Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 12
Глава 2. Материалы и методы исследования 24
2.1. Объекты исследования 24
2.2. Методы исследования 28
Глава 3. Результаты исследований 35
3.1. Компьютерное прогнозирование активности мнемотропной и антидепрессивной активности в рядах ранее изученных фосфорилацетогидразидов 35
3.2. Компьютерное прогнозирование нейротропной активности в новом ряду производных арил(гидразинокарбонилметил)фосфиновых кислот 40
3.3. Влияние на процессы памяти у мышей на модели УРПИ 45
3.4. Изучение антидепрессивной активности соединений на модели «поведенческое отчаяние» 47
3.5. Влияние на двигательно-ориентировочную реакцию мышей на модели «открытое поле» 48
3.6. Исследование анксиолитической активности соединений 50
3.7. Изучение влияния на время удержания животных на вращающемся стержне 51
Глава 4. Сравнительное исследование однократного и многократного введения мышам перспективного соединения - натриевой соли хлорфенил(гидразинокарбонилметил)фосфиновой кислоты 53
4.1. Влияние на процессы памяти у мышей на модели УРПИ 53
4.2. Влияние на процессы памятия у мышей на модели «Т-образный лабиринт» 55
4.3. Изучение антидепрессивной активности на модели "поведенческое отчаяние" 56
4.4. Исследование анксиолитической активности на модели «конфликтная ситуация» 57
4.5. Влияние соединений на двигательно-исследовательскую активность мышей на модели «открытое поле» 58
4.6. Влияние на поведение мышей на модели «крестообразный лабиринт» 60
4.7. Изучение влияния соединений на время удержания животных на вращающемся стержне 62
4.8. Влияние соединений на эффекты предшественника серотонина (5-ОТФ) 63
4.9. Влияние соединений на продолжительность тремора, вызванного введением центрального М-холиномиметика ареколина 64
Глава 5. Фармацевтический анализ качества перспективного соединения натриевой соли 4-хлорфенил(гидразинокарбонилметил)фосфиновой кислоты 67
5.1. Качественный анализ натриевой соли 4 хлорфенил(гидразинокарбонилметил)фосфиновой кислоты 67
5.2. Определение примесей в субстанции натриевой соли 4 хлорфенил(гидразинокарбонилметил)фосфиновой кислоты 71
5.3.Количественное определение натриевой соли 4 хлорфенил(гидразинокарбонилметил)фосфиновой кислоты методом УФ спектрофотометрии 77
Глава 6. Обсуждение полученных результатов 83
Выводы 96
Практические рекомендации 97
Список литературы 98
- Методы исследования
- Влияние на процессы памяти у мышей на модели УРПИ
- Влияние на процессы памятия у мышей на модели «Т-образный лабиринт»
- Определение примесей в субстанции натриевой соли 4 хлорфенил(гидразинокарбонилметил)фосфиновой кислоты
Введение к работе
Актуальность проблемы. Поиск и разработка эффективных нейропсихотропных препаратов является одним из актуальных направлений психофармакологии, как в России, так и за рубежом. В последние годы, в связи с увеличением неиропсихических расстройств, пристальное внимание уделяется поиску эффективных соединений, улучшающих мыслительные функции и память, обладающие антидепрессивными, анксиолитическими, нейропротекторными свойствами и др. (Ramos MA. Drugs in context: a historical perspective on theories of psychopharmaceutical efficacy II Journal of Nervous and Mental Disease.-2013. Vol. ll.-P. 926-933; Ku L.J., Pai M.C. Use of cognitive enhancers and associated medical care costs among patients with dementia: a nationwide study in Taiwan II International . 26, № 5.-P. 795-804).
Известно, что определенный спектр биологической активности обусловлен наличием тех или иных фармакофоров в структуре молекулы. Так, например, немаловажную роль в реализации нейротропной активности играют диметиламиногруппа, арильный радикал с различными заместителями и др. Они нередко присутствуют в молекулах соединений, обладающих антидепрессивной, мнемотропной, транквилизирующей и другими видами активности (Eildal J.N., Andersen J., Kristensen A.S. et al. From the selective serotonin transporter inhibitor citalopram to the selective norepinephrine transporter inhibitor talopram: synthesis and structure-activity relationship studies II Journal of Medical . 51, №10.-P. 3045-3048; Zhang Q., Liang Z., Chen L.Y. et al. Novel brain targeting prodrags of naproxen based on dimethylamino group with various linkages//. 62, № 6.-P. 261-266).
