркачев Э.Ф. и др. // Способ исследования активации и агрегации тромбоцитов. Патент RU 2108579 C16 G01N 33/49, 1998. - Б.И. № 10 (II). - С. 298.
29. Mindukshev I. et al. // IOS Press Spectroscopy, 2005. - 19. - Р. 247-257.
30. Goncharov N. et al. //In:«Ecological Risks Associated with the Destruction of Chemical Weapons».
Eds.V. Kolodkin and W. Ruck — Netherlands: Springer, 2006. — P. 297-303.
31. Goncharov N.V. et al. // In: «Ekonomi-ka, logistika a ekologie v ozbrojenych silach III». Sbornik z mezinarodni vedecke konference. — Brno, 29-30.04.2003. — P. 63—70.
32. Ермолаева Е.Е. и др. // Материалы 1-го съезда врачей медико-профилактического профиля вооружённых сил Российской Федерации. — СПб., 2002. — С. 470-471.
33. СакаевМ.Р. Дис.... канд. биол. наук. — СПб.: СПбХФА, 2000. — 114 с.
34. Скопичев В.Г.и др. // Морфология, 2000. — Т. 117. — № 4. — С. 66-69.
35. Иванов К.П. Биологическое окисление и его обеспечение кислородом. — СПб.: Наука, 1993. — 272 с.
Материал поступил в редакцию 16.05.07.
Ye.Ye.Yermolayeva1, N.V.Goncharov1, A.S.Radilov1, L.M.Glashkina1, A.V.Kuznetsov1, I.V.Mindukshev2,
P.V.Avdonin3, I.A.Dobrylko1, V.R.Rembovskiy1
INHIBITION OF ESTERASE AND FUNCTIONAL ACTIVITY OF MACROPHAGES,TROMBOCYTES,
ENDOTHELIUM AT LOW EXPOSURE TO DIISOPROPYLFLUORO PHOSPHATE AND PHOSPHAKOL
'Research Institute of Hygiene, Occupational Pathology and Human Ecology, St.Petersburg 2I.M.Sechenov Research Institute of Evolutional Physiology and Biochemistry, Russian Academy of Sciences,
St. Petersburg
3N.K.Koltsov Research Institute of f Development Biology, Moscow
An attempt was made to determine contribution of circulatory hypoxia, a cellular chain of hemostasis and neurotoxiesterase to the response of organisms exposed to organophosphoric compounds at a low level. Diisopropylfluorophosphate inducing delayed neuropathy in humans and phosphakol (paraoxon) not having such an effect were studied in experiment. The following aspects were investigated: activity of esterase of cholinergic and non-cholinergic character in plasma, brain and thrombocytic fraction of blood; ability of peritoneal macrophages to generate oxygen active forms; aggregative activity of trombocytes; effect on the function of vessels endothelium. Data received show the development of non-specific resistance of the organism at chronic exposure to organophosphoric compounds. Along with it, qualitative and quantitative differences in the way of their action are evident at different stages of the process.
УДК 615.31:547.223
В.В.Зобов, А.В.Ланцова, А.В.Зобов, В.Д.Акамсин, И.В.Галяметдинова, А.С.Михайлов, С.М.Горбунов, В.С.Резник
ТОКСИЧНОСТЬ И ТЕРАПЕВТИЧЕСКАЯ ШИРОТА 1-[ю-(ЗАМЕЩЕННЫЙ БЕНЗИЛДИАЛКИЛАММОНИО)АЛКИЛ]-3,6-ДИМЕТИЛУРАЦИЛБРОМИДОВ
Институт органической и физической химии им. АЕ.Арбузова Казанского научного центра РАН
Ряд замещенных 1-(ю-диэтилбензиламмониоалкил)-3,6-диметилурацилбромидов с антихолинэстеразным типом действия «умеренно-/малотоксичны» в опытах на мышах и «малотоксичны/практически нетоксичны» в опытах на дафниях. В тестах «бег на третбане» и «вращающийся стержень» (мыши, в/б) вещества, у которых урацило-вый фрагмент удален от алкиламмониевого фрагмента на расстояние 5—8 метиленовых групп, более безопасны, чем прозерин и BW284c51.
