CC BY
41
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2017 - V. 24, № 2 - P. 187-192
Раздел VII
РЕДАКЦИОННЫЙ ПОРТФЕЛЬ
УДК: 615.2:616 - 001.18:616-092.9 DOI: 10.12737/article_5947d483aae118.08048254
ВЛИЯНИЕ НОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ В ОБЫЧНЫХ
УСЛОВИЯХ И ПРИ ГИПОТЕРМИИ
М.В. ТРОШИНА* , Е.Г. ЦУБЛОВА* , Н.Ф. ПЕТУХОВА* , ВИК.В. ЯСНЕЦОВ** , С .Я. СКАЧИЛОВА** ,
В.В. ЯСНЕЦОВ***
*ФГБОУВО «Брянский государственный инженерно-технологический университет», пр. Станке Димитрова, 3, Брянск, 241037, Россия **АО «Всероссийский научный центр по безопасности биологически активных веществ», Московская область, Ногинский район, ул. Кирова, 23, г. Старая Купавна, 142450, Россия *** ФГБУНГосударственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем РАН, Хорошевское шоссе, 76 А, Москва, 123007, Россия
Аннотация. В статье представлены результаты исследований влияния новых производных гетероциклических соединений и аминокислот на физическую работоспособность животных в обычных условиях и в условиях гипотермии. Физическая работоспособность испытуемых определялась по тесту плавания в бассейне. В экспериментах на мышах установлено, что из испытанных 5 новых производных гетероароматических соединений и органических кислот 3 вещества - ЛХТ-4-13, ЛХТ-10-12 и ЛХТ-1-13 - способны повышать физическую работоспособность животных по тесту плавания в бассейне в обычных условиях, превосходя по выраженности действия препарат сравнения метапрот. Из испытанных 4 новых соединений 3 вещества - ЛХТ-10-12, ЛХТ-1-13 и ЛХТ-4-97 - повышают физическую работоспособность мышей по тесту плавания в бассейне в условиях гипотермии (иммерсионное охлаждение), не уступая по выраженности действия препарату сравнения ладастену. При этом ЛХТ-1-13 и ЛХТ-10-12 способны повышать физическую работоспособность животных как в обычных условиях, так и при гипотермии в отличие от других исследованных новых соединений, а также метапро-та и ладастена. Кроме того, указанные новые вещества являются эффективными в значительно меньших дозах, чем препараты сравнения.
Ключевые слова: новые производные гетероароматических соединений и органических кислот, физическая работоспособность, плавательная проба, иммерсионное охлаждение, мыши.
THE NEW COMPOUNDS EFFECTS ON PHYSICAL EFFICIENCY UNDER NORMAL
CONDITIONS AND HYPOTERMIA
М.У. TROSHINA*, Е.а TSUBLOVA*, N.F. PETUKHOVA*, VIK.V. YASNETSOV**, S.Ya. SKACHILOVA**,
V.V. YASNETSOV***
'Bryansk State Technological University of Engineering, Stanke Dimitrova av., 3, Bryansk, 241037, Russia **All-Russian Scientific Center for Safety of biologically active substances, Kirov str., 23, Staraya Kupava, 142450, Russia '''State Research Center of Russian Federation - Institute of Biomedical Problems of the RAS, Khorosheevskoe sh.,
76 A, Moscow, 123007, Russia
Abstract. The article presents the results of study of the effects of new derivatives heterocyclic compounds and amino acids on the physical performance of animals under normal conditions and hypothermia. Physical performance of the subjects was determined by the test swim in the pool. In experiments on mice it was found that out of 5 tested of new derivatives heteroaromatic compounds and organic acid substances,
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2017 - V. 24, № 2 - P. 187-192
only the 3 - LHT-4-13, 10-12 and LHT-LHT-1-13 - are able to improve the physical performance of animals in the pool swimming test in normal conditions, surpassing the severity of the action in comparison with the drug Metaprot. The 3 out of 4 new tested compounds - LHT-10-12, LHT-1-13 and LHT-4-97 - increase physical efficiency of mice in swimming test in the pool under conditions of hypothermia (immersion cooling) not conceding on the severity of the action in comparison with the drug Ladasten. At the same time, LHT-1-13 and LHT-10-12 are able to improve physical efficiency of animals in normal conditions and in hypothermia, unlike other new investigated compounds, including the Metaprot and Ladasten. Moreover, these new compounds are effective at significantly lower doses than the reference drugs.