Последнее время внимание исследователей в качестве потенциальных нейропсихотропных препаратов привлекают соединения, эффекты которых обусловлены одновременным действием на разные патогенетические звенья патологического процесса. Этими свойствами обладают фосфорилацетогидразиды (ФАГ), содержащие четырехкоординированный атом фосфора в составе фосфорильного фрагмента, который способен одновременно содержать несколько фармакофоров (Семина И.П., Тихонова Н.А., Байчурина А.З. и др. Психотропная активность незамещенных производных фосфорилацетогидразидов// Химико-фарм. журн.-2002.-Т. 36, № 4.-С. 3-6).
В этом ряду разработан и внедрен в практическую медицину фосфабензид, на заключительной стадии доклинических исследований находится препарат КАПАХ и др. (Заиконникова И.В., Вальдман А.В., Козловская М.М. Фармакологическая характеристика транквилизирующего действия гидифена// Фармакология и
токсикология.-1980.-T. 43, № 4.-С. 334-336; Семина И.И., Тихонова Н.А., Байчурина А.З. и др. Нейропротективное действие КАПАХ, представителя нового класса ноотропов - неантихолинэстеразных фосфорорганических соединений // Вестник РАМН.-1999.-№ З.-С. 32-36).
С целью оптимизации поиска потенциальных лекарственных препаратов и прогнозирования наиболее активных соединений среди многочисленных рядов фосфорсодержащих соединений целесообразно использовать методы компьютерного дизайна.
В настоящее время существует богатая база данных о химических структурах с описанием их биологической активности и возможных механизмов действия (PubChem, ChEBI, ChemSpider, DrugBank, etc.), на основании которых разработаны разнообразные компьютерные технологии, позволяющие проводить компьютерное прогнозирование биологической активности исследуемых соединений - PASS (Poroikov V.V., Filimonov D.A. How to acquire new biological activities in old compounds by computer prediction II Journal of Computer-Aided Molecular . 16, № ll.-P. 819-824), «Микрокосм» (Васильев П. M., Спасов А.А. Применение компьютерной информационной технологии для прогноза фармакологической активности структурно разнородных химических соединений//Вестн. Волгогр. гос. мед. ун-та.-2005.-№ 1 (13).-С. 23-30), OCHEM (Sushko I., Novotarskyi R., Korner R. et al. Online chemical modeling environment (OCHEM): web platform for data storage, model development and publishing of chemical information// Journal of Computer-Aided Molecular . 25, № 6.-P. 533-554) и многие другие (Wang R., Gao Y., Lai L. LigBuilder: A Multi-Purpose Program for Structure-Based Drug Design II Journal of Molecular . 6, № 7.-P. 498-516; Leach A.R, Gillet V.J. An introduction to Chemoinformatics. -XV.: Springer, 2003.-259 p.).
Особую популярность приобрела программа PASS (Prediction of Activity Spectra for Substances), позволяющая анализировать более 4000 видов различной биологической активности (Поройков В.В., Филимонов Д.А., Будунова А.П. Сравнение результатов предсказания спектра биологической активности химических соединений компьютерной системой PASS и экспертами // Научно-техническая информация.-1993. Сер. 2,№6.-С. 11-13).
Многочисленными исследованиями была доказана применимость программы PASS для анализа фармакологических эффектов, механизмов действия, взаимодействия с ферментами метаболизма, влияние на экспрессию генов и т.д. (Ковалева В.Л., Шилова Е.В., Поройков В.В. Современные тенденции в поиске и разработке новых антиастматических, антиаллергических средств // Химико-фарм. журн. - 2003. - Т.37. -№ 6. - С. 16 - 20; Koborova O.N., Filimonov D.A., Zakharov A.V. et al. In silico method for
identification of promising anticancer drag targets II SAR and QSAR in Environmental Research. - 2009. - Vol. 20, № 7. - P. 755 - 766).
Кроме того, опираясь на знания биологической активности функционально-активных группировок, программа открывает возможности для дизайна новых молекул с заданными биологическими свойствами.
Настоящая работа посвящена оптимизации поиска перспективных соединений в
новых рядах фосфорсодержащих веществ - производных
арил(гидразинокарбонилметил)фосфиновых кислот (АГКМФК) с использованием компьютерного прогноза и экспериментальному изучению их эффективности как потенциальных нейропсихотропных лекарственных препаратов.
Цель исследования:
На основе анализа прогнозируемой в программе PASS неиропсихотропнои активности и экспериментальных данных в рядах ранее изученных соединений -производных фосфорилацетогидразидов, осуществить компьютерный дизайн и экспериментальное изучение неиропсихотропнои активности в ряду вновь синтезированных производных арил(гидразинокарбонилметил)фосфиновых кислот.