Ключевые слова: ингибиторы ацетилхолинэстеразы, токсичность, терапевтическая широта.
Введение. Производное 6-метилурацила, со- ниевый фрагмент при ^-атоме пиримидиново-держащее ортонитробензилдиэтилпентиламмо- го цикла, проявляет очень высокую избиратель-
ность действия и необратимость связывания по отношению к ацетилхолинэстеразе, тогда как его ^-изомер является типичным обратимым ингибитором обеих холинэстераз [1, 2]. При этом оба изомера в тестах с функциональной нагрузкой на млекопитающих демонстрируют более высокие, чем у известных ингибиторов холинэстераз, значения «широты миорелаксантного (мышечнорасслабляющего) действия» или, иначе, «терапевтической широты» DL50/DE50 (около 20,0), а также более низкие значения токсичности (^50 более 50,0 мкМ) в отношении дафний [3] — наиболее чувствительного биообъекта экологической токсикологии [4, 5].
В продолжение исследований нами был изучен ряд новых ^-изомеров — замещенных 1-(ю-диэтилбензиламмониоалкил)-3,6-диметилура-цилбромидов (соединения 1-ХУ1) — на предмет выявления среди них веществ с высокими показателями как «фармакологической» (DL50/DE50), так и «экологической» (^50, дафнии) безопасности.
■Вг®
н,с
-N' =V
w
к.
соединения ¡-XV!
п = 4 (I, II), 5 (111-Х), 6 (Х1-Х111), 7 (XIV),
8 (XV, XVI).
Я = о^02 (I, II, УШ-Ы, ХШ^), т^02 (III), o-CN (IV, XII, XVI), m-CN (V), т-СН3 (VI), 3,4(-0СН20-) (УП»>).
Я1 = Я2 = СН3 (II), С2Н5 (I, III, ^-ГС, XI, XII, XIV-XVI).
Я1 = С2Н5, Я2 = СН2СН=СН2 (X); Я1 = С2Н5, Я2 = н-С16Н33 (XIII).
Я3 = Н (ЬУП», X-XVI), С1 (VIII), Вг (IX).
а) — анион С1-Химические названия изученных соединений: 1-[4-(диэтил-о-нитробензиламмонио)бутил]-
3,6-диметилурацилбромид (I), 1-[4-(диметил-о-нитробензиламмонио)бутил]-
3,6-диметилурацилбромид (II), 1-[5-(диэтил-т-нитробензиламмонио)пентил]-
3,6-диметилурацилбромид (III), 1-[5-(диэтил-о-цианбензиламмонио)пентил]-
3,6-диметилурацилбромид (IV), 1-[5-(диэтил-т-цианбензиламмонио)пентил]-
3,6-диметилурацилбромид (V), 1-[5-(диэтил-т-метилбензиламмонио)пентил]-
3,6-диметилурацилбромид (VI), 1-[5-(диэтил-3,4-метилендиоксибензиламмо-нио)пентил]-3,6-диметилурацилхлорид (VII),
1-[5-(диэтил-о-нитробензиламмонио)пентил]-
3,6-диметил-5-хлорурацилбромид (VIII), 1-[5-(диэтил-о-нитробензиламмонио)пентил]-
5-бром-3,6-диметилурацилбромид (IX), 1-[5-(аллил-о-нитробензилэтиламмонио)пен-
тил]-3,6-диметилурацилбромид (X), 1-[6-(диэтил-о-нитробензиламмонио)гексил]-
3,6-диметилурацилбромид (XI), 1-[6-(диэтил-о-цианбензиламмонио)гексил]-
3,6-диметилурацилбромид (XII), 1-[6-(о-нитробензилцетилэтиламмонио)гек-
сил]-3,6-диметилурацилбромид (XIII), 1-[7-(диэтил-о-нитробензиламмонио)гептил]-
3,6-диметилурацилбромид (XIV), 1-[8-(диэтил-о-нитробензиламмонио)октил]-
3,6-диметилурацилбромид (XV), 1-[8-(диэтил-о-цианбензиламмонио)октил]-3,6-диметилурацилбромид (XVI).
