Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Фармакология антигипоксантов и актопротекторов (обзор литературы) . 12
1.1. Гипоксия и её фармакологическая коррекция .121.
1.1. Классификация гипоксий .121.
1.2. Проблема фармакологической защиты от кислородной недостаточности 141.
1.3. Фармакологическая коррекция гипоксии .15
1.2. Краткая характеристика экстремальных состояний.. 25
1.2.1. Понятие экстремальности 25
1.2.2. Взаимодействие экстремальных факторов .26
1.2.3. Классификация экстремальных факторов 27
1.2.4. Влияние чрезвычайных ситуаций на работоспособность .28
1.2.5. Средства коррекции последствий чрезвычайных ситуаций .29
1.2.6. Коррекция физической работоспособности в экстремальных ситуациях 30
1.2.7. Коррекция работы печени при токсических отравлениях .35
Глава 2. Материалы и методы 38
2.1. Животные и их распределение по методам исследования .38
2.2. Исследованные химические соединения и препараты сравнения .39
2.3. Методы исследования 42
2.3.1. Методика определения острой токсичности 42
2.3.2. Методики исследования антигипоксического действия .43
2.3.2.1. Гипоксия с гиперкапнией 43
2.3.2.2. Гемическая гипоксия .43
2.3.2.3. Гистотоксическая гипоксия 43
2.3.3. Методика измерения ректальной температуры .44
2.3.4. Методика исследования гепатотропного действия .44
2.3.5. Методики исследования физической выносливости .45
2.3.5.1. Физическая выносливость по методике предельного плавания 45
2.3.5.2. Физическая выносливость в обычных условиях по методике бега на третбане 45
2.3.5.3. Выносливость в условиях гиперкапнии 46
2.3.5.4. Выносливость в условиях гемической гипоксии .47
2.3.6. Статистическая обработка результатов опытов .47
Глава 3. Изучение антигипоксической активности производных тиазоло[5,4-b]ИНДОЛА .48
3.1. Изучение острой токсичности новых соединений .48
3.2. Гиперкапническая гипоксия 49
3.3. Гемическая гипоксия 51
3.4. Гистотоксическая гипоксия .53
3.5. Влияние соединений 5б и 5в на ректальную температуру крыс .54
3.6. Обобщение данных исследования антигипоксических свойств .55
Глава 4. Влияние производных тиазоло[5,4-b]индолана физическую работоспособность 57
4.1. Влияние производных тиазолоиндола на физическую работоспособность мышей в тесте «предельного плавания» .57
4.2. Влияние производных тиазолоиндола на физическую работоспособность крыс в обычных условиях .60
4.3. Повышение физической работоспособности в условиях гиперкапнии 62
4.4. Изучение физической работоспособности в условиях гемической гипоксии .66 4.5. Обобщение результатов исследования физической работоспособности 67
Глава 5. Изучение гепатопротекторного действия 69
Глава 6. Обсуждение полученных результатов 72
Выводы 81
Практические рекомендации 82
Список литературы
- Фармакологическая коррекция гипоксии
- Методики исследования антигипоксического действия
- Влияние соединений 5б и 5в на ректальную температуру крыс
- Влияние производных тиазолоиндола на физическую работоспособность крыс в обычных условиях
Введение к работе
Актуальность проблемы
Хорошо известно, что гипоксический фактор лежит в основе множества патологических процессов (Проблемы гипоксии, 2004). За последние полвека целенаправленного изучения антигипоксантов выявлено большое количество соединений разнообразного химического строения, обладающих свойствами устраняять негативные последствия гипоксии или предупреждать их. Многие вещества нашли свое применение в медицинской практике, однако выбор их ограничен (Смирнов А.В., Криворучко Б.И., 1998; Смирнов B.C., 2003).
Неуклонная химизация нашей повседневной жизни приводит к тому, что ежегодно в России госпитализируют около 200 тыс. лиц с отравлениями различными химическими веществами, более 30 тыс. из них погибают. Широкое использование и накопление в огромных объемах на предприятиях мирной индустрии высокотоксичных веществ чревато, с одной стороны, возможностью формирования очагов массовых санитарных потерь при химических авариях и катастрофах, а с другой - возможностью применения химикатов с диверсионными и/или террористическими целями (Белевитин А.Б. и др., 2008).
В связи с тенденцией к сокращению численности личного состава ВС РФ на военнослужащего увеличивается нагрузка семантического и физического характера. На данном этапе развития военно-промышленного комплекса создаются новейшие устройства (например, самолеты), технические характеристики которых превышают физические возможности человека. С целью повышения выживаемости летного состава используются противоперегрузочные, высотно-компенсирующие костюмы, но всего этого недостаточно. Кроме того, образцы техники нового поколения обладают повышенной сложностью и требуют повышения ответственности за эксплуатацию. Применение новых лекарственных средств адаптогенно-актопротекторного типа действия является эффективным и перспективным способом повышения физической и умственной работоспособности военнослужащих (Чиж И.М., 1997, 1998; Ганапольский В.П., 2008).