Задачи исследования:
-
Провести сопоставление и анализ прогнозируемой в компьютерной программе PASS неиропсихотропнои активности с экспериментальными данными в рядах ранее изученных фосфорилацетогидразидов.
-
Изучить нейропсихотропные свойства новых производных арил(гидразинокарбонилметил)фосфиновых кислот, разработанных с помощью компьютерного прогноза на экспериментальных животных, выявить наиболее активные соединения.
-
Провести сравнительное изучение нейропсихотропных эффектов наиболее активного соединения при однократном и многократном введении экспериментальным животным.
-
Исследовать фармацевтические свойства наиболее активного соединения с целью определения подлинности, чистоты и количественного содержания субстанции.
Научная новизна
Впервые проведено сопоставление и анализ прогнозируемой неиропсихотропнои активности с применением компьютерной программы PASS для фосфорилацетогидразидов. С использованием полученных данных осуществлен дизайн и проведено изучение неиропсихотропнои активности в рядах новых производных арил(гидразинокарбонилметил)фосфиновых кислот. Установлено, что производные арил(гидразинокарбонилметил)фосфиновых кислот проявляют антидепрессивные, анксиолитические и мнемотропные свойства. Выявлена сопоставимость данных
компьютерного прогноза с экспериментальными результатами для фосфорилацетогидразидов, установлена зависимость активности соединений от химической структуры и выявлено наиболее активное соединение - натриевая соль 4-хлорфенил(гидразинокарбонилметил)фосфиновой кислоты.
Разработаны фармацевтические методы контроля качества для наиболее
перспективного соединения - натриевой соли 4-
хлорфенил(гидразинокарбонилметил)фосфиновой кислоты.
Научно-практическое значение работы
На основании анализа «структура-активность» с применением компьютерных технологий были обнаружены наиболее активные соединения в рядах фосфорилацетогидразидов, нейротропная активность которых была доказана экспериментально в опытах на животных, а также установлены фармакофоры, которые могут быть использованы для синтеза новых соединений.
Полученные результаты обосновывают перспективность проведения исследований и разработку оригинальных нейропсихотропных препаратов, относящихся к классу фосфорилацетогидразидов.
Результаты исследования фармакологических и фармацевтических свойств производных арил(гидразинокарбонилметил)фосфиновых кислот дают направление для разработки новых препаратов с нейропсихотропными свойствами.
Результаты исследований фармакологической активности 4-
хлорфенил(гидразинокарбонилметил)фосфиновой кислоты, изложенные в диссертации, войдут в основные материалы его доклинического изучения в качестве потенциального лекарственного препарата.
Разработанные методы контроля качества наиболее перспективного соединения дают возможность совершенствования способов получения субстанции натриевой соли 4-хлорфенил(гидразинокарбонилметил)фосфиновой кислоты с фармакопейной степенью чистоты.
Использование результатов диссертационной работы
Материалы диссертации используются в научно-исследовательской работе Центральной научно-исследовательской лаборатории (ЦНИЛ) ГБОУ ВПО Казанского ГМУ Минздрава России.
Основные положения, выносимые на защиту: 1. Компьютерный прогноз с использованием программы PASS применим для оптимизации поиска новых соединений в рядах фосфорилацетогидразидов с неиропсихотропнои активностью. Результаты экспериментальных исследований соответствуют данным компьютерного прогноза.
-
Новые производные арил(гидразинокарбонилметил)фосфиновых кислот обладают антидепрессивной, мнемотропной и анксиолитической активностью.
-
Для проявления антидепрессивной, мнемотропной и анксиолитической активности в химической структуре соединений - производных арил(гидразинокарбонилметил)фосфиновых кислот - большое значение имеет природа анионного фрагмента.
-
Соединение натриевая соль 4-хлорфенил(гидразинокарбонилметил)фосфиновой кислоты в дозе 75 мг/кг и при однократном и 14-дневном введении обладает способностью стимулировать процессы обучения и памяти, проявляет антидепрессивные свойства, оказывает серотонинопозитивное действие; обладает анксиолитическим эффектом при 14-дневном введении.