Материалы и методы исследования. Острую токсичность соединений при их внутрибрю-шинном (в/б) введении определяли на нелинейных белых мышах обоего пола массой 19±2 г, а также на лабораторной культуре дафний Daphnia magna Straus в возрасте 18±6 ч. Для установления среднесмертельной дозы DL50 (в мкмоль/кг) каждое соединение вводили 4 группам мышей (по 10 мышей на каждую дозу; n = 40); время наблюдения — 72 ч. Для установления среднесмертельной концентрации CL50 (в мкмоль/л) 3 группы дафний помещали в растворы тестируемых соединений (по 30 дафний на каждую концентрацию; n = 90); время наблюдения — 48 ч. Предварительно тестировалась чувствительность культуры дафний к K2Cr2O7; величина CL50 24 ч K2Cr2O7 находилась в пределах нормы (1,8 мг/л) [4]. По величине CL50 на дафниях выносили первичное суждение об уровне «экологической безопасности» соединений. Симптоматика отравления соединениями при внутривенном их введении фиксировалась на кроликах-самцах породы «советская шиншилла» массой 3,0—3,5 кг.
В качестве показателей избирательности действия соединений на нервно-мышечную передачу были избраны среднеэффективные миорелаксант-ные дозы (DE50), полученные в тесте «бег на трет-бане» (Treadmill, Nihon Kohden STS-7500A/CC-730DA, Япония; скорость протяжки ленты 1 км/ч) [6] и в тесте «вращающийся стержень» (Rota-rod treadmill; Ugo Basile, Италия; скорость вращения стержня 6 оборотов/мин) [7]. Для установления значений DE50 каждое соединение вводили внут-рибрюшинно 4 группам предварительно тренированных мышей (22,0±2,0 г; по 8 мышей на каждую дозу; n = 32) за 5 мин до начала выполнения физической нагрузки. В качестве критерия терапевтической широты (или «фармакологической безопасности») соединений использовали параметр
DL50/DE50. Контрольным мышам вводили физиологический раствор. Препаратами сравнения служили антихолинэстеразные средства — прозерина метилсульфат и BW284c51 (избирательный ингибитор ацетилхолинэстеразы; Sigma).
Обработку результатов исследования проводили методом вариационной статистики с использованием t-критерия Стьюдента, а также с помощью программы ToxCalc™ V.5.0.23F (Tidepool Scientific Software; U.S. Environmental Protection Agency).
Результаты и обсуждение. Из данных табл. 1 следует, что соединения 1-ХУ1 по данным опытов на мышах могут быть отнесены к умеренно-/ малотоксичным [8]. Особенностью соединения I (п = 4) является наименьшая в данном ряду токсичность. На дафниях соединения УН-1Х, XII, XVI — малотоксичны/практически нетоксичны [5]; исключение составляет высокотоксичное соединение XIII (СЬ50 = 0,70 мкМ; табл. 2).