При возникновении аварийных ситуаций на промышленных предприятиях и военных объектах реальными становятся условия сочетанного действия на человека вредных веществ и физических факторов. Наряду с широким использованием при авариях технических средств индивидуальной защиты все большую актуальность приобретает применение лекарственных средств. В настоящее время используются лекарственные препараты, корригирующие неблагоприятное воздействие на организм человека вредных веществ и физических факторов (антидоты, термо- и фригопротекторы, радиопротекторы). Перспективным можно считать направление изыскания лекарственных средств, повышающих устойчивость человека к сочетанному воздействию разных по природе неблагопроятных факторов (Лукичева Т.А., 1996).
Антигипоксанты зачастую обладают поливалентной фармакологической активностью, являются препаратами широкого спектра действия. Среди новых, производных индола, конденсированных с триазином или имидазолом, которые разрабатываются на кафедре фармакологии Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова, обнаружены высокоактивные антигипоксанты, обладающие проти-вовоспалительным, противовирусным, противоотечным, гепатопротекторным, ак-топротекторным действием (Томчин А.Б. и др., 1997, 1998). В развитие этих работ синтезированы производные еще одной конденсированной системы индола - тиа-золо[5,4-Ь]индола, для которых выявлена высокая антигипоксическая активность при гипобарической гипоксии и противоотечное действие при остром токсическом поражении фосгеном (Марышева В.В. и др., 2002).
Целью работы явилось изучение фармакологической активности новых производных тиазоло [5,4-Ь] индола.
В задачи исследования входило:
1. Определение острой токсичности новых производных тиазоло[5,4-Ь]ин-дола на мышах.
Изучение антигипоксической активности новых производных тиазоло[5,4 -Ь] индола в моделях гиперкапнической, гемической и гистотоксической гипоксии на мышах.
Исследование влияния новых производных тиазоло[5,4-Ь]индола на физическую работоспособность мышей и крыс в обычных и осложненных условиях.
Выявление гепатопротекторной активности новых производных тиазоло [5,4-Ь] индола в модели острого токсического повреждения печени четыреххло-ристым углеродом у крыс.
Изучение связи структура - активность в ряду новых производных тиазоло [5,4-Ь] индола.
Научная новизна
Впервые получены данные по острой токсичности новых соединений, которые позволяют отнести их в основном к 4 классу токсичности.
Впервые изучено влияние оригинальных производных тиазолоиндольного ряда на устойчивость мышей в условиях острой экзогенной гипоксии — гиперкапнической, гемической, гистотоксической. Установлена высокая активность указанных соединений в моделях гиперкапнической и гемической гипоксии, сопоставимая или превышающая для отдельных веществ действие эталонного антиги-поксанта амтизола. По суммарным характеристикам наибольшими антигипокси-ческими свойствами обладают соединения с незамещенной аминогруппой и, в частности, 2-амино-4-ацетилтиазоло[5,4-Ь]индол.
В модели острого токсического поражения печени четыреххлористым углеродом для изучаемых соединений выявлена гепатопротекторная активность на уровне или выше препарата сравнения эссенциале.
Впервые показано, что производные тиазоло[5,4-Ь]индола обладают акто-протекторной активностью. Одни повышают физическую выносливость через 1 ч после введения, другие через 24 ч. Гидробромид 2-амино-4-ацетилтиазоло[5,4-Ь]индола, 2-амино-7-бром-4-ацетилтиазоло[5,4-Ь]индол и сукцинат 2-амино-4-ацетилтиазоло[5,4-Ь]индола обладают способностью поддерживать высокий уро-
9 вень работоспособности в течение суток. 2-Амино-4-ацетилтиазоло[5,4-Ь]индол, 2-сукцинимид-4-ацетилтиазоло[5,4-Ь]индол, 2-ацетиламино-4-ацетилтиазоло[5,4-Ь]индол оказались способны повышать выносливость и при осложнении гипокси-ческим фактором. Приоритетность исследования подтверждена 2 патентами РФ на изобретение и 2 положительными решениями по заявкам на патенты РФ. По результатам исследования внедрены 23 рационализаторских предложения.
Основные положения, выносимые на защиту:
Производные тиазоло [5,4-Ь] индол а малотоксичны и активно защищают организм от гиперкапнической и гемической гипоксии.
Соединения тиазолоиндольного ряда обладают актопротекторными свойствами. Особенно это присуще структурам, обладающим полным электронным сопряжением в циклической системе, со свободной или частично замещенной терминальной аминогруппой.
