CC BY
54
УДК 5 04.74.05
ЗАВИСИМОСТЬ АКТОПРОТЕКТОРНОГО ЭФФЕКТА ПРОИЗВОДНЫХ БЕНЗОТИАЗОЛА ОТ ТИПА ЗАМЕСТИТЕЛЯ В ГЕТЕРОЦИКЛЕ И ВИДА КИСЛОТНОГО ОСТАТКА
Е.Г. ЦУБЛОВА1 Т.Н. ИВАНОВА2 В.В. ЯСНЕЦОВ3
х) Брянский государственный
университет
им. акад. И.Г. Петровского
2) Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН
3) ГНЦ РАН Институт медикобиологических проблем
e-mail: etsublova@gmail.com
В опытах на нелинейных мышах была исследована актопротекторная активность производных бензотиазола. Установлено, что наиболее выраженным влиянием на физическую работоспособность животных по тесту бега в тредбане обладают этокси-, амино- и метиламинопроизводные бензотиазола. Причем оказываемое ими действие сохраняется вне зависимости от типа кислотного остатка. Значимость последнего фактора прослеживается на примере гидрокси- и этоксипроизводных бензотиазола. Сукцинат способствует проявлению
актопротекторных свойств только в сочетании с этоксигруппой в структуре гетероцикла, в то время как ацетилцистеинат - в сочетании с гидроксигруппой. На модели плавания в бассейне положительный эффект сохраняется только у соединений группы этоксибензотиазола.
Ключевые слова:производные бензотиазола, физическая работоспособность животных.
Введение. Влияние различных химических соединений на физиологические процессы в организме определяется большим числом факторов, среди которых одно из важных мест занимает структура самого вещества. Изменяя набор заместителей и их положение в молекуле, можно добиться самых разнообразных эффектов. Среди химических компонентов, имеющих решающее значение в проявлении спектра фармакологического действия, в структуре гетероциклических соединений стоит упомянуть заместители, обладающие небольшими размерами и массой, в частности гидрокси-, этокси-, метильные и аминогруппы. В литературе есть данные, свидетельствующие о вкладе указанных заместителей в формирование определенной фармакологической активности азотсодержащих гетероциклов. При их наличии вещества проявляют противогипоксические, противовоспалительные,
антиоксидантные свойства; оказывают положительное влияние на выживаемость в условиях повышенных и/или пониженных температур, действии некоторых токсических веществ и т. д. [1-3, 8, 9].
Еще одним значимым компонентом, влияющим на физиологические и фармакологические эффекты химических соединений, является присутствие в их структуре остатков органических кислот. К категории перспективных в этом плане можно отнести те вещества, которые оказывают действие на жизненные процессы в клетке в естественных условиях. К ним в первую очередь относятся компоненты реакций энергетического (кислоты цикла Кребса, процессов окисления жиров и т.д.) и/или пластического (предшественники аминокислот, нуклеотидов и.д.) обмена, кофакторы ферментов и т.д. Поступление таких веществ позволяет не только обеспечить клетку дополнительными ресурсами обменных процессов, но и повысить биодоступность иных соединений, в том числе и лекарственных средств [4, 5].
Целью исследования явилась оценка влияния новых производных бензотиазола и их композиций с органическими кислотами на физическую работоспособность животных в обычных условиях и выявление зависимости оказываемого действия от структуры вещества.
Материалы и методы исследования. В качестве материалов исследования нами были выбраны амино-, этокси-, этоксиамино-, гидроксиамино- и метиламиногидроксипроизводные бензотиазола, содержащие остатки янтарной кислоты и ацетилцистеина. Вещества были синтезированы в лаборатории низкомолекулярных антиоксидантов Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН.
виш
Опыты были проведены на белых нелинейных мышах-самцах массой 20-24 г. Животные содержались в стандартных условиях вивария при свободном доступе к пище и воде. Опыты проводились с учетом Правил лабораторной практики, принятых в Российской Федерации [6].
Вещества вводили внутрибрюшинно в дозах 0,5; і; 2,5 и 5 мг/кг за і час до проведения опыта в виде взвеси с твин-60. При наличии положительного эффекта дозу вещества изменяли до недействующей. Контрольным животным в те же сроки и тем же путем вводили соответствующий объем растворителя. Полученные результаты сравнивали с действием эталонных лекарственных средств - классического актопротектора бемитил и психостимулятора с актопротекторной активностью бромантан, которые вводились тем же путем и в те же сроки в дозах 50 и і00 мг/кг.
