CC BY
269© П.А. ТОРКУНОВ1, А.В. ЗЕМЛЯНОЙ1, П.Д. ШАБАНОВ2; 2007 1453
1 Научно-исследовательский испытательный центр медико-биологической защиты государственного научно-исследовательского испытательного
ТОКСИКОЛОГИЯ института военной медицины МО РФ;
Лесопарковая ул., 4, Санкт-Петербург, 195043, Россия
2 Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова МО РФ; акад. Лебедева ул., 6, Санкт-Петербург, 194044, Россия
Резюме
Синтезировали и исследовали действие солей дифенилиодиния (хлорид, сульфат, ацетат и иодид) при профилактическом применении на модели токсического отека легких, вызванного тиомочевиной и фосгеном. Все соли обладали высокой противоэдематозной эффективностью. Профилактическое применение дифенилиодиния при токсическом отеке легких было более эффективно, чем лечебное. Длительность противоотечного действия дифенилиодиния иодида превышала 24 ч. Эффективная доза дифенилиодиния при токсическом отеке легких соответствует 1/2-1/5 LD50
Торкунов П.А., Земляной А.В., Шабанов П.Д. Защитное действие различных солей дифенилиодиния при экспериментальном токсическом отеке легких // Психофармакол. биол. наркол. — 2007. — Т. 7, № 1. — С. 1453-1458.
Ключевые слова
дифенилиодиний; соли; токсический отек легких; фосген; тиомочевина
ЗАЩИТНОЕ ДЕЙСТВИЕ РАЗЛИЧНЫХ СОЛЕЙ ДИФЕНИЛИОДИНИЯ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ТОКСИЧЕСКОМ ОТЕКЕ ЛЕГКИХ
ВВЕДЕНИЕ
Интерес к окиси азота (NO) обусловлен ее участием в регуляции множества функций, включая сосудистый тонус, агрегацию тромбоцитов, клеточную защиту и др. Многие физиологические вазодилата-торы оказывают свое действие через активацию синтеза окиси азота.
NO сегодня рассматривается как эндогенный вазодилататор, который вырабатывается сосудистым эндотелием при физиологических состояниях. Другая важная мишень NO — это белки, содержащие SH-группы, при взаимодействии с которыми образуется S-нитротиол. Оксид азота, накапливаясь в клетке в неадекватно большом количестве, может вызывать повреждение ДНК. Считается, что таким образом NO обеспечивает цитотоксический эффект при эндотоксемии, септическом шоке, воспалительных заболеваниях легких.
Усиление воспалительных процессов под влиянием NO также связано с наличием третьей молекулярной мишени — активных форм кислорода. В основе этой реакции лежит способность медленно взаимодействовать с молекулярным кислородом и более быстро с супероксид-анионом. В водной среде NO и супероксид-анион подвергаются быстрому радикал-радикальному взаимодействию с образованием пероксинитрита, повреждающего клетки [3].
Биосинтез NO в организме происходит путем энзиматических превращений L-аргинина под влиянием специфического фермента нит-рооксидсинтазы (NOS). Высказывается предположение, что гиперактивация NOS имеет место при целом ряде патологических состояний, в том числе и при токсическом отеке легких [1]. В связи с этим, в настоящее время особый интерес представляет фармакологическое ингибирование NOS при различных патологических процессах. Для этого используются производные L-аргинина, антагонисты кальмо-дулина, ингибиторы НАДФН и др. [4].
Цель проведенного исследования — изучить эффективность ингибитора НАДФН дифенилиодиния (ДФИ) для профилактики и лечения поражения легких, вызываемого пульмонотоксическими ядами.