Соединения тиазолоиндольного ряда повышают работоспособность в условиях гиперкапнии.
Во всех изучаемых структурах обнаружены вещества с гепатопротектор-ными свойствами, проявляемыми в условиях острого токсического повреждения печени четыреххлористым углеродом.
Производные тиазоло[5,4-Ь]индола обладают поливалентной фармакологической активностью и могут защищать от сочетанного действия негативных факторов физической (гипоксия) и химической (токсиканты) природы.
Научно-практическое значение Изучение антигипоксической активности производных тиазоло[5,4-Ь]индо-ла в модели гиперкапнической гипоксии выявило гидробромид 2-амино-4-ацетилтиазоло[5,4-Ь]индола, который защищает организм на уровне эталонного препарата (амтизол), и его основание, значительно превышающее эталон по активности. Соединения тиазоло [5,4-Ь] индола со свободной аминогруппой, за исключением гидробромида бромсодержащего аналога, активно защищают мышей
10 от гибели (выживаемость 50-80%) в модели токсического воздействия нитрита натрия (гемической гипоксии), тогда как амтизол лишь увеличивает продолжительность жизни отравленных животных.
Выявлена актопротекторная активность в ряду тиазоло[5,4-Ь]индола. Производные структур, обладающих полным электронным сопряжением в циклической системе, со свободной или частично замещенной терминальной аминогруппой повышают работоспособность через 1 ч и/или 1 сутки после введения, то есть могут поддерживать высокий уровень активности в течение суток, в чем превосходят препараты сравнения фенамин и бемитил. Так, гидробромид 2-амино-7-бром-4-ацетилтиазоло[5,4-Ь]индола увеличивает работоспособность крыс через 1 ч в 2 раза, а через сутки почти в 6 раз, а фенамин - лишь в 2 раза через 1 ч.
Производные тиазоло[5,4-Ь]индола повышают работоспособность в условиях гиперкапнии на уровне препаратов сравнения, а гидробромид 2-амино-4-ацетилтиазоло[5,4-Ь]индола превышает этот уровень.
В модели острого токсического отравления крыс четырёххлористым углеродом показано защитное действие производных тиазоло[5,4-Ь]индола на уровне и выше препарата сравнения. Наличие брома в молекулах соединений усиливало защитный эффект.
Соединения ряда тиазоло[5,4-Ь]индола обладают поливалентной фармакологической активностью и способностью защищать организм от сочетанного действия физических (гипоксия) и химических (токсиканты) факторов. Это позволяет рассматривать производные тиазоло[5,4-Ь]индола как перспективные средства защиты от гипоксии, отравлений гепатотоксическими ядами и чрезмерных физических нагрузок.
Апробация работы Основные результаты работы доложены на 36 Всемирном конгрессе по военной медицине (Санкт-Петербург, 2005); научно-практической конференции «Современные проблемы военной и экстремальной терапии (Санкт-Петербург, 2005); 4-й международной научной конференции «Биологические основы инди-
видуальной чувствительности к психотропным средствам» (Москва, 2006); 5-м Всероссийском симпозиуме «Война и здоровье» (Москва, 2006); всеармейской научно-практической конференции «Инновационная деятельность в Вооруженных силах Российской Федерации» (Санкт-Петербург, 2006); научно-практической конференции «Актуальные вопросы повышения работоспособности и восстановления здоровья военнослужащих и гражданского населения в условиях чрезвычайных ситуаций» (Санкт-Петербург, 2006); научно-практической конференции «Актуальные вопросы клиники, диагностики и лечения больных в многопрофильном лечебном учреждении» (Санкт-Петербург, 2007); XX съезде Физиологического общества им. И.П.Павлова (Москва, 2007).
Апробация работы прошла на совместном научном заседании кафедр фармакологии и токсикологии и медицинской защиты Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова МО РФ (2008).
Публикации По теме опубликовано 23 работы, из них 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК РФ, получено 2 патента РФ на изобретение и 2 положительных решения по заявкам на патент, внедрено 23 рационализаторских предложения.
Связь задач исследования с проблемным планом Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова.
Структура и объем диссертации Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы и 4 глав собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, научно-практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Она изложена на 112 страницах компьютерного текста, содержит 14 таблиц, 12 рисунков. Библиографический указатель включает 256 источников литературы, их них 19 на иностранных языках.
Фармакологическая коррекция гипоксии
Гипоксия (от греческого «hypo» – ниже, под и «oxigenium» – кислород) – патологическое состояние, наступающее при недостаточном снабжении тканей организма кислородом или нарушении его утилизации в процессе биологического окисления. Синоним этого термина в русском языке – кислородное голодание или кислородная недостаточность. Уменьшение содержания О2 в крови обозначают как гипоксемия.