Физическую работоспособность животных в обычных условиях определяли по тестам бега в тредбане [7] и плавания в бассейне [8], причем на второй модели исследовали только те соединения и в тех дозах, которые проявляли положительное действие по первому тесту. Учитывали продолжительность выполнения соответствующей нагрузки в минутах.
Статистическую обработку цифрового материала проводили с использованием программного комплекса STATISTICA 6.0, достоверность различий оценивали по t-критерию Стьюдента.
Результаты и их обсуждение. Было установлено, что все исследованные соединения способны повышать физическую работоспособность животных по тесту бега в тредбане (табл. і). Так, аминобензотиазол ^БТИ) и сукцинат AБТИ были эффективны (p<0,05) в двух дозах (0,5 и і мг/кг для первого вещества и 0,і и 0,5 мг/кг для второго), а ацетилцистеинат AБТИ только в дозе 0,5 мг/кг. Положительный эффект составил і8-5б% в сравнении с контролем, принятым за і00%.
Этоксибензотиазол (ЭБТИ) и сукцинат ЭБТИ проявляли актопротекторные свойства только в дозе 0,5 мг/кг, при этом продолжительность бега мышей увеличивалась на 40 и 30% соответственно в сравнении с контрольными значениями. Aцетилцистеинaт ЭБТИ был эффективен в трех дозах: і; 2,5 и 5 мг/кг, повышение работоспособности мышей составило 30-32% в сравнении с контролем. ЭБТИ в дозе і мг/кг и его ацетилцистеинпроизводное в дозе 0,5 мг/кг уменьшали продолжительность бега на 3і и 26% соответственно в сравнении с животными контрольной группы.
Так, по тесту бега в тредбане сам метиламиногидроксибензотиазол (МAБТИ) в дозах 0,5 и і мг/кг достоверно (p<0,05) увеличивал время выполнения нагрузки на 33 и 29% соответственно в сравнении с контролем, принятым за і00%. Стимулирующее действие на работоспособность мышей в указанных условиях опыта в двух дозах также оказывали и исследованные соли МAБТИ. Сукцинат МAБТИ в дозах 0,5 и і мг/кг увеличивал продолжительность бега на 24 и 46%, а ацетилцистеинат в дозах і и 2,5 мг/кг на 45 и 26% соответственно в сравнении с контролем. Сукцинат МAБТИ в дозе 2,5 мг/кг достоверно снижал время выполнения физической нагрузки на 2і% в сравнении с животными контрольной группы.
Наибольшую актопротекторную активность среди производных этоксиаминобензотиазола (ЭAБТИ) проявлял его сукцинат. Это вещество стимулировало работоспособность животных в дозах от 0,5 до 5 мг/кг, при этом положительный эффект превысил контрольные значения на і8-28%. Сам ЭAБТИ актопротекторную активность не проявлял, а ацетилцистеинат ЭAБТИ в дозе 0,5 мг/кг снижал физическую работоспособность мышей на 29% в сравнении с контролем.
Среди веществ группы ^БТИ актопротекторную активность проявлял только ацетилцистеинат. Мыши, получавшие это вещество в дозах 0,і и 0,5 мг/кг, выполняли нагрузку на 33 и 43% дольше животных контрольной группы. Сукцинат ^БТИ в дозе і мг/кг снижал продолжительность бега мышей на 24% в сравнении с контролем. При отсутствии какого-либо вида кислотного остатка в молекуле ^БТИ, также как и ЭAБТИ, влияния на работоспособность животных в указанных условиях опыта не оказывал.