МЕТОДИКА
Опыты проводили на белых беспородных крысах-самцах массой 160—220 г и белых беспородных мышах-самцах массой 18—24 г. Острую токсичность соединений определяли на мышах и крысах. LD50 вычисляли с использованием компьютерной программы PROBIT ANALYSIS, пакета прикладных программ «ТОКСИ» (РГТИЦ, Санкт-Петербург) для персонального компьютера. ТОЛ моделировали путем ингаляции животными фосгена или внутри-брюшинным введением животным 2 % раствора ти-омочевины в дозе 100—150 мг/кг [3]. Фосген использовали в дозе 4,2 мг х мин/л, что соответствует LCt50-84. Умершвление животных осуществляли через 3 и 24 ч после отравления. Оценивали выживаемость животных через 24 ч от начала эксперимента и легочный коэффициент (ЛК), по которому судили о выраженности отека легких. ЛК вычисляли по формуле:
ЛК =
масса легких, г масса животного, г
х 1000.
Различные соли дифенилиодиния (ДФИ). ДФИ-хлорид, ДФИ-сульфат и ДФИ-ацетат растворяли в дистиллированной воде; ДФИ-иодид при этом предварительно суспензировали в твине-80, либо растворяли в 0,5 мл 100 %-ого диметилсульфоксида (ДМСО). Препараты вводили внутрибрюшинно (при отравлении животных фосгеном) или подкожно (при отравлении тиомочевиной) за 30—60 мин до инициации ТОЛ. Контрольные животные получали инъекцию растворителя в эквивалентном объеме.
Для статистической обработки полученных данных, представленных в виде M + m, использовали t-критерий Стьюдента. Обработка результатов, представленных в относительных единицах, осуществлялась с использованием таблиц В.С. Генеса, основанных на точном методе Фишера для четырехпольной таблицы [2].
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Эксперименты позволили установить, что исследованные соли дифенилиодиния обладают сравнительно высокой токсичностью (табл. 1). При этом токсичность соединений для крыс в 2—3 раза выше, чем для мышей. Как и следовало ожидать, ЬЭ50 для ДФИ-иодида, растворенного в диметилсульфокси-де, несколько выше, чем при суспензировании данного соединения в твине-80. При этом имеет значе-
ние самостоятельная токсичность ДМСО. По этой причине в ряде дальнейших экспериментов применяли ДФИ-иодид, суспензированный в твине-80.
Установлено, что исследованные соли дифенилиодиния проявляют значительную эффективность при профилактике отека легких, вызванного тиомочеви-ной (табл. 2). При этом, ДФИ-хлорид в дозе 10 мг/кг, ДФИ-ацетат в дозах 5 и 10 мг/кг и ДФИ-сульфат в дозах 10 и 20 мг/кг полностью предупреждают развитие отека легких у крыс, предотвращая тем самым гибель отравленных животных.
Результаты исследования эффективности ДФИ-иодиния представлены в табл. 3. Испытывали широкий спектр доз препарата от 1/40 ЬЭ50 до 1,5 ЬЭ50. Опыты показали, что эффективным является профилактическое введение ДФИ-иодида в ДМСО в дозе 7,5 мг/кг и ДФИ-иодид в твине-80 в дозах 10 и 20 мг/кг. Препарат в таких дозах полностью предупреждает развитие отека легких у крыс. Гибели отравленных животных в данном опыте не наблюдалось, поэтому установить характер действия препарата на данный важнейший показатель не удалось.
Следующим этапом работы являлась оценка эффективности солей дифенилиодиния на модели ТОЛ, вызванного фосгеном. При этом использовали ДФИ-иодид в твине в широком диапазоне доз. Испытания препарата при отравлении мышей фосгеном продемонстрировали эффективность ДФИ-иодида в дозах 10 и 20 мг/кг, а при отравлении фосгеном крыс эффективной оказалась доза 30 мг/кг (табл. 4). При этом эффективные дозы препарата снижали выраженность отека легких на 24 ч эксперимента и выживаемость отравленных животных. При отравлении фосгеном крыс эффективность препарата проявлялась только на 3 ч эксперимента, выражалась уменьшением выраженности отека легких на 3 ч эксперимента, и препарат не влиял на выживаемость экспериментальных животных.