Апробация работы
Основные результаты исследования доложены на Российской конференции «Фармакология и токсикология фосфорорганических соединений и других биологически активных веществ», посвященной 75-летию профессора И.А. Студенцовой (Казань, 2008 г.); X Международной научной конференции «НАНОТЕХ 2009» (Казань, 2009 г.); 5-й Международной конференции «Биологические основы индивидуальной чувствительности к психотропным средствам» (Москва, 2010 г.); Конкурсе молодежных инновационных проектов «Зворыкинский проект» (Зеленоград, 2010); Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 40-летию фармацевтического факультета Самарского государственного медицинского университета (Самара, 2011); на XVIII Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2011); на IV съезде фармакологов России «Инновации в современной фармакологии» (Казань, 2012); Российской научно-практической конференции «Актуальные вопросы повышения качества последипломной подготовки фармацевтических кадров» (Казань, 2010, 2011, 2013г.); Всероссийской научно-практической конференции «Молодые ученые в медицине» (Казань, 2010, 2013 гг.); III, IV, V Российской научно-практической конференции «Здоровье человека в XXI веке» (Казань, 2011, 2012, 2013 гг.).
Публикации
По теме диссертации опубликована 21 печатная работа, из них 6 статей - в журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.
Личный вклад автора
Автор принимала непосредственное участие в создании концепции работы, планировании диссертации. Все экспериментальные исследования проведены автором лично или при ее активном участии. Автор самостоятельно проводила сводку и
обработку полученного экспериментального материала, его статистический анализ, принимала участие в написании трудов, опубликованных по теме диссертации.
Объем и структура диссертации
Диссертационная работа изложена на 121 странице машинописного текста, содержит следующие разделы: введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, 3 главы результатов собственных исследований и их обсуждение, выводы, список литературы, включающий 63 отечественных и 139 зарубежных авторов. Работа иллюстрирована 14 таблицами и 28 рисунками.
Методы исследования
Наличие арильной группы в молекуле также имеет важное значение для проявления нейротропной активности наряду с диметиламиногруппой [66, 77, 162]. Арильная группа входит в состав многих лекарственных препаратов, в частности, является одним из фармакофоров противопаркинсонического препарата леводопа [116, 117, 125, 189].
Перспективным направлением в моделировании потенциальных психотропных препаратов является поиск соединений, содержащих в своем составе арильную группу [68, 70, 96, 175]. Большой антидепрессивный потенциал выявлен в многочисленных исследованиях у гетероциклических соединений, содержащих в своем составе арильную группу. Важно отметить, что для соединений данной структуры характерно проявление также анксиолитической активности [177, 178, 179].
В последние годы большое значение уделяют изучению антиоксидантных соединений, расширяя возможности их терапевтического применения. Показано, что арильные группы, входящие в состав антиоксидантов, обладают выраженными ноотропными свойствами и показаны в комплексной терапии нейродегенеративных заболеваний [155, 202].
Гидразидная группа также играет важную роль в реализации нейротропной активности, о чем свидетельствуют многочисленные литературные источники [1, 54, 56].
Исследования, проведенные в 60-80 годах ХХ-го века, демонстрируют многочисленные психотропные свойства производных гидразида.
Производные гидразида давно привлекали к себе внимание как потенциальные анальгетики, например, аминоацильные производные гидразидов диарилгликолевых кислот [54, 56, 163]. Труды В.Э. Колла и И.С. Берлинского сообщают о противосудорожном действии арилгидразидов и выявляют связь между противосудорожной активностью и химическим строением [27].
Гидразиновые производные, особенно ингибиторы МАО, усиливают действие различных нейропсихотропных средств [61].
Они способны оказывать антирезерпиновое действие, усиливать эффекты фенамина, поведенческие эффекты предшественников биогенных аминов- L- ДОФА и триптофана [180, 77].
В литературе указывается и антигипоксическая активность производных гидразина. Значительной противогипоксической активностью обладают гидразиды глутаровой кислоты, апрессин и другие [66, 162].
В настоящее время была показана высокая активность производных гидразида при патологических процессах канцерогенеза и опухолевого роста. Был изучен и выявлен достаточно хороший потенциал у производных гидразида, в частности, в отношении анти-пролиферативной активности при раке яичников [130]. В литературе указывается также широкий спектр нейротропной активности соединений, содержащих гидразидную группу, как, например, антигипоксическую, ноотропную, антидепрессивную и анксиолитическую активность [9, 10, 12, 31, 59, 71, 144].
Все вышеперечисленные фармакофоры: арильная, гидразидная группа входят в состав биологически активных гидразидов фосфорилированных карбоновых кислот (ФКК) [47, 52, 57, 104]. Перспективность данного класса соединений обусловлена наличием четырехкоординированного атома фосфора, который способен содержать одновременно несколько функционально активных групп, каждая из которых может служить фармакофором [12, 63, 127].