Key words: new derivatives of heteroaromatic compounds and organic acids, physical efficiency, swimming test, immersion cooling, mice.
Вопросы защиты организма от действия низких температур и поддержания физической работоспособности на достаточном для выполнения задач уровне не теряют своей актуальности. Особое внимание заслуживает эта проблема в связи с интенсивным в последние годы освоением Арктики.
Длительное воздушное охлаждение, а в случае иммерсионного - непродолжительное, способствует значительному снижению работоспособности организма. Даже локальная гипотермия конечностей может значительно снизить точность и скорость выполняемых действий, что может явиться ключевым моментом в сохранении жизни человека [1,5,6,13].
В целях коррекции физической работоспособности при низких температурах используют различные приемы, к числу которых относятся электротранквилизация, электростимуляция нервно-мышечного аппарата, гипербарическая оксигенация и многие другие [2]. Несмотря на эффективность этих методов, использование их возможно только в условиях стационара, в то время как для повышения выносливости при выполнении задач, стоящих перед личным составом, целесообразно использовать средства фармакологической защиты. К тому же применение лекарственных препаратов до предполагаемого холодового воздействия позволит снизить затраты ресурсов организма на адаптацию к экстремальным условиям.
Среди средств фармакологической защиты при гипотермии по механизму действия выделяют вещества в основном двух групп: влияющие на термогенез путем активации процессов холодового гиперметаболизма и повышающие резистентность органов и тканей к повреждающему действию холода, что обеспечивает поддержание специфических функций клеток даже при выраженном охлаждении организма.
В качестве лекарственных средств, использующихся для коррекции жизнедеятельности организма человека в условиях гипотермии, применяют психостимуляторы (мезокарб, сиднокарб, ладастен и др.), яктон, бемитил, полипептидные препараты и др. Существенным недостатком указанных лекарств является необходимость их курсового применения в течение 2-3 недель до предполагаемого воздействия, а для некоторых из них - проявление указанных свойств после пребывания человека в условиях гипотермии [3,4,7,8].
В ранее проведенных нами экспериментах была выявлена способность 3 новых производных гетероароматических соединений с органическими кислотами (ЛХТ-1-13, ЛХТ-4-97 и ЛХТ-10-12) повышать физическую работоспособность лабораторных животных в обычных условиях по тесту бега в тредбане [10]. В связи с этим представляется целесообразным оценить влияние наиболее эффективных соединений на физическую работоспособность животных на моделях принудительного плавания в обычных условиях и при гипотермии.
Цель исследования - изучение влияния производных гетероароматических соединений и органических кислот на физическую работоспособность животных по тесту плавания в бассейне в обычных условиях и при гипотермии.
Материалы и методы исследования. Опыты проведены на белых нелинейных мышах-самцах массой 20-24 г. Животные содержались в стандартных условиях вивария при свободном доступе к пище и воде. При проведении эксперимента соблюдались Правила лабораторной практики, принятые в Российской Федерации [9] и Международные рекомендации Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях [14].
Для исследования были выбраны 5 соединений с общим шифром ЛХТ-, впервые синтезированные д.х.н., профессором Скачиловой С.Я. в АО «Всероссийский научный центр по безопасности биологически активных веществ». Вещества вводили животным однократно внутрибрюшинно в изотоническом растворе натрия хлорида с добавлением твина-60 за 1 час до проведения эксперимента. Соединения ЛХТ-1-13, ЛХТ-4-97 и ЛХТ-10-12 использовали в дозах, в которых они при однократном введении увеличивали физическую работоспособность животных по тесту бега в тредбане в обычных условиях [10], а ЛХТ-3-13 и ЛХТ-4-13 - в дозах 1, 5 и 10 мг/кг.