В картине острого действия эффективных доз соединений у мышей и кроликов доминировало
Таблица 1
Биологическая активность соединений в опытах на мышах
Соединение DL50, мкМ, в/б Миорелаксантная активность, DE50, мкМ, в/б Терапевтическая широта, dl50/de50
бег на третбане вращающийся стержень бег на третбане вращающийся стержень
I 144,81*# 125,92+166,53 6,21*# 5,44 + 7,07 10,34" 8,92 + 12,00 23,32*# 18,55+28,12 14,00* 10,93 + 17,07
II 87,83*# 75,07 + 102,77 26,35*# 21,96 + 31,62 44,14" 37,40 + 52,08 3,33# 2,46+4,21 1,99*# 1,50+2,48
III 20,10*# 17,33+23,32 1,01*# 0,85+1,19 1,01*# 0,86 + 1,18 19,90*# 15,18+24,82 19,90*# 15,33+24,67
IV 21,99*# 19,29+25,07 0,44# 0,38 + 0,51 0,52" 0,46 + 0,60 49,98*# 38,99 + 61,01 42,29*# 33,38 + 50,62
V 20,94*# 18,05+24,29 1,05*# 0,89 + 1,24 1,05" 0,89 + 1,23 19,94*# 15,18+24,82 19,94*# 15,33+24,67
VI 21,49*# 18,85+24,50 1,07*# 0,92 + 1,26 0,86*# 0,75 + 0,99 20,08*# 15,60+24,40 24,99*# 19,87 + 30,13
VIIa) 59,70*# 50,17 + 71,04 5,33*# 4,44 + 6,40 5,33*# 4,52 + 6,29 11,20* 8,11 + 14,29 11,20* 8,27+14,13
VIII 15,04*# 12,64+17,90 0,24 0,20 + 0,29 0,28 0,24 + 0,34 62,67*# 44,56 + 78,51 53,71*# 38,62 + 68,05
IX 26,03*# 22,63 + 29,93 0,26 0,22 + 0,30 0,28 0,24 + 0,32 100,12*# 78,07+121,93 92,96*# 73,19+114,31
X 196,46*# 169,37+227,9 29,47*# 24,97 + 34,77 31,04 *# 26,53 + 36,32 6,67 5,06 + 8,27 6,33 4,85 + 7,81
XI 58,66*# 51,01 + 67,46 0,49# 0,42 + 0,57 0,39 0,34 + 0,45 119,71*# 93,68 + 146,32 150,41*# 117,10+182,90
XII 81,47*# 70,23 + 94,50 1,02*# 0,87+1,19 2,04*# 1,74+2,38 79,87*# 61,32 + 98,68 39,94*# 30,66+49,34
XIII 33,09*# 29,03 + 37,72 20,68*# 17,68+24,20 17,23*# 14,99+19,82 1,60*# 1,25 + 1,95 1,92*# 1,53+2,31
XIV 28,54*# 24,19 + 33,68 1,52*# 1,29 + 1,80 0,95*# 0,80 + 1,13 18,78*# 13,98+23,52 30,04*# 22,15 + 37,85
XV 28,73*# 24,55+33,61 1,80*# 1,51+2,14 3,59*# 3,04+4,24 15,96* 11,92+20,08 8,00 6,02 + 9,98
XVI 32,76*# 28,48+37,67 1,93*# 1,63+2,27 1,64*# 1,41 + 1,90 16,97*# 13,02+20,98 19,98*# 15,61 + 24,39
Прозерин 1,53 1,34+1,74 0,39# 0,34 + 0,45 0,30 0,26+0,35 3,92# 3,11 + 4,73 5,10 4,05 + 6,15
BW284c51 2,12 1,86+2,42 0,21* 0,18 + 0,24 0,25 0,22 + 0,29 10,10* 8,07+12,13 8,48 6,67+10,29
Примечание. Здесь и в табл. 2: различия статистически значимы (р < 0,05) по отношению к прозерину (*), BW284c51 (*); а) — анион С1-
холиномиметическое гипервозбуждение. Выраженные антихолинэстеразные проявления (мышечные фибрилляции, подергивания и др.) не позволяли мышам полноценно выполнять бег на третбане. Более того, попытки к выполнению физической нагрузки мышами в тесте «бег на третбане», в отличие от теста «вращающийся стержень», приводили к усилению миорелак-сантного эффекта соединений в отношении задних конечностей как по интенсивности, так и по длительности («use-dependent effect»).
Присоединение длинного алифатического радикала (н-С16Н33) к атому азота аммонийного центра значительно снижает миорелаксантную активность и терапевтическую широту (соединение XIII). Та же закономерность (но менее выраженная) отмечается и в случае введения в аммонийный центр вместо этильного одного аллиль-ного радикала (соединение X) или при замене этильных радикалов на метильные (соединение II). Увеличение объема бензильного фрагмента в соединении VII также сопряжено со снижением миорелаксантной активности.