В связи с этим, интересным представляется изучение соединений, относящихся к классу ФАГ, сочетающих в себе фосфорильную и карбоксильную группу, что позволяет варьировать структуру с активными фармакофорами. Многообразие психотропных эффектов в ряду производных ФАГ указывает на целесообразность и перспективность их изучения как потенциальных лекарственных препаратов, стимулирующих функции мозга при когнитивных расстройствах [25, 47, 62].
В настоящее время ведется активное изучение препаратов ряда гидразидов ФКК, таких как фосфабензид, КАПАХ и их производных [4, 6, 16, 19, 41, 63, 182]. Так, для препарата фосфабензид, рекомендованного к клиническому применению, было установлено противоэпилептическое действие [16], положительное влияние на эмоционально-стрессовую реакцию [4, 19, 182], а также антиалкогольное действие [53].
Не менее значительный интерес представляет 2-хлорэтокси-пара-М-диметиламинофенилфосфорилацетогидразид (КАПАХ), как один из наиболее активных представителей этого ряда [33, 44, 46, 140]. КАПАХ может оказывать влияние на разные звенья патологического процесса при деменциях [58, 124].
В экспериментах на животных установлено, что КАПАХ обладает выраженным ноотропным и антидепрессивным эффектом, повышает устойчивость мозга к гипоксии, благодаря оригинальной химической структуре, в которой, кроме атома фосфора, присутствуют несколько функционально-активных групп, каждая из которых имеет свою точку приложения [4, 33, 124, 140].
Исследования в области химии фосфорсодержащих органических соединений, основоположником которых был академик А.Е. Арбузов, имеют долгую историю [23, 41, 63]. Фармакологические исследования класса гидразидов фосфорилированных карбоновых кислот начаты в 60-х гг. проф. А.Е. Разумовым с сотрудниками с целью внедрения в медицинскую практику. Необходимы дальнейшие фармакологические исследования ряда аналогов и производных фосфорилацетогидразидов как перспективных лекарственных препаратов.
Влияние на процессы памяти у мышей на модели УРПИ
Фармакологические исследования по изучению нейротропной активности соединений проведены на 2844 белых беспородных мышах-самцах массой 18-22 г.
До начала экспериментов все животные содержались в стандартных условиях вивария с естественным световым режимом на полнорационной сбалансированной диете (ГОСТ Р 50258-92) с соблюдением Международных рекомендаций Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях (1997), а также правил лабораторной практики при проведении доклинических исследований в РФ (ГОСТ 3 51000.3-96 и 51000.4-96). Все исследования были одобрены локальным этическим комитетом ГБОУ ВПО Казанского ГМУ Минздрава России [43].
Экспериментальные работы по исследованию спектра нейротропной активности соединений были проведены согласно «Руководству по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ (под редакцией Хабриева Р. У., 2005)» [42], «Руководству по проведению доклинических исследований лекарственных средств» (Миронов А.Н., Бунатян Н.Д. и др., 2012) [43], согласно Методическим указаниям по изучению транквилизирующего (анксиолитического) действия фармакологических веществ (Воронина, Середенин, 2005) [11], Методическим указаниям по изучению ноотропной активности фармакологических веществ (Воронина Т.А., Островская Р.У., 2005) [8]. а) Тест - «открытое поле» использовали для изучения влияния соединений на двигательно-исследовательскую активность животных [128, 152]. «Открытое поле» (OpenScience, Россия) - камера круглой формы (диаметр 63 см) с белыми стенами высотой 32 см. Пол арены расчерчен на три ряда секторов одинаковой площади для удобства визуальной регистрации горизонтальной двигательной активности животных на периферии, в 2/3 и в центре поля. На поле имелись отверстия диаметром 1,6 см. Освещение осуществлялось лампой (150 Вт).
За три минуты тестирования регистрировали: 1) число пересеченных линий, что отражает неспецифический уровень возбуждения (двигательная активность); 2) число обследованных отверстий как показатель исследовательской активности животного [5]. б) Тест «крестообразный лабиринт»: крестообразный лабиринт (OpenScience, Россия) состоит из 4-х пластмассовых отсеков (12,5 х12,5 см, высота 12,5 см), которые имеют номера 1-4 и соединяются с таким же центральным отсеком с помощью входных отверстий. Размер отверстий между отсеками 5x5 см.