В качестве препаратов сравнения были выбраны родоначальник класса актопротекторов метапрот (этилтиобензимидазол, прежнее название - бемитил) и актопротектор с психо- и иммуностимулирующим действием ладастен (адамантилбромфениламин, прежнее название - бромантан) [13], которые вводили однократно тем же путем и в те же сроки в дозах 10, 25 и 50 мг/кг.
Физическую работоспособность животных в обычных условиях по тесту плавания в бассейне оценивали по методике Рыловой М.Н. (1964): мыши плавали в воде с температурой +28оС, к корню хвоста прикрепляли груз, составляющий 7% массы животного. Физическую работоспособность в условиях иммерсионного охлаждения оценивали на модели плавания в бассейне при температуре воды +6оС; утяжеление не применяли. Во всех случаях регистрировали продолжительность плавания мышей в минутах [9,12].
Статистическую обработку проводили с использованием программного комплекса Sta-ЫзЫса 6.0. Для выборок вычисляли среднее арифметическое (М) и среднюю квадратиче-скую ошибку (т), данные представляли в виде Ы±т. Достоверность различий оценивали по Ь-критерию Стьюдента (различия считали значимыми при р<0,05).
Исследования проведены в рамках выполнения проекта № 3097 базовой части госзадания высшим учебным заведениям и научным организациям в научной сфере.
Результаты и их обсуждение. Было установлено, что среди новых соединений есть вещества, повышающие физическую работоспо-
собность животных как в обычных условиях, так и при гипотермии.
Так, по тесту плавания в бассейне в обычных условиях физическую работоспособность мышей значимо (р<0,05) повышали вещества с шифрами ЛХТ-4-13, ЛХТ-10-12 и ЛХТ-1-13 (рис. 1). При этом ЛХТ-10-12 был эффективен только в одной дозе - 0,5 мг/кг, значимо (р<0,01) увеличивая продолжительность плавания на 90% по сравнению с контролем. ЛХТ-1-13 в дозах 1 и 5 мг/кг значимо (р<0,05) увеличивал данный показатель на 34 и 48% соответственно, а ЛХТ-4-13 в дозах 5 и 10 мг/кг - на 22% (р<0,05) и 98% (р<0,001) соответственно.
Следует отметить, что ЛХТ-4-97 в дозе 1 мг/кг, несмотря на высокую эффективность по тесту бега в тредбане в обычных условиях [10], на модели плавания в бассейне значимо (р<0,05) снижал работоспособность животных на 36%. Это вещество в остальных испытанных дозах существенного влияния на продолжительность плавания в указанных условиях опыта не оказывало.
Соединение ЛХТ-3-13 в дозе 1 кг/кг значимо (р<0,05) снижало работоспособность животных на 24%, а в остальных испытанных дозах существенно не влияло на продолжительность плавания.
а»
14'
Рис. 1. Влияние исследованных соединений и препаратов сравнения на продолжительность плавания мышей в обычных условиях (в % к контролю), п=8 Примечание. На рис. 1 и 2 различия статистически значимы по сравнению с контролем: * - р<0,05, ** -р<0,01; *** - р<0,001; * - р<0,05, ###- р<0,001, - значимость различий с метапротом в дозе 50 мг/кг (критерий Стьюдента)
Препарат сравнения метапрот в дозе 50 мг/кг в отличие от ладастена в испытанных дозах (10, 25 и 50 мг/кг) значимо (р<0,05) увели-
чивал продолжительность плавания мышей на 24%. В то же время он в дозах 10 и 25 мг/кг не оказывал существенного влияния на физическую работоспособность животных.