Гипоксия в той или иной степени выраженности сопровождает все патоло-гические процессы в организме (Зарубина И.В., Шабанов П.Д., 2004; Проблемы гипоксии, 2004). Кроме того, «гипоксический риск» очень высок в таких профес-сиях как летчики, космонавты, альпинисты, высокогорные туристы, подводники и водолазы. Экстремальная медицина связана, как правило, с понятием острой ги-поксии, имея ввиду острые травмы, кровопотери, инсульты, инфаркты, отравле-ния, пищевые либо воздушно-капельные инфекции, интоксикации эндогенные либо экзогенные, экстремальные состояния в спорте и в отдельных профессиях (Виноградов В.М., 1973; Курочкин С.Н., 1983; Муравов И.В., 1988; Гаркави Л.Х. и др., 1990; Макарова Г.А., 1992; Смирнов А.В., Криворучко Б.И., 1998; Смирнов В.С. 2003).
Острая гипоксия – патологическое состояние, когда функция внешнего дыхания не обеспечивает достаточное снабжение организма кислородом и адек-ватный газовый состав крови поддерживается ценой чрезмерных энергетических затрат. Встречается тяжелая форма, или «взрывная» гипоксия и умеренно, или медленно нарастающая. Гипоксическая гипоксия (гипоксемия) – недостаточное содержание кислорода в артериальной крови. При низком напряжении кислорода в артериальной крови гемоглобин насыщается кислородом не полностью, то есть ниже нормального уровня. Иногда эту форму называют артериальной гипоксеми-ей.
Более детальное этиопатогенетическое разделение многочисленных вариан-тов физиологической и патологической гипоксии предложено А.З. Колчинской (1979), которая на основании анализа процесса массопереноса и утилизации ки-слорода в различных звеньях системы дыхания выделила такие основные типы гипоксических состояний, как: 1) гипоксическая гипоксия, вызванная снижением рО2 во вдыхаемом воздухе (р1О2); 2) респираторная гипоксия, сопровождающаяся снижением рО2 в альве-олярном воздухе (рАО2) и артериальной крови (раО2) вследствие поражения ды-хательных путей и легких при нормальном рJO2; 3) анемическая (гемическая) гипоксия – снижение содержания О2 в арте-риальной крови либо из-за уменьшения ее кислородной емкости, либо из-за сни-жения кислородсвязывающих свойств гемоглобина при нормоксическом раО2; 4) циркуляторная гипоксия – снижение скорости доставки в кровью О2 к тканям из-за нарушения циркуляции крови; 5) гипоксия нагрузки – снижение рО2 в тканях и венозной крови, возни-кающее в результате повышения нагрузки на систему дыхания вследствие увели-чения потребления О2 усиленно функционирующими клетками; 6) первичная тканевая гипоксия – кислородное голодание, обусловлен-ное повреждением механизмов утилизации О2 в клетках при нормальном содер-жании и напряжении О2 в цитоплазме.
Таким образом, на уровне современных представлений под гипоксической (гипобарической) гипоксией следует понимать состояние, развивающиеся вслед-ствие снижения парциального давления во вдыхаемом воздухе. Такое состояние может возникать в условиях высокогорья, высотном полете, при создании разря-жения в барокамере, дыхании обедненными кислородом газовыми смесями, в плохо вентилируемых помещениях и т.п. (Тимочко М.Ф. и др., 1996; Lawrence D.A. et al., 1996).
Острая гипоксия возникает чрезвычайно быстро. Экспериментальные жи-вотные при дыхании физиологически инертными газами (азот, гелий, метан) по-гибают через 45-90 секунд, если не возобновляется подача кислорода, а при ост-рой гипобарической гипоксии (дыхание 8% О2) – через 30-40 минут. (Gao E. et al., 2001).
Проблема фармакологической защиты организма от кислородной не-достаточности В клинической физиологии считается общепринятым факт решающей роли гипоксии как в возникновении, так и в течении многих заболеваний (Проблемы гипоксии, 2004). По механизму действия антигипоксанты принято разделять на две основные группы: вещества, корригирующие работу систем транспорта ки-слорода к тканям, и метаболические антигипоксанты. Последние восстанавливают функции дыхательной цепи в клетке. Назначение антигипоксантов – оптимизация процессов доставки кислорода к тканям или восстановление нормального функ-ционирования дыхательной цепи митохондрий (Виноградов В.М., Урюпов О.Ю., 1985). Дефицит энергии, лежащий в основе любой формы гипоксии, приводит к качественно однотипным метаболическим и структурным сдвигам в различных органах и тканях (Боголепов Н.Н., 1979; Лукьянова Л.Д., 2004). Необратимые из-менения и гибель клетки при гипоксии обусловлены нарушением многих метабо-лических путей в цитоплазме и митохондриях, возникновением ацидоза, актива-цией свободнорадикального окисления, повреждением биологических мембран, затрагивающим как липидный бислой, так и мембранные белки, включая фермен-ты. Рассматривая биоэнергетику клетки при гипоксии во всей ее сложности, сле-дует подчеркнуть комплексный характер развивающихся нарушений, тесно свя-занных друг с другом причинно-следственными отношениями: недостаточная энергопродукция в митохондриях при гипоксии обуславливает развитие многооб-разных неблагоприятных сдвигов, которые в свою очередь нарушают функции митохондрий и приводят к еще большему энергодефициту, что, в конечном счете, может вызвать необратимые повреждения клеток и гибель (Лукьянова Л.Д., 2004).