В отдельном эксперименте была предпринята попытка сравнения эффективности профилактического и лечебного применения ДФИ-иодида. Препарат, растворенный в ДМСО, вводили в фиксированной дозе 30 мг/кг крысам за 30 мин до или через 10 мин после отравления фосгеном. Было установлено, что только профилактическое введение ДФИ-иодида позволяет предотвратить развитие отека легких у экспериментальных животных (табл. 5).
Проводили изучение длительности протекторного действия ДФИ-иодида при однократном внутри-брюшинном введении в дозе 7 мг/кг за 30—40 мин до отравления мышей фосгеном (ЬС1;50). В эксперименте участвовали параллельно две группы мышей: опытные (получившие инъекцию препарата)
Таблица 1
Токсичность солей дифенилиодиния
Вещество, растворитель, доза, путь введения Вид животных
мыши крысы
LD50, мг/кг 6 LD50, мг/кг 5
ДМСО, 100 %, мл/кг, в/бр 10,48 (5,79 - 18,94) 3,46 — —
ДФИ-иодид (твин-80), в/бр 42,38 (24,18 - 72,6) 6,01 22,56 (9,01 - 388,80) 0,65
ДФИ-иодид (в 0,1 мл 100 % ДМСО), в/бр 37,62 (18,94 - 70,8) 3,05 — —
ДФИ-ацетат, в/бр 45,79 (25,32 - 76,0) 4,61 15,28 (2,95 - 27,64) 4,43
ДФИ-сульфат, в/бр 42,77 (10,73 - 88,9) 7,70 19,61 (0,00 - 43,12) 2,40
ДФИ-хлорид, в/бр 22,94 (9,56 - 98,22) 9,60 11,24 (3,5 - 36,04) 2,34
Таблица 2
Профилактическая эффективность солей ДФИ при токсическом отеке легких у крыс, вызванном внутрибрюшинным введением тиомочевины; * — р < 0,05 в сравнении с группой интактных животных
Вещество, доза, мг/кг ЛК, отн. ед., 3 ч Выживаемость, %
Интактные 6,5 ± 0,2 100
Контроль (тиомочевина 100 + дист. вода) 13,4 ± 1,7 87,5
ДФИ-хлорид, 1,0 13,1 ± 1,7 60
ДФИ-хлорид, 2,5 12,6 ± 1,1 70
ДФИ-хлорид, 5,0 12,6 ± 1,4 100
ДФИ-хлорид, 10,0 9,7 ± 0,4 * 100
Контроль (тиомочевина 100 + дист. вода) 14,7 ± 1,6 100
ДФИ-ацетат, 0,1 15,3 ± 2,5 50
ДФИ-ацетат, 1,0 13,9 ± 1,3 75
ДФИ-ацетат, 5,0 10,6 ± 1,1 * 100
ДФИ-ацетат, 10,0 10,4 ± 1,0 * 100
Контроль (тиомочевина 150 + дист. вода) 8,9 ± 0,58 100
ДФИ-сульфат 0,6 10,21 ± 0,43 60
ДФИ-сульфат 1,3 10,31 ± 1,54 50
ДФИ-сульфат 2,5 8,06 ± 0,77 50
ДФИ-сульфат 5,0 7,82 ± 0,62 75
ДФИ-сульфат 10,0 6,8 ± 0,32 * 100
ДФИ-сульфат 20,0 6,74 ± 0,32 * 100
Таблица 3