При этом по выраженности действия ЛХТ-4-13 в дозе 5 мг/кг не уступал эффективному препарату сравнения метапроту (50 мг/кг), а в дозе (10 мг/кг) значимо (р<0,001) превосходил его в 1,6 раза. ЛХТ-10-12 (0,5 мг/кг) значимо (р<0,001) превосходил метапрот в указанной дозе в 1,5 раза. ЛХТ-1-13 в дозе 5 мг/кг значимо (р<0,05) превосходил метапрот в 1,2 раза, а в дозе 1 мг/кг не уступал ему.
В условиях иммерсионного охлаждения 3 из 4 исследованных новых соединений повышали физическую работоспособность животных (рис. 2).
I»
140
116'
123
НО 90
-I-
в
я о
Гсчг^п I и1|'к ■ К - 1РЫГКГ - Н. 10 "пи
ЛХТ-4-1> ЛМ .О-: I ДЕМ-13 .М 1 9 чггаирип .щклгн
Рис. 2. Влияние исследованных соединений и препаратов сравнения на продолжительность плавания мышей в условиях гипотермии (в % к контролю), п=8
Так, ЛХТ-10-12 в дозе 0,5 мг/кг значимо (р<0,05) увеличивал продолжительность плавания мышей на 16%. ЛХТ-1-13 в дозах 1 и 5 мг/кг увеличивал данный показатель на 16% и 31% (р<0,05) соответственно, а ЛХТ-4-97 в дозе 10 мг/кг - на 25% (р<0,05)
В условиях гипотермии среди препаратов сравнения эффективным оказался только лада-стен: он в дозах 25 и 50 мг/кг значимо (р<0,05) увеличивал продолжительность плавания животных на 38% и 22% соответственно.
Следует подчеркнуть, что по выраженности действия ЛХТ-10-12 (0,5 мг/кг) и ЛХТ-1-13 (1 мг/кг) не уступали эффективному препарату сравнения ладастену в дозе 50 мг/кг, а ЛХТ-4-97 (10 мг/кг) и ЛХТ-1-13 (5 мг/кг) - ему в дозе 25 мг/кг.
Таким образом, можно заключить, что из испытанных 5 новых производных гетероаро-матических соединений и органических кислот 3 вещества - ЛХТ-4-13, ЛХТ-10-12 и ЛХТ-1-13 -способны повышать физическую работоспособность животных по тесту плавания в бассейне в обычных условиях, превосходя по выраженности действия препарат сравнения ме-тапрот. В условиях гипотермии 3 из 4 исследованных новых соединений - ЛХТ-10-12, ЛХТ-1-13 и ЛХТ-4-97 - повышали физическую работоспособность мышей по тесту плавания в бассейне, не уступая по выраженности действия препарату сравнения ладастену. При этом ЛХТ-1-13 и ЛХТ-10-12 способны повышать физическую работоспособность животных как в обычных условиях, так и при гипотермии в отличие от других исследованных новых соединений, а также препаратов сравнения метапро-та и ладастена. Кроме того, указанные новые вещества являются эффективными в значительно меньших дозах, чем препараты сравнения. Это дает основание для более детального изучения актопротекторных свойств данных соединений на других экспериментальных моделях, а также исследования механизма их ак-топротекторного действия с перспективой внедрения в практику военной медицины в качестве лекарственных средств, повышающих физическую работоспособность человека в обычных и экстремальных условиях.
Выводы:
1. Из испытанных 5 новых производных гетероароматических соединений и органических кислот 3 вещества - ЛХТ-4-13, ЛХТ-10-12 и ЛХТ-1-13 - способны повышать физическую работоспособность мышей по тесту плавания в бассейне в обычных условиях, превосходя по выраженности действия препарат сравнения метапрот.
2. Из испытанных 4 новых соединений 3 вещества - ЛХТ-10-12, ЛХТ-1-13 и ЛХТ-4-97 -повышают физическую работоспособность животных по тесту плавания в бассейне в условиях гипотермии, не уступая по выраженности действия препарату сравнения ладастену.