Антигипоксанты, способны предотвратить, уменьшить или ликвидировать проявления гипоксии благодаря поддержанию энергетического обмена в режиме, достаточном для сохранения структуры и функциональной активности клетки хо-тя бы на уровне допустимого минимума (Смирнов А.В., Криворучко Б.И., 1998).
Идея фармакологической коррекции гипоксических состояний сформирова-лась в середине прошлого столетия. Кафедра фармакологии Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова является пионером в создании и развитии антигипок-сантов и актопротекторов – веществ, которые помогают переносить различные чрезвычайные ситуации и нагрузки (Лазарев Н.В., 1958; Виноградов В.М., 1984; Смирнов А.В., Виноградов В.М., 1994). Системные исследования в этом направ-лении позволили найти и синтезировать ряд соединений, способных восстанавли-вать дыхательный баланс организма и устранять разнообразные виды гипоксии. С 1993 года в фармакологической классификации антигипоксанты выделены в Рос-сии в самостоятельную группу.
Первым антигипоксантом считают препарат гутимин (NH2)2C=NCSNH2 (Пастушенков Л.В., 1966, 2000), производное тиомочевины. Вплоть до 1965 года вещество не предполагалось использовать в медицине и ветеринарии. Как хими-ческий реагент 2-амидинотиомочевина находит разнообразное применение: в ка-честве лиганда для получения комплексов с ионами многих металлов, как анали-тический реактив, в сельском хозяйстве в качестве удобрения. Атом серы в моле-куле гутимина оказался необходимым для антигипоксической активности, замена его на атом кислорода или селена приводила к утрате активности (Басиева Т.С. и др., 1973). Малая токсичность и необычайная широта терапевтического действия на организм предопределили интенсивное использование гутимина и его солей с органическими кислотами из цикла Кребса в экспериментальной и клинической медицине (Лукьянова Л.Д., 1990; Смирнов А.В., Криворучко Б.И., 1998).
Методики исследования антигипоксического действия
В последние годы проводится интенсивный поиск синтетических антиокси-дантов, способных компенсировать при гипоксических состояниях органов и тка-ней организма недостаточность природных антиоксидантов. Наиболее далеко ис-следования в этой области продвинулись в отношении применения производных 3-оксипиридина, в частности эмоксипина и мексидола. Следует отметить, что они являются структурными аналогами соединений витамина В6, играющего роль природного антиоксиданта в организме (Владимиров Ю.А., Арчаков А.И., 1972; Бубнова В.И., Черногубова Е.А., 1993; Вагнер Е.А. и др., 1997) и оказывают инги-бирующее действие как на ферментативное, так и на неферментативное перекис-ное окисление липидов (Бражинская Ф.И. и др., 1992; Погорелый В.Е. и др., 1999; Клебанов Г.И. и др., 2001).
Наибольший интерес у исследователей и практических врачей вызывает препарат мексидол. По химической структуре мексидол является соответствую-щей эмоксипину солью янтарной кислоты, однако, по своей антиоксидантной ак-тивности превосходит как эмоксипин, так и проксипин.
Мексидол сочетает антиоксидантные свойства основания (производное 3-оксипиридина) с антигипоксической активностью сукцината. Такая двойственная природа мексидола способствует одновременному включению нескольких защит-ных механизмов в организме при гипоксии и тем самым повышает эффективность его действия, что имеет решающее значение в острую фазу ишемического ин-сульта и инфаркта (Bergeron M. et al., 1997). Мексидол эффективен практически при любой форме гипоксии, но особенно при гистотоксической форме кислород-ной недостаточности. Клинические исследования показали, что мексидол оказы-вает нейропротекторное, противогипоксическое, анксиолитическое, антистрес-сорное, ноотропное, антиалкогольное, антинаркотическое, противопаркинсониче-ское, вегетотропное и противосудорожное действие (Дюмаев и др., 1995; Ворони-на Т.А. и др., 2002; Михин В.П. и др., 2001; Суслина З.А. и др., 2001). Рекоменду-ют применять мексидол для профилактики и лечения нарушений, возникающих в экстремальных ситуациях (Смирнов Л.Ю. и др., 2004).