Таблица 1
Влияние новых производных бензотиазола на физическую работоспособность животных в обычных условиях (в % к контролю)
Вещество Доза, мг/кг
0,1 0,5 1 2,5 5
Бег в тредбане
AETO 90 4 133 5* 122 5* 109 Г 6 119 8
Сукцинат AБTИ 156 8* 118 4* 94 7 91 11 97 7
Aцетилцистеинат AБTИ 78 12* 135 7* 98 8 91 9 115 4*
ЭБТО ill 8 140 10* 69 13* 82 7 8о 8
Сукцинат ЭБта 100 12 130 4* 84 5 — 8о 8
Aцетилцистеинат ЭБTИ — 74 3* 132 7* 130 11* 131 6*
млБта 85 4 133 5* 129 6* 105 5 116 12
Сукцинат МЛЬте 96 7 124 6* 146 7* 79 7* 107 5
Aцетилцистеинат MARTO — 118 21 145 4* 126 11* 112 8
ЭAБTИ — 94 ю 100 12 — 116 8
Сукцинат ЭДБОТ юо з 130 з* 118 8* 121 7* 125 4*
Aцетилцистеинат ЭAБTИ — 71 18* 88 9 — 10б 11
ГAБTИ — 87 13 105 6 — 107 5
Сукцинат TABTO — 92 6 76 8* — 97 3
Aцетилцистеинат ГAБTИ 133 7* 143 5* 115 14 — 88 8
Плавание в бассейне
AБTИ — in 9 104 8 — —
Сукцинат ДБта 100 12 94 5 — — —
Aцетилцистеинат AБTИ — 101 7 — — до 12
ЭБТО — 129 6* — — —
Сукцинат ЭБта — 121 6* — — —
Aцетилцистеинат ЭБTИ — — 131 5* 100 6 92 13
млБта — 105 6 97П4 — —
Сукцинат MABra — юо 8 98 9 — —
Aцетилцистеинат MABTИ — — — 108 4 67 5*
Сукцинат ЭДБОТ — 69 8* до 8 96 6 ІОІП7
Aцетилцистеинат ГAБTИ — 68 5* 84 и* - —
Примечание: звездочкой (*) отмечены достоверные (p<0,05) различия по сравнению с контролем.
Лекарственные средства сравнения бемитил и бромантан при введении в дозе 50 мг/кг повышали работоспособность мышей на 64 и 56%, а в дозе 100 мг/кг на 34 и 42% соответственно в сравнении с контролем (табл. 2).
Таблица 2
Влияние лекарственных средств сравнения на физическую работоспособность животных в обычных условиях (в % к контролю)
Доза, мг/кг
25 50 100
Бег в тредбане
Бемитил 118 13 164 9* 134 0*
Бромантан 107Г 15 156 14* 142 8*
Плавание в бассейне
Бемитил — 127 8* 95 2
Бромантан — Ю О Ю О 9
Примечание: звездочкой (*) отмечены достоверные (р<0,05) различия по сравнению с контролем.
На модели плавания в бассейне среди доз, проявивших положительное действие по тесту бега в тредбане, только ЭБТИ и его производные подтвердили способность стимулировать физическую работоспособность животных (табл. 1). Эти соединения в активных дозах увеличивали продолжительность плавания мышей на 21-31% в сравнении с контролем.
ЕИШ
На фоне действия ацетилцистеинатов ГАБТИ и МАБТИ, а также сукцината ЭАБТИ в исследованных дозах физическая работоспособность по указанному тесту была ниже контрольных значений на 16-33%.
Из препаратов сравнения на модели плавания в бассейне активность проявлял только бемитил (табл. 2). При его введении в дозе 50 мг/кг время плавания мышей было на 27% больше контрольных значений.
Заключение. Таким образом, среди исследованных производных бензотиазола есть соединения, способные значимо повышать физическую работоспособность животных в обычных условиях. Влияние некоторых из них сопоставимо с эффектом, оказываемым лекарственными средствами сравнения.
Степень выраженности актопротекторного действия производных бензотиазола носит не только дозо-, но и структурозависимый характер. Присутствие в структуре бензотиазола этокси-, амино- или метиламиногруппы в качестве единственного заместителя позволяет проявлять веществу актопротекторную активность. В случае сочетания в молекуле бензотиазола аминогруппы с этокси- или гидроксигруппой влияния вещества на работоспособность животных не наблюдается.
Фрагменты органических кислот также неоднозначно влияют на актопротекторную активность гетероциклов. Сукцинат оказывается значимым при всех вариантах заместителей в молекуле бензотиазола. Причем он способствует расширению диапазона эффективных доз в сравнении с таковым у производных этокси-, амино- и метиламиногидроксибензотиазола. В случае этоксиаминобензотиазола остаток янтарной кислоты является фактором формирования актопротекторной активности, которая к тому же проявляется в четырех дозах. Добавление сукцината в молекулу гидроксиаминобензотиазола способствует значимому угнетению работоспособности животных.