По уровням биологической активности на мышах и дафниях изученные моно-аммоние-вые соединения значимо уступают своим бис-аммониевым аналогам [3]. Наибольшую миоре-лаксантную активность (DE50 = 0,24—1,93 мкМ), а также терапевтическую широту (DL50/DE50 = 15,96—119,71) в тесте «бег на третбане» проявляют соединения, в молекулах которых четвертичные атомы азота удалены от 6-метилурацилового цикла на расстояние, соответствующее 5—8 ме-тиленовым группам (табл. 1; соединения III-VI,
VIII, IX, XI, XII, XIV, XVI). Особенно это справедливо для соединений, имеющих n = 5—6 и ор-то-нитро-группу в бензильном радикале (VIII,
IX, XI). Различия между среднеэффективными дозами соединений, имеющих значения n = 5, 6, несущественны. Это отличается от результатов, полученных нами ранее для бис-аммониевых производных урацила, где переход от веществ с n = 5 к веществам с n = 6, 7 приводил к сниже-
Таблица 2
Токсичность соединений в опытах на дафниях Daphnia magna
Соединение CL5048 ч (мкМ)
VIP) 165,57* (137,97 + 198,68)
VIII 96,00* (80,00 + 115,19)
IX 43,40*# (37,09+50,78)
XII 287,01" (245,30 + 335,80)
XIII 0,70*# (0,60 + 0,82)
XVI 228,90*# (195,64+267,82)
Прозерин 2,70* (2,21 + 3,29)
BW284c51 100,56* (82,43 + 122,68)
нию миорелаксантной активности и терапевтической широты более чем в 2 раза [3].
Можно предложить одно из вероятных объяснений, почему имеют узкий максимум миоре-лаксантной эффективности, соответствующий n=5, в то время как их моно-аммониевые аналоги имеют более широкий максимум при n=5—8. Возможно, наличие 2-го аммониевого фрагмента в бис-аммониевом производном урацила «вынуждает» молекулу закрепляться на ацетилхоли-нэстеразе в таком положении, которое соответствует максимуму энергии взаимодействия всех 3-х центров связывания (двух аммониевых и урацилового). Это может привести к более «жестким» требованиям к положению урацилово-го цикла относительно биомишени для бис-ам-мониевых урацилов по сравнению с моно-аммо-ниевыми урацилами.
Заключение. Таким образом, для 12 из 16 изученных соединений (I, III-IX, XI, XII, XIV, XVI) характерны высокие показатели избирательности действия на нервно-мышечную передачу (DL50/DE50 ^ 10,0 в тесте «бег на третба-не»). По критерию «экологической безопасности» на дафниях (CL50) соединения VII, XII, XVI превосходят свои фосфорилированные аналоги — до 5 порядков [3], прозерин — в 60—85 раз, BW284c51 — в 1,5—2 раза (табл. 2). Длина поли-метиленовой цепи между аммонийной группой и урациловым фрагментом существенно влияет на параметры как фармакологической, так и экологической безопасности моно-аммониевых производных 6-метилурацила. Наиболее предпочтительными являются пента- и гексаметиле-новые цепи.
Работа поддержана грантами РФФИ № 07-0401137, № 07-04-12097, Президента РФ «Ведущие научные школы» НШ-4444.2006.4, грантами АНРТ № 03-3.1-30/2006(Г), № 09-9.3-278(ПЛ)/2006 (Г).
Список литературы
1. Резник В.С., Аникиенко К.А., Курочкин В.К. и др. Новый класс ингибиторов холинэстераз: тет-раалкиламмониевые производные 6-метилурацила и аллоксазина //Доклады РАН., 1998. — Т. 362. — № 1. - С. 68-70.
2. Аникиенко К.А., Бычихин Е.А., Курочкин В.К. и др. Новый класс ингибиторов холинэстераз -тетраалкиламмониевые производные 6-метилу-рацила: особенности взаимодействия с холинэсте-разами разных групп животных // Доклады РАН, 2001. -Т. 376. - № 6. - С. 818-822.
3. Зобов В.В., Петров К.А., Аслямова А.А. и др. Фосфорилированные и тетраалкиламмониевые производные урацила: безопасность и избирательность миорелаксантного действия // Современные проблемы токсикологии, 2004. - № 3. -С. 25-33.
4. Фомин Г.С. Вода. Контроль химической, бактериальной и радиационной безопасности по международным стандартам. -2-е изд. - М.: Протектор, 1995. - С. 410-458.