Фактически лабиринт является структурированным аналогом теста «открытое поле», но в отличие от последнего допускает количественное измерение исследовательского поведения животного независимо от величины его двигательной активности [123]. Регистрировали последовательность перемещений животного и продолжительность его пребывания в разных частях лабиринта. Критерием захода в отсек лабиринта считалось наличие всех четырех лап животного внутри помещения. Эксперимент продолжался до тех пор, пока животное не совершало 12 переходов из одного бокового отсека в другой (т.е. 13 визитов в боковые отсеки). Пол лабиринта очищали перед каждым опытом. В начале опыта животное помещали в центральный отсек и позволяли ему обследовать лабиринт.
Последующий анализ данных позволяет выделить следующие показатели: 1) латентный период начала исследовательского поведения (FLAT), т.е. время, прошедшее до первого захода в боковой отсек. Этот показатель отражает уровень тревожности животного в новой обстановке и может быть использован для оценки транквилизирующего (анксиолитического) эффекта веществ. 2) общее число патрулирований (PATN). Чем больше наблюдается патрулирований лабиринта, тем более эффективным является исследовательское поведение данного животного [164, 165].
Мнемотропное действие исследовали на 2-х видах моделей - с отрицательным подкреплением - условная реакция пассивного избегания (УРПИ) и положительным подкреплением - Т-образный лабиринт. в) Метод выработки условного рефлекса пассивного избегания (УРПИ) основан на том, что животное может избежать удара током пассивно, не выполняя определенные действия. Камера состоит из 2-х отсеков: светлого и темного, снабженного электрическим полом. В первый день опыта животное, заходя в темный отсек, получало электроболевое раздражение (при силе тока 0,4 мА - 1 с). Во второй день эксперимента в течение 3-х минут оценивали латентный период захода мышей в темный отсек [8, 42, 98, 108]. г) Метод «Т-образный лабиринт»: на модели «Т-образный лабиринт» определяли влияние изучаемых соединений на обучаемость животных (путем выработки у них условного пищевого рефлекса) [87]. Установка «Т-образный лабиринт» (OpenScience, Россия) состоит из одного стартового рукава (длина 30x10 см) и двух боковых рукавов (30 х10 см), высота стенок рукавов 20 см. Мышей (с пищевой депривацией в течение 48 часов) помещали в стартовый отсек «Т-образного лабиринта», в одном из рукавов которого была помещена кормушка с пищей. Через 30-60 секунд после посадки открывали дверцу стартового отсека. Во время эксперимента регистрировали латентный период подхода животного к кормушке от стартового отсека. В качестве подкрепления применяли кусочки сыра массой 0,15-0,20 г. В условиях, предшествующей выработке рефлекса пищевой депривации (48 ч), животные имели свободный доступ к воде. Кормление животных вне эксперимента осуществлялось в одно и то же время суток (обычно после окончания экспериментов).
Влияние на процессы памятия у мышей на модели «Т-образный лабиринт»
Анализ результатов мнемотропной и антидепресивной активности ФАГ и прогнозируемой активности в программе PASS проводился нами по каждому из представленных рядов соединений.
Выявлено, что мнемотропная активность была прогнозирована для всех производных хлорэтоксиарилфосфорилуксусной кислоты. Наибольшая прогнозируемая активность продемонстрирована у незамещенных гидразидов хлорэтоксиарилфосфорилацетогидразидов: КАПАХ (Ра=0,942); соединение II (Ра=0,936); соединение III (Ра=0,935) (Табл.5). Наименьшая прогнозируемая активность отмечена для хлорэтоксиарилфосфорилацетогидразонов -соединение VIII (Ра=0,774); соединение X (Ра=0,798); соединение XI (Ра=0,752) (Табл.7). Экспериментальные данные свидетельствуют о наличии данной прогнозируемой активности для соединений X и XI.
Прогнозируемая мнемотропная активность для незамещенных дифенилфосфорилацетогидразидов составила (Ра=0,769-0,791), однако в эксперименте была обнаружена активность только для соединения XIII.
Для дифенилфосфорилацетогидразонов программа отрицала наличие мнемотропной активности. Экспериментальные данные сопоставимы с данными компьютерного прогноза.
Для всех хлорэтоксиарилфосфорилацетогидразидов программа PASS также прогнозирует наличие антидепрессивной активности, как и в случае с мнемотропной активностью. Наибольшая активность принадлежит незамещенным хлорэтоксиарилфосфорилацетогидразидам: соединения КАПАХ (Ра=0,657), II (Ра=0,656), III (Ра=0,752) (Табл. 5). Для замещенных хлорэтоксиарилфосфорилацетогидразидов антидепрессивная активность была прогнозирована в пределах значений Ра=0,476-0,719 (соединения IV-VII) (Табл. 6).
