Введение к работе
Актуальность темы
Фармакотерапия гипоксических состояний является исключительно важной проблемой для науки в целом и практической медицины в частности (Лосев Н. И., 1995; Коваленко Е. А., 1996; Хватова Е. М. и соавт., 2007; Sutton J. R., 1990; Gau-tier H., 1996; Ran K., Xu H. et al., 2005). Доказано, что кислороддефицитные состояния закономерно сопровождаются нарушениями клеточного метаболизма, синтеза АТФ. Последнее, как правило, приводит к возникновению необратимых изменений специфической активности клеточных образований организма, в первую очередь нейрональных элементов ЦНС, сократительных элементов сердечной мышцы (До-лова Ф. В. и соавт., 2000; Шаов М. Т. и соавт., 2002).
Как полагают многие исследователи, адекватное повышение резистентности организма к острым и хроническим гипоксическим состояниям, инициированным патологическими процессами, воздействием на организм экстремальных факторов среды обитания, техногенными катастрофами, оказывается возможным в ходе применения специализированных фармакологических средств защиты - так называемых антигипоксантов (Копцов С. В. и соавт., 2002; Шабанов П. Д., 2003; Зарубина И. В., Шабанов П. Д., 2004; Зарубина И. В., 2005).
Несмотря на то что современная фармацевтическая индустрия предлагает широкий выбор лекарственных средств, обладающих свойствами антигипоксантов, поиск идеальных высокоэффективных антигипоксантов по-прежнему продолжается, причем движущим фактором этого процесса выступают повседневные потребности клинической практики.
Среди перспективных антигипоксических веществ в настоящий момент особый интерес вызывают комплексные соединения металлов с антиоксидантами, синтез которых был впервые осуществлен в НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей Российского онкологического научного центра РАМН доктором химических наук Э. А. Парфёновым (Парфёнов Э. А., 2000).
В литературе имеются многочисленные указания на высокую биологическую активность химически модифицированных антиоксидантов, полимодальность их фармакологических эффектов, а также относительно низкую токсичность (Алейникова Т. Ю., 2001; Парфёнов Э. А. и соавт., 2002; Цыганова Т. Н., 2004; Свири-донова С. В., 2005). В частности, было установлено, что многие вещества данной группы, прежде всего соединения металлов с антиоксидантами, существенно увеличивают продолжительность жизни животных в условиях остро формирующихся гипоксических состояний (Кухарева О. В., 2003; Арбаева М. В., 2004; Левчен-кова О. С. и соавт., 2005; Евсеев А.В., 2008). Отметим данные, свидетельствующие о наличии отчетливых антигипоксических свойств у соединений, имеющих в качестве комплексообразователя двухвалентную медь (Евсеев А. В., 2004; Кату-нин М. П., 2006).
Вышеизложенное предопределило необходимость проведения экспериментального исследования, ориентированного на поиск среди пула вновь синтезированных химически модифицированных антиоксидантов таких соединений, которые обладали бы отчётливым защитным эффектом при возникновении и развитии у подопытных животных различных видов гипоксических состояний экзогенного происхождения.
Цель исследования
Изучить влияния новых комплексных соединений меди с антиоксидантами на устойчивость животных к остро формирующейся экзогенной гипоксии.
Задачи исследования
Изучить влияние новых комплексных соединений меди с антиоксидантами (71Q262-8, 71Q1070, 7iQ1072, 7iQ1076, 7iQ1077A, 7iQ1077B, 7iQ1079A, 7iQ1079B, 71QIO8O, 7iQ1085, 71QIO86) на продолжительность жизни мышей в условиях острой гипоксии с гиперкапнией, острой гипоксии без гиперкапнии, в условиях острой гипобарической гипоксии, сопоставляя эффекты использованных соединений с эффектами веществ сравнения.
Определить величину средней летальной и средней эффективной доз для наиболее активных комплексных соединений меди с антиоксидантами.
Оценить влияние наиболее активных комплексных соединений меди с антиоксидантами на энергетический обмен подопытных мышей.
Исследовать влияние наиболее активных комплексных соединений меди с антиоксидантами на показатели электрической работы сердца, внешнего дыхания мышей в условиях острой гипоксии с гиперкапнией, острой гипоксии без гиперкапнии, а также крыс в условиях острой гипоксии с гиперкапнией.
Изучить влияние наиболее активных комплексных соединений меди с антиоксидантами на показатели биоэлектрической активности коры головного мозга кошек в условиях острой гипоксии с гиперкапнией.
Научная новизна
Впервые изучено влияние новых комплексных соединений меди с антиоксидантами на устойчивость мышей к остро нарастающим экзогенным гипоксиче-ским состояниям. Установлено, что вещества 7iQ1077A и 7iQ1079A на всех моделях гипоксии демонстрируют выраженный защитный эффект, сопоставимый, а в ряде случаев превосходящий эффект вещества сравнения амтизола.