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2017 - V. 24, № 2 - P. 187-192
Литература
1. Боуш Р.Л. Влияние локального охлаждения конечностей на скоростно-силовые характеристики движений // Сборник трудов ученых РГАФК. М., 2000. С. 151-157.
2. Гусеница С.Г., Барачевский Ю.Е., Иванов А.О., Грошилин С.М. Применение контрастных температурных воздействий для повышения физической выносливости здоровых лиц // Экология человека. 2012. № 1. С. 18-22.
3. Дорохина Л.В., Зинчук В.В. Эффект картинина и Ь-аргинина на свободнорадикальное окисление липидов тканей при глубокой гипотермии // Вестник Смоленской медицинской академии. 2004. № 3. С. 12-15.
4. Зинчук В.В., Глуткин С.В. Влияние мелатонина на прооксидантно-антиоксидантное равновесие в условиях холодового воздействия с последующим отогреванием крыс // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2008. № 12. С. 1435-1442.
5. Морозов В.Н., Хадарцев А.А., Карасева Ю.В., Морозова В.И., Хапкина А.В. Диагностика адаптивных процессов у лиц, подверженных длительному холодовому воздействию // Клиническая лабораторная диагностика. 2001. № 11. С. 45-46.
6. Морозов В.Н., Хадарцев А.А., Хапкина А.В. Роль синтоксических и кататоксических программ адаптации в патогенезе местной холодовой травмы (отморожении) // Вестник новых медицинских технологий. 2001. Т. 8, № 1. С. 27-30.
7. Новиков B.C., Шустов Е.Б., Горанчук В.В. Коррекция функциональных со стояний при экстремальных воздействиях. СПб, 1998. 544 с.
8. Радушкевич В.Л., Барташевич Б.И., Ткачен-ко Н.В. Особенности проведения реанимации у больных с непреднамеренным общим охлаждением организма // Неотложная медицина. 2010. № 4. С. 42-48.
9. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая. М.: Гриф и К, 2012. 944 с.
10. Трошина М.В., Иванова Т.Г., Лютый Р.Ю. Исследование влияния новых производных гетероциклических соединений и аминокислот на физическую работоспособность животных в обычных условиях // Научные ведомости БелГУ. Медицина.
References
Boush RL. Vliyanie lokal'nogo okhlazhdeniya ko-nechnostey na skorostno-silovye kharakteristiki dvizheniy [Influence of local cooling of extremities on speed-strength characteristics of movements]. Sbornik trudov uchenykh RGAFK. Moscow; 2000. Russian.
Gusenitsa SG, Barachevskiy YuE, Ivanov AO, Groshi-lin SM. Primenenie kontrastnykh temperaturnykh vozdeystviy dlya povysheniya fizicheskoy vynoslivosti zdorovykh lits [The use of contrasting temperature effects to increase the physical endurance of healthy individuals]. Ekologiya cheloveka. 2012;1:18-22. Russian.
Dorokhina LV, Zinchuk VV. Effekt kartinina i L-arginina na svobodnoradikal'noe okislenie lipidov tkaney pri glubokoy gipotermii [The effect of picture and L-arginine on free radical oxidation of tissue lipids with deep hypothermia]. Vestnik Smolenskoy meditsinskoy akademii. 2004;3:12-5. Russian. Zinchuk VV, Glutkin SV. Vliyanie melatonina na prooksidantno-antioksidantnoe ravnovesie v uslo-viyakh kholodovogo vozdeystviya s posleduyushchim otogrevaniem kryc [Influence of melatonin on proox-idant-antioxidant equilibrium in cold exposure with subsequent warming of rats]. Rossiyskiy fiziologi-cheskiy zhurnal im. I.M. Sechenova. 2008;12:1435-42. Russian.