Профилактическая эффективность ДФИ-иодида при токсическом отеке легких у крыс, вызванном внутрибрюшинным введением тиомочевины
Вещество, доза, мг/кг ЛК, отн. ед. через 3 ч Выживаемость, %
Интактные 6,3 ± 0,2 100
Контроль (тиомочевина 150 + дист. вода) 8,9 ± 0,6 100
ДФИ-иодид 0,6 в твине-80 10,2 ± 0,4 100
ДФИ-иодид 1,3 в твине-80 10,3 ± 1,5 100
ДФИ-иодид 2,5 в твине-80 8,1 ± 0,8 100
ДФИ-иодид 5,0 в твине-80 7,8 ± 0,6 100
ДФИ-иодид 10,0 в твине-80 6,8 ± 0,3 * 100
ДФИ-иодид 20,0 в твине-80 6,7 ± 0,3 * 100
Интактные 6,3 ± 0,2 100
Контроль (тиомочевина 100 + р-р ДМСО) 12,0 ± 1,9 100
Контроль (раствор ДМСО) 11,2 ± 2,1 100
ДФИ-иодид 1,0 в растворе ДМСО 8,1 ± 1,3 100
ДФИ-иодид 2,5 в растворе ДМСО 16,5 ± 2,1 100
ДФИ-иодид 5,0 в растворе ДМСО 10,2 ± 1,8 100
ДФИ-иодид 7,5 в растворе ДМСО 6,6 ± 0,4 * 100
ДФИ-иодид 10,0 в растворе ДМСО 9,2 ± 1,6 100
Таблица 4
Профилактическая эффективность ДФИ-иодида при токсическом отеке легких у мышей и крыс, вызванном ингаляцией фосгена
Вещество, доза, мг/кг ЛК, отн. ед., 3 ч ЛК, отн. ед., 24 ч Выживаемость, %
Интактные мыши 6,2 ± 0,2 6,6 ± 0,5
Контроль (фосген LCt99 + дист. вода) 11,9 ± 0,6 26,9 ± 1,2 0
ДФИ-иодид 0,1 12,4 ± 1,0 23,4 ± 1,4 20
ДФИ-иодид 1,0 12,1 ± 1,0 21,3 ± 1,2 60
ДФИ-иодид 5,0 12,5 ± 1,1 25,0 ± 1,5 0
ДФИ-иодид 10,0 12,7 ± 0,6 15,3 ± 1,4 * 80 *
ДФИ-иодид 20,0 12,3 ± 0,9 15,4 ± 1,2 * 80 *
Интактные крысы 6,4 ± 0,2 6,1 ± 0,1
Контроль (фосген LCt99 + дист. вода) 9,5 ± 0,6 14,7 ± 1,7 0
ДФИ-иодид 5,0 8,8 ± 0,4 22,2 ± 4,7 0
ДФИ-иодид 10,0 8,6 ± 0,5 18,0 ± 3,1 75
ДФИ-иодид 20,0 9,3 ± 1,8 9,8 ± 0,9 0
ДФИ-иодид 30,0 7,02 ± 0,48 * 8,4 ± 0,6 0
Примечание к табл. 3 и 4: * р < 0,05 в сравнении с группой интактных
Таблица 5
Эффективность профилактического и лечебного применения ДФИ-иодида при токсическом отеке легких у крыс, вызванном фосгеном
Вещество, доза, мг/кг ЛК, отн. ед., 3 ч
Интактные 6,2 ± 0,4
Контроль, фосген 1_Ц.0 12,3 ± 1,6
Р-р ДМСО-контроль, профилактика 9,3 ± 1,1
Р-р ДМСО-контроль, лечение 10,2 ± 1,8
ДФИ-иодид в р-ре ДМСО, 30,0, профилактика 7,0 ± 0,5 *
ДФИ-иодид в р-ре ДМСО, 30,0, лечение 9,1 ± 0,5
Примечание: * — p < 0,05 в сравнении с группой интактных животных.