Впервые выявлена относительно низкая токсичность комплексного соединения меди с никотиновой кислотой и имидазолом 7iQ1077A в сравнении с близкими по химической структуре веществами 7iQ1079A и 7iQ262.
Впервые на модели избегательного оборонительного условного рефлекса обнаружено обратимое первично негативное влияние вещества 7iQ1077A на моторные компоненты двигательных условных рефлексов мышей.
Впервые в ходе анализа ЭКГ, дыхательных кривых у мышей доказано, что вещество 7iQ1077A в условиях нормобарических видов острой экзогенной гипоксии продлевает «период относительного благополучия» в большей степени, чем амтизол.
Впервые проведено измерение стандартного энергетического обмена у мышей на фоне действия вещества 7iQ 1077А. Установлено, что вещество 7iQ1077A в большей степени снижает величину энергетического обмена, чем вещество сравнения амтизол.
Впервые в ходе регистрации вызванных потенциалов соматосенсорной коры мозга кошек изучены защитные эффекты вещества 7iQ1077A при формировании у животных острой экзогенной гипоксии с гиперкапнией, что проявлялось в замедлении негативной динамики лабильных компонентов вызванных потенциалов.
Научно-практическая значимость работы
Среди 11 изученных новых фармакологических веществ - комплексных соединений меди с антиоксидантами выявлено высокоэффективное антигипоксиче-ское вещество - 7iQ1077A.
Получены данные, позволяющие сопоставить особенности реагирования наиболее чувствительных к острой экзогенной гипоксии сердечно-сосудистой, дыхательной, центральной нервной систем у животных с разным уровнем эволюционной организации.
В ходе выполнения работы были созданы устройства, позволяющие оптимизировать процедуру регистрации ЭКГ, дыхания у свободно передвигающихся животных. Все устройства (5) квалифицированы БРИЗом СГМА как рационализаторские предложения.
Работа поддержана грантом РФФИ № 07-04-96437.
Основные положения, выносимые на защиту
Из 11 исследованных комплексных соединений меди с антиоксидантами у 2-х веществ (7iQ1077A, 7iQ1079A) выявлена высокая антигипоксическая активность на моделях острой экзогенной нормобарической гипоксии с гиперкапнией, острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии и острой экзогенной гипоксии с гипобарией.
Вещество 7iQ1077A представляет собой относительно безопасное соединение, в отличие от вещества 7iQ1079A и вещества сравнения 7iQ262, являющихся высокотоксичными.
Вещество 7iQ1077A в опытах на мышах проявляет большую защитную активность при экзогенной гипоксии, чем антигипоксант амтизол.
Антигипоксический эффект вещества 7iQ1077A при острых экзогенных ги-поксических состояниях связан со снижением интенсивности метаболических процессов в организме.
Вещество 7iQ1077A обеспечивает пролонгирование активного состояния коры головного мозга кошек в условиях острой экзогенной гипоксии.
Внедрение результатов работы в практику
Полученные результаты используются в учебном процессе и лекционных курсах кафедр нормальной физиологии и фармакологии Смоленской государственной медицинской академии. Диссертационная работа выполнена на кафедре нормальной физиологии СГМА (заведующий - доктор медицинских наук профессор В. А. Правдивцев) в рамках плановой темы НИР, № государственной регистрации 01200601898 (протокол заседания учёного совета СГМА № 11 от 6.12.2005).
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на XI Международной конференции «Новые медицинские технологии и квантовая медицина» (Москва, 2005), межрегиональной научно-практической конференции «Типовые патологические процессы» (Уфа, 2005), Всероссийской конференции молодых исследователей «Физиология и медицина» (Санкт-Петербург, 2005), VI Международной научно-практической конференции «Здоровье и образование в XXI веке» (Москва, 2005), 35 научной конференции молодых ученых СГМА (Смоленск, 2007), XX съезде физиологического общества им. И. П. Павлова (Москва, 2007), проблемной комиссии Смоленской государственной медицинской академии «Физиология и патология нервной системы» (Смоленск, 2005, 2008), ежегодных совместных заседаниях Смоленских отделений фармакологического и физиологического обществ (Смоленск, 2006-2008), совместной конференции сотрудников кафедр фармакологии, нормальной физиологии, неврологии и психиатрии ФПК, патологической физиологии, биохимии СГМА (2008).
Публикации
По теме диссертации опубликована 21 печатная работа, из них 1 - в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК. Зарегистрировано 5 рационализаторских предложений (№ 1498 от 22.09.2006; № 1507 от 19.01.2007; № 1509 от 19.01.2007; № 1510 от 19.01.2007; № 1524 от 02.07.2007).
Объем и структура диссертации
Материалы диссертации изложены на 161 странице машинописного текста, содержат 5 таблиц и 43 рисунка. Диссертация состоит из следующих разделов: введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, двух глав собственных экспериментальных исследований, обсуждения результатов, выводов, научно-практических рекомендаций, списка литературы. Библиографический указатель включает 271 наименование, в том числе 168 отечественных и 103 иностранных.