Morozov VN, Khadartsev AA, Karaseva YuV, Morozo-va VI, Khapkina AV. Diagnostika adaptivnykh protsessov u lits, podverzhennykh dlitel'nomu kholodovomu voz-deystviyu [Diagnosis of adaptive processes in persons exposed to prolonged cold exposure]. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2001;11:45-6. Russian. Morozov VN, Khadartsev AA, Khapkina AV. Rol' sin-toksicheskikh i katatoksicheskikh programm adaptat-sii v patogeneze mestnoy kholodovoy travmy (otmo-rozhenii) [The role of synthic and katatoxic adaptation programs in the pathogenesis of local cold trauma (frostbite)]. Vestnik novykh meditsinskikh tekh-nologiy. 2001;8(1):27-30. Russian. Novikov BC, Shustov EB, Goranchuk VV. Korrektsiya funktsional'nykh so stoyaniy pri ekstremal'nykh voz-deystviyakh [Correction of functional states under extreme influences]. SPb; 1998. Russian. Radushkevich VL, Bartashevich BI, Tkachenko NV. Osobennosti provedeniya reanimatsii u bol'nykh s neprednamerennym obshchim okhlazhdeniem orga-nizma [Features of resuscitation in patients with unintentional general cooling of the body]. Neotlozh-naya meditsina. 2010;4:42-8. Russian. Rukovodstvo po provedeniyu doklinicheskikh issledovaniy lekarstvennykh sredstv. Chast' pervaya [A guide to preclinical research of medicines. Part one]. Moscow: Grif i K; 2012. Russian. Troshina MV, Ivanova TG, Lyutyy RYu. Issledovanie vliyaniya novykh proizvodnykh geterotsiklicheskikh soedineniy i aminokislot na fizicheskuyu rabotospo-sobnost' zhivotnykh v obychnykh usloviyakh [Investigation of the effect of new derivatives of heterocyclic
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2017 - V. 24, № 2 - P. 187-192
Фармация. 2015. № 4. Вып. 29. С. 176-179.
11. Ушаков И.Б., Володин А.С., Чикова С.С., Зуева Т.В. Защита здоровья населения от вредного воздействия факторов экологической обстановки // Экология человека. 2006. № 8. С. 3-8.
12. Фармакологическая коррекция физической работоспособности / Под ред. Н.Н. Самойлова. М.: Зеркало, 2002. 120 с.
13. Федеральное руководство по использованию лекарственных средств (формулярная система). Выпуск XVI / А.Г. Чучалин, В.В. Яснецов (ред.). М.: «Эхо», 2015. 1016 с.
14. European Convention for the Protection of Vertebrate Animals Used for Experimental and Other Scientific Purposes. Strasbourg. 18.III.1986. European Treaty Series. № 123.
compounds and amino acids on the physical working capacity of animals under normal conditions]. Nauchnye vedomosti BelGU. Meditsina. Farmatsiya. 2015;4(Vyp. 29.):176-9. Russian. Ushakov IB, Volodin AS, Chikova SS, Zueva TV. Zash-chita zdorov'ya naseleniya ot vrednogo vozdeystviya faktorov ekologicheskoy obstanovki [Protection of public health from harmful environmental factors]. Ekologiya cheloveka. 2006;8:3-8. Russian. Farmakologicheskaya korrektsiya fizicheskoy rabo-tosposobnosti [Pharmacological correction of physical performance]. Pod red. N.N. Samoylova. Moscow: Zerkalo; 2002. Russian.
Federal'noe rukovodstvo po ispol'zovaniyu le-karstvennykh sredstv (formulyarnaya sistema). Vy-pusk XVI [Federal guidelines on the use of medicinal products (formular system). You-Start XVI]. A.G. Chuchalin, V.V. Yasnetsov (red.). Moscow: «Ekho»; 2015. Russian.
European Convention for the Protection of Vertebrate Animals Used for Experimental and Other Scientific Purposes. Strasbourg. 18.III. 1986. European Treaty Series. № 123.