Синтезированы новые производные 2-(2-фенилэтил)-3-гидроксипири- дина и изучены их антигипоксические и антигипертермические свойства (Кузьмин В.И. и др., 1993). Ни один из исследованных пиридинов не оказывает защитного дей-ствия при гемической гипоксии, но в то же время у ряда соединений обнаружена выраженная антигипоксическая активность на модели острой гипоксической ги-поксии с гиперкапнией и острой гистотоксической гипоксии. Фармакологический спектр действия этих соединений (антигипоксанты, термопротекторы и корректо-ры физической работоспособности) обусловлен их высокой антирадикальной и мембраностабилизирующей активностью, связанной, в свою очередь, с наличием в их структуре двух активных фармакофоров – 3-гидроксипиридиновой и фенилэ-тильной групп (Кузьмин В.И. и др., 1993).
Антигипоксический эффект, выразившийся в увеличении устойчивости мозга к гипоксии, отмечен у ноотропного средства пирацетама – 2-оксо-1-пирролидинил ацетамида (Машковский М.Д. и др., 1977). Пирацетам Замена атомов кислорода на атомы серы в молекуле пирацетама значи-тельно усиливает выраженность антигипоксического эффекта, при этом соедине-ние оказывает системное противогипоксическое действие (Граник В.Г. и др., 1989). Для тиоаналогов пирацетама характерно, что введение заместителей по атому азота боковой цепи снижает их антигипоксическую активность (Кадушкин А.В. и др., 1989).
Известный кардиопротектор триметазидин (предуктал), производное пипе-разина (Смирнов А.В. и др., 1998), обладает антигипоксической активностью на модели острой гипобарической гипоксии и ишемии мозга, а также защищает ишемизированный миокард (Доморадская А.И., 1995; Елисеев О.М., 1996).
В литературе имеются сведения об антигипоксических свойствах цитохрома С, представляющего естественный для организма компонент дыхательной цепи митохондрий. В экспериментальных исследованиях доказано, что экзогенный ци-тохром С при гипоксии проникает в клетку и митохондрии, встраивается в дыха-тельную цепь и способствует нормализации энергопродуцирующего окислитель-ного фосфорилирования. Цитохром С может быть средством комбинированной терапии критических состояний. В настоящее время разработана его липосомаль-ная лекарственная форма, обеспечивающая более высокую биодоступность и эф-фективность по сравнению с обычной лекарственной формой в виде раствора (Криворучко Б.И. и др., 1994; Кашина Е.А., 1994). К сожалению, липосомальная форма цитохрома С не получила широкого распространения из-за сложной техно-логии производства.
Влияние соединений 5б и 5в на ректальную температуру крыс
Гиперкапническая гипоксия – весьма распространенная форма гипоксиче-ских состояний, возникающая в обыденной жизни, связана с замкнутыми про-странствами, в которые по каким-то причинам прекращается доступ воздуха. Особенно эта проблема остра для подводников и космонавтов, имеет большое во-енно-медицинское значение. Изучение влияния производных тиазолоиндола в модели гиперкапнической гипоксии проводили по известной методике на мышах. Поскольку оптимальные противогипоксичесие дозы были подобраны ранее (Марышева В.В. и др., 2002), а все соединения являются замещенными производными базового соединения, то для выявления связи структура-активность мы исследовали их в эквимольных по отношению к амтизолу дозах. Полученные результаты приведены в табл. 3.
Данные о продолжительности жизни мышей (табл. 3) выявляют интересные закономерности. Для группы препаратов гидратированной тиазолоиндольной сис-темы 4 характерно: для соединений 4в,г, содержащих бром в бензольном кольце, явное усугубление состояния опытных животных, продолжительность жизни ко-торых составляет соответственно 79% и 74% от контроля. Соединение 4б практи-чески не влияет на продолжительность жизни мышей, а 4а даже увеличивает её на 25%, хотя и недостоверно.
Для препаратов группы 5 наблюдаем схожее действие: бромсодержащие со-единения 5в,г не улучшают состояния животных, а их аналоги без брома 5а,б проявляют высокие защитные свойства. По данным двух опытов, приведенных в табл. 3, активность соединения 5а, которое увеличивает продолжительность жиз-ни мышей на 51%, очень близка к действию препарата сравнения амтизола (61%). Вещество 5б увеличивает продолжительность жизни на 82% относительно кон-троля и значительно превышает действие эталона (на 21%).
В активности препаратов группы 6 нет большой разницы, в этой структуре влияние брома в бензольном кольце заметно не ощущается. Оба соединения – 6а и 6б не улучшают состояния животных: продолжительность жизни опытных жи-вотных составляет 86% и 80% соответственно.