Прогнозируемые значения антидепрессивной активности для незамещенных дифенилфосфорилацетогидразидов были несколько ниже, чем для хлорэтоксиарилфосфорилацетогидразидов. Вероятность проявления антидепрессивной активности для соединений XXIII, XXIV и XXV была в диапазоне (Ра=0,421-0,473) (Табл. 5) соответственно. Что касается дифенилфосфорилацетогидразонов, то программа PASS, как и в случае с хлорэтоксиарилфосфорилацетогидразонами, отрицала наличие антидепрессивной активности (Табл. 7). Экспериментальные данные также свидетельствуют об отсутствии антидепрессивных свойств у анализируемых соединений, за исключением соединения XXVI.
Таким образом, проведенный анализ показал, что расчетные данные достаточно точно повторяют результаты эксперимента по оценке мнемотропной и антидепрессивной активностей.
Компьютерное прогнозирование нейротропной активности в новом ряду производных арил(гидразинокарбонилметил)фосфиновых кислот
Проведенный нами анализ сопоставления компьютерного прогнозирования активности с экспериментальными данными показал возможность использования программы PASS для оптимизации поиска биологически активных соединений в новых рядах фосфорсодержащих веществ. Поскольку результатами предыдущих иследований показано, что главная роль в реализации мнемотропной и антидепрессивной активностей принадлежит фосфорильному фрагменту соединений, целью дальнейших исследований было изучение нейротропной активности вновь синтезированных соединений с подтвержденными фармакофорами в данном фрагменте - солей арил(гидразинокарбонилметил)фосфиновых кислот. Поскольку в программе PASS отсутствует возможность проведения расчетов биологической активности двухкомпонентных систем, прогноз спектра нейротропной активности синтезированных соединений проводили отдельно для анионнного и катионнного фрагментов с последующим анализом.
Компьютерный прогноз нейротропной активности (мнемотропной, антидепрессивной и анксиолитической) был проведен для 47 новых соединений - производных АГКМФК, из которых были синтезированы 16 наиболее активных соединений с использованием компьютерного дизайна, которые различались структурой катиона и аниона.
Компьютерный прогноз мнемотропной активности по анионному фргаменту показал, что для всех изучаемых анионов соединений АГКМФК была прогнозирована мнемотропная активность с высокой вероятностью Ра=0,747 - 0,840 (Табл.8).
Анализ прогнозируемой антидепрессивной активности также показал наличие данной активности для всех изучаемых анионных фрагментов соединений со значениями Ра=0,543-0,663. Наибольшая активность также была прогнозирована для анионных фрагментов соединений S16, S24 (Ра=0,663), а наименьшая активность - для анионных фрагментов соединения S19(Pa=0,543).
Что касается анксиолитической активности, то программой PASS была показана вероятная прогнозируемая анксиолитическая активность по анионному фрагменту для всех АГКМФК в диапазоне Ра=0,330-0,642. Наибольшая активность была прогнозирована для анионного фрагмента соединения S19 (Ра=0,642), а наименьшая активность - для анионных фрагментов соединений S17, S29 (Ра=0,330).
Таким образом, наибольшая прогнозируемая мнемотропная и антидепрессивная активности характерны для соединений S16, S24, анионные фрагменты которых представляют собой фосфорильный фрагмент с фенильным радикалом.
Определение примесей в субстанции натриевой соли 4 хлорфенил(гидразинокарбонилметил)фосфиновой кислоты
Поиск и разработка эффективных нейропсихотропных препаратов является одним из актуальных направлений психофармакологии, как в России, так и за рубежом. В последние годы в связи с увеличением нейропсихических расстройств, пристальное внимание уделяется поиску эффективных соединений, обладающих антидепрессивными, анксиолитическими, нейропротекторными свойствами и др. [9, 10, 68, 116]. Приоритетом казанских фармакологов является разработка соединений, содержащих в структуре четырехкоординированный атом фосфора, проявляющих ноотропные, антидепрессивные и анксиолитические свойства и не обладающие антихолинэстеразной активностью [63]. В этой области синтезировано и исследовано большое количество соединений, одними из которых являются фосфабензид и КАПАХ [25, 33, 62].
В последнее время с целью оптимизации поиска новых биологически активных соединений все больше применяются рациональные подходы, основанные на анализе взаимосвязей «структура - активность» с применением компьютерного прогнозирования [97, 133, 137, 170].