В отличие от сукцината присутствие ацетилцистеината обеспечивает проявление стимулирующих свойств гидроксиаминобензотиазола на модели бега в тредбане. Сочетание ацетилцистеина с этокси- или метиламиногруппой приводит к развитию актопротекторных свойств в двух дозах, а с аминогруппой только в одной. Добавление указанной кислоты к этоксиаминобензотиазолу способствует угнетению работоспособности животных в сравнении с контролем.
На модели плавания в бассейне актопротекторное действие сохраняли только производные этоксибензотиазола независимо от наличия/отсутствия и типа кислотного остатка. То есть в случае этоксипроизводных бензотиазола определяющим является именно гетероциклическая составляющая, а не фрагмент кислоты, в то время как в остальных вариантах молекул значение имеет оба параметра.
Литература
1. Богушевич, С.Е. Влияние стабильных радикалов на антиоксидантные свойства экстрактов лекарственных растений / С.Е. Богушевич, С.В. Матвейчук, Г.Н. Лысенко // Молекулярная ибиохимическая фармакология : материалы междунар. науч. конф., посвящ. 80-лет. НАНБ. - Гродно, 2008.- С. 9-10.
2. Булгаков, А.К. Синтез и противомикробная активность 3-метилзамещенных
6.8-диметилтиазолоксантина / А.К. Булгаков, В.М. Дианов // Химико-фармацевтический журнал. - 2006. - № 10. - С. 30-31.
3. Дианов, В.М. Синтез и антиоксидантные свойства 3-метилзамещенных
6.8-диметилтиазоло[2,3-:Г]ксантина / В.М. Дианов // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. - 2009. - № 3. - С. 55-57.
4. Кулиненков, О.С. Фармакология спорта / О.С. Кулиненков // Самара, 2005. - 218 с.
5. Рожкова, Е.А. Сравнительное исследование влияния витамакса, синергина и а-токоферола на физическую работоспособность спортсменов высокой квалификации / Е.А. Рожкова, З.Г. Орджоникидзе, Р.Д. Сейфулла // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2003. - № 1.
6. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / под ред. Р.У. Хабриева. - М. : Медицина, 2005. - 458 с.
7. Рылова, М.Л. Методы исследования хронического действия вредных факторов в эксперименте / М.Л. Рылова. - Л., 1964.
8. Фармакологическая коррекция физической работоспособности / под ред. Н.Н. Самойлова. - М. : Зеркало, 2002. - 120 с.
9. Яснецов, В.В. Защитное действие производных 3-гидроксипиридина при экстремальных воздействиях / В.В. Яснецов// Авиакосмическая и экологическая медицина. 2007. - Т. 41, № 6. - С. 5-12.
DEPENDENCE OF THE BENZOTHIAZOLE DERIVATIVES OF AN ACTOPROTECTIVE EFFECT FROM THE TYPE OF SUBSTITUENT IN THE HETEROCYCLE AND THE TYPE OF ACIDIC RESIDUE
E.G.TSUBLOVA1 T.N. IVANOVA2 V.V.YASNETSOV3
1> BryanskState University Institute ofBiochemicalPhysicsRAS
3) Research Center RASInstitute of Biomedical Problems
e-mail: etsublova@gmail.com
In experiments on nonlinear mice an actoprotector activity of benzothiazole derivatives has been investigated. It is established, that ethoxy-, amino- andmethylamino derivatives of benzothiazole possess the most expressed influence on a physical working capacity of animals. And also a provided effect is kept without dependence from a type of the acid residue. The importance of last factor is traced on an example of hydroxy- and ethoxy derivatives of benzothiazole. Succinate promotes an appearance actoprotector properties only in a combination with ethoxy group in a heterocyclic structure, while acetylcysteinate promotes an appearance actoprotector properties in a combination with hydroxyl group. In the model of swimming in the pool a positive effect persists only in the compounds of ethoksibenzotiazol.
Key words: benzothiazole derivatives, physical working capacity of animals.