Для группы 7, которая отличается от соединения 5б замещением одного во-дорода в терминальной аминогруппе остатком янтарной (7а) или уксусной кисло-ты (7в), получены одинаковые результаты. Оба соединения обладают активно-стью и увеличивают продолжительность жизни опытных животных на 38%. Та-ким образом, замещение в аминогруппе соединения 5б привело к некоторой поте-ре активности в этой модели гипоксии. По убыванию активности в модели гиперкапнической гипоксии соединения можно выстроить в следующий ряд: 5б амтизол 5a 7a = 7б 4a.
Модель гемической гипоксии отражает распространенное взаимодействие ядов с гемоглобином крови, вследствие чего затрудняется транспорт кислорода к тканям и органам. В повседневной жизни с такими явлениями приходится сталки-ваться как при банальных бытовых отравлениях, так и при техногенных катаст-рофах различного характера. По роду деятельности такому виду гипоксии под-вержены спасатели, пожарные, ликвидаторы.
Результаты исследования антигипоксической активности производных тиа-золоиндола в модели гемической гипоксии в эквимольных в амтизолом дозах на мышах представлены в табл. 4. В каждой группе 8-10 животных.
Изучение активности веществ в модели гемической гипоксии (табл. 4) вы-явило следующие факты: структуры 4 и 6, 7 либо не достоверно увеличивают продолжительность жизни опытных животных на 20-25%, либо не отличаются от контроля. Соединения структуры 5 (за исключением 5в) защищают опытных жи-вотных от гибели: соединение 5б имеет коэффициент защиты КЗ 1,80-1,90, 5а – 1,50-1.67, 5г – 1,50. Эталонный препарат амтизол не защищает от гибели опытных животных и достоверно уступает по этому показателю соединениям структуры 5.
Исследование соединений на мышах в модели гемической гипоксии Группа животных Доза,мг/кг,в/бр Выживае-мость жи-вотных,% Продолжи-тельность жизни, мин Продолжитель-ность жизни,% по отношению к контролю КЗ
Для изучения в этой модели были отобраны два соединения. Препарат 5б проявил себя в предидущих исследованиях как наиболее активное вещество, он представляет собой основание тиазоло[5,4-b]индола со свободной терминальной аминогруппой. Вторым препаратом выбрали 7а, как аналога по строению, отли-чающегося лишь замещением одного водорода в терминальной аминогруппе (табл. 2). Соединения применяли в эквимольных по отношению к амтизолу дозах. Полученные результаты представлены в табл. 5. В каждой группе по 8-10 живот-ных.
Изучение изменения ректальной температуры у крыс под действием новых антигипоксантов предпринимали с целью выяснения возможного механизма их действия. Для исследования выбрали препарат 5б, обладающий наиболее силь-ными антигипоксическими свойствами, и его бромзамещенный аналог в виде гидробромида 5в. Соединения исследовались в тех же дозах, что применялись при изучении антигипоксического действия через 1 час после внутрибрюшинно-го введения и через сутки в сравнении с контролем, получавшим инъекцию фи-зиологического раствора. В каждой группе по 8 животных. Полученные данные приведены в табл. 6.
Влияние производных тиазолоиндола на физическую работоспособность крыс в обычных условиях
По коэффициенту де Ритиса наиболее близки к норме ферментные показа-тели в группах животных, получавших соединения 4в и 4г (табл. 12).
Надо отметить, что в рассматриваемых структурах большую активность проявили соединения, у которых один протон в бензольном кольце был замещен на атом брома. Так, при сравнении (табл. 12) коэффициентов защиты КЗ в случае пары гидробромидов 4а и 4в наличие брома увеличивало активность на 13%, в случае оснований 4б и 4г на 39%. Та же тенденция характерна для структур 5 и 6, разница в активности от 13 до 20%.
Таким образом, производные тиазоло[5,4-b]индола обладают выраженной гепатопротекторной активностью. Соединения 5б-г и 4в,г обладают активностью, превышающей препарат сравнения эссенциале. Для исследованных соединений не обнаружено зависимости между высокой антигипоксической и гепатотропной активностью. Структуры 4 и 5 являются перспективными для поиска и создания гепатопротекторов.
Современная отечественная медицина остро нуждается в новых эффектив-ных лекарственных препаратах. Разработанные в 70-80 гг. прошлого века на ка-федре фармакологии Военно-медицинской академии антигипоксанты амтизол и бемитил успешно прошли клинические испытания. В настоящее время бемитил внедрен в практику гражданской, военной и спортивной медицины (Родичкин П.В., 2004). Перспективный препарат амтизол из-за прекращения финансирования в 90-х годах широко используется пока только в экспериментальной фармаколо-гии и является эталонным антигипоксантом при исследовании новых веществ на антигипоксическую активность (Методические указания, 1990). Дальнейшие изыскания новых антигипоксантов на кафедре фармакологии Военно-медицинской академии привели к получению большого массива новых химических соединений, которые представляют собой несколько рядов конденси-рованных производных индола, содержащих в своей структуре фармакофорные группировки тио- и изотиомочевины (структуры 1-3 на рис. 5). В развитие этих работ были синтезированы производные тиазоло[5,4-b]индола (структуры 4-7 на рис. 5), в которых воспроизводится фрагмент амтизола. Как и ожидалось, соеди-нения этого ряда проявили высокую активность в модели гипобарической гипок-сии, близкую или превосходящую таковую у эталонного антигипоксанта амтизо-ла. Перед нами стояла интереснейшая задача по изучению фармакологических свойств новых перспективных соединений.