5. Graslund S., Bengtsson B.E. Chemicals and biological products used in south-east Asian shrimp farming, and their potential impact on the environment // Sci. Total. Environ., 2001. - V. 280. - № 1-3. - P. 93-131.
6. Бобков Ю.Г., Виноградов В.М., Катков В.В. и др. Фармакологическая коррекция утомления. -
М.: Медицина, 1984. - 208 с.
7. Jones B.J., Roberts D.J. The Quantitative Measurement of Motor Incoordination in Naive Mice Using an Accelerating Rotarod // J. Pharm. Pharmac., 1968. - V. 20. -P. 302-304.
8. Измеров Н.Ф., Саноцкий И.В., Сидоров К.К. Параметры токсикометрии промышленных ядов при однократном введении (справочник). - М.: Медицина, 1977. - С. 196-197.
Материал поступил в редакцию 27.06.07.
V.V.Zobov, A.V.Lantsova, A.V.Zobov, V.D.Akamsin, I.V.Galyametdinova, A.S.Mikhaylov, S.M.Gorbunov, V.S.Reznik
TOXICITY AND THERAPEUTIC BROADNESS OF 1-[«-(SUBSTITUTED BENZYL DIALKYL AMMONIO)ALKYL]-3,6-DIMETHYLURACIL BROMIDES
A.Ye.Arbuzov Institute of Organic and Physical Chemistry, Kazan Scientific Center, Russian Academy of Sciences
A row of substituted 1-[ro-diethyl benzyl ammonioalkyl]-3,6-dimethyluracil bromides having an anti-choline esterase type of action are «moderate / low toxic» in experiments on mice and «low toxic / practically non-toxic» in experiments on Daphnia. Under «treadmill» and « rod rotating» tests (mice, intraperitoneal), substances in which uracil fraction is away from alkyl ammonio fraction at a distance of 5 to 8 methylene groups are safer than proserine and BW284c51.
УДК 611.611: 616. 613-007.63:615.332.099]-092.9
К.М.Бушма, Л.С.Кизюкевич, М.И.Бушма, В.В.Спас
РОЛЬ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ СТРОЕНИЯ ПОЧЕК В ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ КРОЛИКОВ С ГИДРОНЕФРОЗОМ К НЕФРОТОКСИЧНОСТИ АМИНОГЛИКОЗИДОВ НА ПРИМЕРЕ ГЕНТАМИЦИНА
Медицинский университет Минздрава РБ, Гродно, Республика Беларусь
Установлена взаимосвязь между особенностями строения гидронефротической почки кроликов и её чувствительностью к нефротоксичности гентамицина. Поражение почки гентамицином в большой степени выражено у кроликов со следующими особенностями строения юкстамедуллярных нефронов: малый диаметр проксимальных извитых канальцев, малые размеры клеток эпителия и их ядер дистальных извитых канальцев, малые ядра клеток эпителия дистальных прямых канальцев.
Ключевые слова: кролики, гидронефроз, строение почки, предрасположенность к нефротоксичности гентамицина.
Введение. Хорошо известна различная индивидуальная чувствительность почек животных и человека к поражению аминогликозидами [12, 13]. К нефротоксичности гентамицина предрасполагают следующие особенности интакт-ных (до воздействия антибиотиком) почек: малый диаметр канальцев и клеток, выстилающих их просвет [4]; низкая интенсивность дыхания митохондрий [5], повышенное содержание продуктов перекисного окисления липидов в сочетании со сниженным антиоксидантным потенциалом [6].
Целью настоящего исследования явилось выяснение взаимосвязи между особенностями строения нефронов гидронефротической почки и предрасположенностью органа к нефроток-сичности гентамицина.
Материалы и методы исследования. Опыты проведены на 13 кроликах-самках с исходной массой 2—3 кг. Под общей анестезией диэтило-вым эфиром в стерильных условиях моделировали гидронефроз правой почки путём наложения шёлковой лигатуры в верхней 1/3 правого мочеточника (ограничение просвета ~ на 50%).