и контрольные (получившие инъекцию физиологического раствора). Длительность наблюдения составляла 24 ч. Оценивали легочный коэффициент и выживаемость животных. Установлено, что развитие ТОЛ у мышей после применения фосгена в токсодозе близкой к ЬО;50 уже через 9—12 часов достигает значительной, близкой к максимальной, степени (тяжести состояния). Предварительное введение препарата в значительной мере предотвращает развитие легочного отека на протяжении всего эксперимента. На ранних сроках эксперимента (до 3 ч) данный эффект выражен наиболее ярко. После однократного введения ДФИ-иодида в течение 24 ч легочный коэффициент у животных леченой группы был достоверно ниже, чем в контрольной. Смертность среди животных опытной группы была также ниже, чем среди контрольных.
В результате было также установлено, что ДФИ-иодид проявляет свою профилактическую эффективность на протяжении 24 ч. Данная профилактическая эффективность не меняется при использовании в качестве растворителя ДМСО или эмульгатора твин-80.
ВЫВОДЫ
1. Соли дифенилиодиния (хлорид, сульфат, ацетат и иодид) при профилактическом применении
25 if 20 F 15-
10 + 5 0
-А
.0'
о"' О-- --О- —о-- —О- --о—
30 5? 25 j
20 о 15 iE 10 <в 5«ü 0
21 24
3 6 9 12 15 18 время наблюдения, ч
—■— ЛК отравленные ...о-- СМ отравленные -И-ЛК интактные --о— СМ проф. ДФИ ЛК проф. ДФИ
Рис.
Динамика легочного коэффициента и летальности мышей, отравленных фосгеном в дозе 4,8 мгхмин/л; ЛК — легочный коэффициент; ДФИ — дифенилиоди-ний; СМ — смертность; проф. — профилактическое использование
обладают высокой противоэдематозной эффективностью при токсическом отеке легких, вызванном тио-мочевиной и фосгеном.
2. Профилактическое применение дифенилиодиния при токсическом отеке легких более эффективно, чем лечебное.
3. Длительность противоотечного действия дифенилиодиния иодида превышает 24 ч.
4. Эффективная доза дифенилиодиния при токсическом отеке легких соответствует 1/2—1/5 ЬЭ50
ЛИТЕРАТУРА
1. Зарубина И.В., Болехан А.В., Шабанов П.Д. Патогенетические механизмы и пути фармакологической коррекции пневмоний // Психофармакол. биол. наркол. — 2006. — Т. 6, № 1-2. — С. 1130-1138.
2. Гублер Е.В., Генкин А.А. Применение критериев непараметрической статистики в медико-биологических исследованиях. — Л., 1965. — 59 с.
3. Мотавкин П.А., Гельцер Б.И. Клиническая и экспериментальная патофизиология легких. — М.: Наука, 1998. — 366 с.
4. Одыванова Л.Р., Сосунов А.А., Гатчев Я., Цер-вос-Наварро Д.Ж. Окись азота (NO) в нервной системе // Усп. совр. биологии. — 1997. — Т. 117, Вып. 3. — С. 374-389.
Torkunov P.A.1, Zemljanoi A.V.1, Shabanov P.D.2 Defensive action of different salts of diphenyliodinium in experimental toxic lung oedema // Psychopharmacol. Biol. Narcol. — 2007 — Vol. 7, N 1. — P. 1453-1458.
1 Research and Probationary Center of Medical and Biological Defense State Research and Probationary Institute of Military Medicine, Saint-Petersburg, Russia; 2 Military Medical Academy, 6 acad. Lebedev str., Saint-Petersburg, 194044, Russia.
Summary: A number of salts of diphenyliodinium (chloride, sulfate, acetate and iodide) was synthesed and studied as preventive drugs in the toxic lung oedema induced by thiourea and phosgene. All of salts possessed high antioedemic activity. The preventive use of the drugs was more effective than the curative
one. The duration of antioedemic action of diphenyliodinium prevailed 24 h. The effective dose of diphenyliodinium in the toxic lung oedema was 1/2-1/5 LD50
Key words: diphenyliodinium; salts; toxic lung oedema; phosgene; thiourea
электронная копия статьи — http://www.elibrary.ru, © Архив (стоимость коммерческого доступа в режиме full text — 55 руб./год)