Исследование острой токсичности на мышах показало, что ЛД50 большин-ства из них (табл. 2) превышает 500 мг/кг, что позволяет отнести их к разряду умеренно и малотоксичных веществ, то есть они могут потенциально применять-ся в медицинской практике. Так, например, для высокоактивного соединения 5б терапевтический индекс по гипобарической гипоксии составляет: ТИ = 1420 : 50 = 28,4.
В отличие от проявленной активности в модели гипобарической гипоксии, где все соединения защищают в той или иной мере опытных животных от гибели (контроль гибнет весь), в других моделях гипоксии не все соединения обладают активностью, зато обозначились явные лидеры (рис. 8).
В модели гиперкапнической гипоксии увеличивали продолжительность жизни опытных животных соединения 4а, 5а, б и 7а, б. По убыванию активности в модели гиперкапнической гипоксии соединения можно выстроить в следующий ряд: 5б амтизол 5a 7a = 7б 4a, то есть соединение 5б превосходит, а 5а очень близко по активности к эталонному препарату. В структуре 5 соединения, содержащие бром, не отличались по активности от контроля.
Действие изучаемых соединений в модели гемической гипоксии представ-лено на рис. 9. Все представители структуры 5, за исключением 5в, обладали ак-тивностью, значительно превосходящей амтизол. Они защищали от гибели 50-80 % опытных животных, тогда как эталон лишь увеличивал продолжительность жизни. В структуре 5 активность проявили как бромсодержащее соединение 5г, так и структуры без него – 5а, б. По убыванию активности в модели гемической гипоксии соединения можно выстроить в следующий ряд: 5б 5a 5г амтизол. Возможно, дальнейшее углубленное изучение препаратов проявит их перспектив-ность в качестве антидотов к нитритным ядам.
Как видно из диаграммы, приведенной на рис. 10, соединение 5б увеличи-вает продолжительность жизни опытных животных на треть, однако уступает ам-тизолу, который увеличивает ее на . Замещение в аминогруппе негативно сказы-вается на активности, 7а даже усугубляет действие токсиканта.
При изучении антигипоксической активности обнаружено доминирующее положение структуры 5, имеющей свободную терминальную аминогруппу в от-личие от структур 6 и 7 и ароматическое строение конденсированных циклов в отличие от структуры 4. Замещение бромом одного водорода в бензольном кольце в разных моделях играло разную роль: в гипобарической – положительную, в ги-перкапнической - отрицательную, в гемической – неоднозначную. Замещения в терминальной аминогруппе одного водорода (структура 7) или двух (структура 6) приводили к некоторому уменьшению антигипоксической активности на всех мо-делях гипоксии, особенно в гемической. Циклическая система 4 отличается от наиболее активных соединений структуры 5 тем, что не имеет полного сопряже-ния двойных связей. Уменьшение ароматичности сказывается в уменьшении ан-тигипоксической активности соединений структуры 4 на всех моделях гипоксии и особенно в гемической. Соединения структуры 5 весьма перспективны для дальнейшего исследова-ния в качестве антигипоксантов, особенно интересны их защитные свойства от гемических ядов.
Изучение влияния наиболее активных соединений 5б и 5в на ректальную температуру крыс показало достоверное её понижение на 3,5 и 2,5 градуса соот-ветственно, что совпадает с литературными данными. Явное торможение обмен-ных процессов, проявившееся через 1 ч после введения изучаемых веществ (табл. 6), хорошо объясняет противогипоксический эффект как следствие экономизации ресурсов. Через сутки температура крыс не отличалась от исходной. Подобные температурные эффекты наблюдались у широко известных антигипоксантов ам-тизола и бемитила (Александрова А.Е., 1978), а также при изучении новых произ-водных 3-оксипиридина СК-119 и витамина РР Q 519
![Новые подходы к синтезу конденсированных пиридо[4,3-b]индолов и бензо[b][1,6]нафтиридинов](/i/i/4287/382103.png "Новые подходы к синтезу конденсированных пиридо[4,3-b]индолов и бензо[b][1,6]нафтиридинов Смирнова Ольга Борисовна")