Неоспоримым преимуществом многих компьютерных программ является простота в использовании, позволяющая исследователю проводить анализ спектра прогнозируемой биологической активности соединения, а также оценивать влияние замены радикалов на вероятность наличия данной активности [36, 142, 153, 195].
Среди многообразия подобных компьютерных программ наше внимание привлекла компьютерная программа PASS. Разработанная на основе структурной формулы с использованием единого описания химической структуры и универсального математического алгоритма установления зависимостей «структура-активность», PASS позволяет успешно прогнозировать широкий спектр биологической активности вещества, включая побочные фармакологические эффекты и механизмы действия [94, 106, ПО, 187]. В данной работе нами показана возможность применения программы PASS для оптимизации поиска нейропсихотропных препаратов среди производных ФКК.
Большой интерес к проблеме поиска потенциальных нейропсихотропных препаратов в рядах ФКК вызван многообразием их фармакологических эффектов. Четырехкоординированный атом фосфора, входящий в структуру ФКК, обладает конформационными возможностями, позволяющими одновременно удерживать 4 функционально-активные группы [47, 57, 104]. Замена функциональных группировок при атоме фосфора способна приводить к изменению биологической активности соединений, открывая широкие возможности для анализа зависимости структура-нейропсихотропная активность [12, 127].
В литературе описывается высокая нейропсихотропная активность ФАГ, производных фосфорилуксусной кислоты хлорэтоксиарилфосфорилацетогидразидов и дифенилфосфорилацетогидразидов [16, 23, 47, 57, 104]. Данные соединения были проанализированы в программе PASS с целью обоснования применения данной программы для соединений данного класса.
Ранее было показано, что большинство ФАГ обладают способностью оказывать положительное влияние на процессы обучения и памяти и незамещенные ФАГ обладают наибольшей активностью. Данное обстоятельство авторы объясняют наличием двойной связи в гидразидном фрагменте, которая разрывается с образованием незамещенной гидразидной группы [28]. Кроме того, наибольшая активность показана у хлорэтокисарилфосфорилацетогидразидов [181].
Проведенный нами анализ с целью оценки соответствия прогнозируемой активности и экспериментальных данных показал, что, в основном, данные согласуются в отношении незамещенных хлорэтокисарилфосфорилацетогидразидов. Согласно литературным данным соединения КАПАХ, II, III оказывают положительное влияние на процессы обучения и памяти на модели УРПИ (Рис.27).
Данные компьютерного активность соединений КАПАХ (Ра=0,942), II (Ра=0,936), III (Ра=0,935). Для замещенных хлорэтиксиарилфосфорилацетогидразидов наблюдается некоторое расхождение данных, полученных с помощью компьютерной программы PASS и установленных экспериментально. При высокой прогнозируемой мнемотропной активности (Ра=0,798-0,913) в представленных экспериментальных данных не было проявлено данной активности ни у одного из вышеперечисленных соединений. По-видимому, это можно объяснить их плохой растворимостью и низкой биодоступностью. Сопоставление результатов компьютерного прогноза и экспериментальных данных по оценке мнемотропной активности в случае гидразонов хлорэтоксиарилфосфорилуксусной кислоты выявило некоторую сопоставимость данных. В эксперименте была установлена мнемотропная активность для соединений X и XI. Компьютерная программа PASS также прогнозировала наличие мнемотропной активности для соединений X (Ра=0,798), XI (Ра=0,752). Нами было выявлено несоответствие экспериментальных данных и компьютерного прогноза для VIII, у которого, несмотря на высокую прогнозируемую прогноза также подтверждают высокую мнемотропную активность (Ра=0,774), таковая экспериментально не была подтверждена.
Аналогичная тенденция прослеживается и в случае незамещенных дифенилфосфорилацетогидразидов. Так, в эксперименте наибольшая активность проявляется у соединения XIII. Следует отметить, что и его прогнозируемая мнемотропная активность соответствовала высокому значению (Ра=0,769). Для гидразонов дифенилфосфорилуксусной кислоты (соединения XVI, XVII, XXV, XXVI) было установлено отсутствие мнемотропной активности в эксперименте, и нами также было показано отсутствие данного вида активности согласно данным компьютерного прогноза.
Таким образом, мы выявили относительно высокое соответствие полученных ранее экспериментальных данных и компьютерного прогноза. Анализ результатов антидепрессивной активности, показанной в работах Семиной И.И. и соавт., [39, 45] свидетельствует также о более высокой активности незамещенных гидразидов, причем, в большей степени, у хлорэтоксиарилфосфорилацетогидразидов (КАПАХ, II, III) (Рис. 28).