Введение к работе
Актуальность темы. Поиск новых противодиабетических средств является актуальной задачей для фармацевтической и медицинской наук. В настоящее время в мире насчитывается более 300 миллионов человек, страдающих сахарным диабетом и нуждающихся в гипогликемических средствах.
В середине прошлого столетия в литературе появились сведения о высокой гипогликемической активности соединений ванадия(IV) и ванадия(V). Соединения ванадия во многом имитируют эффекты инсулина, в частности, стимулируют транспорт глюкозы и ее метаболизм в жировой ткани, диафрагме, скелетных мышцах и мозге. В присутствии ванадия в печени и скелетных мышцах усиливается синтез гликогена. Кроме того, в печени ингибируется глюконеогенез, а в жировой ткани тормозится липолиз и стимулируется липогенез. Гипогликемическое действие ванадия объясняется различными механизмами, наиболее важными из которых является влияние на активность ряда ключевых ферментов метаболизма глюкозы, стимулирование активности ферментов гликолиза, влияние на экспрессию и транслокацию в плазматическую мембрану инсулин-регулируемого транспортера глюкозы GLUT-4 и др., однако точный механизм инсулиноподобного действия этого микроэлемента остается невыясненным. В настоящее время изучением гипогликемической активности соединений ванадия занимаются ученые многих стран мира, в частности, Канады, Израиля, Японии, США. Рядом исследователей показано, что соединения ванадия(IV) являются более активными и менее токсичными, чем соединения ванадия(V).
На наш взгляд перспективным является направление по созданию новых лекарственных средств на основе ванадия(IV) и лигандов с известной гипогликемической активностью. Таким образом, биологическая активность ванадия(IV) может сочетаться с биологической активностью гипогликемического средства. В качестве таких лигандов нами предложены производные бензолсульфонилмочевины (гликлазид, глибенкламид и гликвидон). На наш взгляд, работа в этом направлении поможет оценить перспективность создания новых отечественных гипогликемических лекарственных средств на основе соединений ванадия.
Поэтому получение и исследование комплексных соединений ванадия(IV) с производными бензолсульфонилмочевины является актуальной задачей для фармацевтической науки и практики.
Степень разработанности темы. Перспективным направлением фармацевтической науки является создание новых лекарственных средств на основе веществ с известной фармакологической активностью. В данном случае синтез комплексных соединений ванадия(IV) с производными бензолсульфонилмочевины может привести к получению более эффективных, чем исходные вещества, гипогликемических средств, поскольку его отдельные компоненты обладают индивидуальным гипогликемическим действием и могут усиливать взаимный эффект за счет его реализации по различным механизмам.
До настоящего времени исследований, связанных с синтезом и изучением комплексных соединений ванадия(IV) с производными бензолсульфонилмочевины не проводилось; не разработаны условия получения комплексов ванадия(IV) с термолабильными лигандами; отсутствуют сведения о влиянии температуры на синтез комплексов ванадия(IV).
Целью работы является получение и изучение (химическое и фармакологическое) комплексных соединений ванадия(IV) с производными бензолсульфонилмочевины.
Задачи исследования:
изучение условий комплексообразования ванадия(IV) с производными бензолсульфонилмочевины в растворе;
изучение устойчивости образующихся комплексных соединений ванадия(IV) с производными бензолсульфонилмочевины;
разработка методики получения комплексных соединений ванадия(IV) с производными бензолсульфонилмочевины;
изучение химического состава полученных комплексов;
фармакологические исследования (острая токсичность и гипогликемическая активность).
Научная новизна. Впервые изучена возможность получения комплексных соединений ванадия(IV) с гипогликемическими лекарственными веществами - производными бензолсульфонилмочевины. Установлена закономерная зависимость комплексообразования ванадия(IV) с различными лигандами из группы производных бензолсульфонилмочевины от pH среды. Обоснована теоретически и доказана экспериментально спектрофотометрическим и криоскопическим методами возможность комплексообразования ванадия(IV) с изучаемыми лигандами.
Сравнительным предварительным исследованием показано, что более прочный комплекс образуется между ванадием(IV) и гликлазидом.
Проведено изучение комплексообразования ванадия(IV) с гликлазидом в растворе. Классическими методами спектрофотометрии и потенциометрии доказано, что ванадий(IV) с гликлазидом образует одно устойчивое комплексное соединение в молярном соотношении 1:2. Рассчитана его константа устойчивости.
Изучены условия получения комплексных соединений ванадия(IV) с производными бензолсульфонилмочевины. Показано, что наряду с оптимизацией значения pH среды необходимо соблюдение температурного режима. На основании исследований влияния температуры, pH среды обоснованы условия препаративного получения комплексного соединения. Показано, что pH среды должно находиться в пределах 3,5-3,9, температура – 50-60С. В оптимальных условиях получены комплексные соединения в кристаллическом виде. Установлено, что с наибольшим выходом и лучшей устойчивостью образуется комплекс ванадия с гликлазидом.
Разработанные условия могут быть использованы для получения комплексных соединений ванадия(IV) с другими лигандами. Изучен состав комплексного соединения ванадия с гликлазидом химическими и физико-химическими методами. Методом ТСХ и масс-спектрометрии доказана устойчивость гликлазида в процессе синтеза. Методом ИК-спектроскопии показан характер связи металл-лиганд.
Разработаны методики анализа комплекса и проведена их валидация.
Изучена острая токсичность полученного комплексного соединения ванадия(IV) с гликлазидом и установлено, что оно относится к классу умеренно-токсичных веществ по классификации К. Сидорова.
Проведено предварительное изучение гипогликемического действия комплексного соединения ванадия(IV) с гликлазидом на модели стрептозоцин-индуцированного сахарного диабета у крыс. Установлено, что полученное соединение в дозе 38 мг/кг оказывает гипогликемическое действие. К 7-му дню эксперимента фармакологический эффект комплекса ванадий(IV)-гликлазид ниже по сравнению с гликлазидом, но выше чем, у ванадила сульфата в эквивалентной дозе. К 14-му дню эксперимента при курсовом введении гипогликемический эффект комплексного соединения выше, чем у гликлазида и ванадила сульфата.
Практическая значимость исследования. Разработана методика получения комплексного соединения ванадия(IV) с производным бензолсульфонилмочевины. Полученное комплексное соединение проявляет гипогликемическое действие на модели стрептозоцин-индуцированного диабета у крыс. Предложены методики качественного и количественного анализа полученного комплекса, которые могут быть использованы для разработки НД. Результаты работы имеют практическое значение для поисков новых гипогликемических средств.
Методология и методы исследования. В работе использована общая методология изучения комплексных соединений. Для изучения комплексообразования ванадия(IV) с производными бензолсульфонилмочевины в растворе использованы классические методы, позволяющие определить число комплексов, их состав и устойчивость. При разработке методов препаративного получения продуктов взаимодействия ванадия(IV) с изучаемыми лигандами были использованы элементы различных вариантов синтеза, учитывающих влияние pH среды, природы растворителя, значение температуры. Состав комплексных соединений изучен в соответствии с положениями и требованиями аналитической химии. Исследования острой токсичности и гипогликемической активности комплексного соединения построены на методологии классической фармакологии.
Внедрение результатов исследования в практику. Полученное комплексное соединение ванадия(IV) с гликлазидом апробировано на кафедре фармакологии ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России с целью изучения острой токсичности и гипогликемических свойств на экспериментальной модели диабета у крыс (акт апробации от 04.06.12 г.).
На основании результатов исследования составлено информационное письмо «Исследование противодиабетических свойств комплексного соединения ванадия(IV) с гликлазидом», материалы которого использованы в учебном процессе кафедры клинической фармакологии Пятигорского медико-фармацевтического института-филиала ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России (акт внедрения от 02.04.13 г.)
Методики анализа комплексного соединения ванадия(IV) с гликлазидом апробированы в Филиале города Ростова-на-Дону «Информационно-методический центр по экспертизе, учету и анализу обращения средств медицинского применения» и рекомендованы для контроля производства, а также контроля качества при проведении фармакологических исследований на стадии доклинического изучения (акт внедрения от 09.12.12 г.).
Способ получения комплексных соединений успешно апробирован в условиях производства и включен в перспективный план с целью расширения ассортимента и структуры выпускаемой продукции на ОАО «Тюменский химико-фармацевтический завод» (акт внедрения от 04.04.13 г.).
Связь исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ГБОУ ВПО «Пятигорская Государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (номер государственной регистрации 01.2.00101060) (в настоящее время Пятигорский медико-фармацевтический институт-филиал ГБОУ ВПО Волг ГМУ Минздрава России).
Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Научные положения диссертации соответствуют формуле специальности 14.04.02. – фармацевтическая химия, фармакогнозия. Результаты проведенного исследования соответствуют области исследования специальности, конкретно пунктам 1 и 3 паспорта специальности 14.04.02. – фармацевтическая химия, фармакогнозия.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе 3 статьи в журналах перечня ВАК.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Результаты исследования комплексообразования ванадия(IV) с производными бензолсульфонилмочевины в растворе.
-
Результаты изучения состава и устойчивости комплексных соединений ванадия(IV) с гликлазидом в растворе.
-
Способ препаративного получения комплексных соединений ванадия(IV) с производными бензолсульфонилмочевины.
-
Методики анализа и результаты определения состава препаративно-полученного комплексного соединения ванадия(IV) с гликлазидом.
-
Результаты предварительного фармакологического исследования полученного комплексного соединения ванадия(IV) с гликлазидом.
Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов исследования определяется выбором методов, обеспечивающих получение надежных и однозначных результатов. Комплексообразование в растворе изучено спектрофотометрическим и потенциометрическим методами, которые в химии комплексных соединений считаются основными для получения достоверных результатов. Состав комплексных соединений подтверждается химическим анализом. Результаты фармакологического исследования получены на достаточно большой выборке животных. Все результаты обработаны методом математической статистики и являются достоверными.
Фрагменты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 66-ой, 67-ой и 68-ой научных конференциях «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции» (г. Пятигорск, Пятигорская ГФА, 2011, 2012 гг; ПМФИ-филиал ВолгГМУ, 2013 г.), на III международной научно-практической конференции «Молодые ученые в решении актуальных проблем науки» (г. Владикавказ: СОГУ им. К.Л. Хетагурова, 2012).
Объем и структура диссертации. Работа изложена на 156 страницах машинописного текста, содержит 25 таблиц, 31 рисунка, состоит из «Введения», «Обзора литературы», «Объектов и методов исследования», 5-ти глав собственных исследований, «Заключения» и «Списка литературы», включающего 160 источников, в том числе 76 иностранных.
![Получение и изучение комплексных соединений ванадила с аминокислотами: глицин, [А]-аланин, [В]-аланин](/i/i/4306/367152.png "Получение и изучение комплексных соединений ванадила с аминокислотами: глицин, [А]-аланин, [В]-аланин Лапочкин Олег Владимирович")
