Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время одним из основных подходов к решению задачи поиска химических соединений, обладающих выраженной биологической активностью, является синтез структур, содержащих фармакофорные группы. Этот подход позволяет прогнозировать фармакологические свойства веществ еще на стадии планирования их синтеза (Балакин К.В., 2005).
Фармакофорными фрагментами, представляющими большой интерес для исследования, являются аминокислотные остатки. Аминокислоты и их производные широко применяются в медицине благодаря своей биологической активности (Агабабян А.Г. и др., 2009; Павлов В.А. и др., 2002). Используют их и для модификации уже существующих лекарственных препаратов с целью снизить токсичность и повысить биодоступность данных средств (Ханжин В.В., 2003).
Адамантильный радикал также является фармакофорным фрагментом, который содержат в своем составе некоторые зарекомендовавшие себя лекарственные препараты. Примером таковых являются мидантан, глудантан, адапромин, мемантин, ремантадин и другие. Адамантильный фрагмент имеет жесткое, пространственно определенное строение и способен адсорбироваться на клеточных мембранах (Багрий Е.И., 1989). При его введении в структуру соединений увеличивается способность последних проникать через клеточные мембраны и накапливаться в определенных органах и тканях. Однако на разных примерах было показано, что в результате введения адамантильного фрагмента в структуру вещества изменяется не только его липофильность. При этом также наблюдается пролонгирование фармакологических эффектов соединений (Морозов И.С. и др., 2001), повышается их устойчивость к метаболическим превращениям в организме и изменяется характер взаимодействия соединений с рецепторами мембран (Дуракова Л.И., 1980; Литвинов В.П.,2002; Харкевич Д.А. и др., 1983). А, следовательно, введение адамантильного фрагмента в молекулу может приводить к появлению новых видов биологической активности.
Сочетание обеих описанных выше фармакофорных групп в одном веществе интересно для доклинического исследования, так как это соединение потенциально может обладать выраженной фармакологической активностью при хорошей проницаемости через биологические мембраны. Таковыми соединениями являются изучаемые в данной диссертационной работе пять адамантилзамещенных аминокислот. Для проведения доклинических испытаний они были отобраны методом компьютерного скрининга, критерием которого являлся выбор веществ с лучшей мембранопроникаемостью. Адамантилзамещенные аминокислоты были получены с помощью современных и эффективных методов органического синтеза в Ярославском государственном техническом университете под руководством профессора, доктора химических наук Т.А. Обуховой (Пат. 2183620 РФ, 2002).
Цель работы. Исследование параметров острой токсичности и адаптогенных, иммунологических, противопаркинсонических, противовоспалительных, противоболевых и жаропонижающих свойств пяти адамантилзамещенных аминокислот.
Задачи исследования:
1. Определить LD50 пяти адамантилзамещенных аминокислот при внутрижелудочном и внутрибрюшинном введении мышам по методике Тейтнера-Миллера и оценить их влияние на поведение крыс в условиях модели «открытое поле».
2. Исследовать антигипоксическую, актопротекторную и стресспротективную активность адамантилзамещенных аминокислот соответственно на моделях нормобарической нормокапнической гипоксической гипоксии на крысах, модели принудительного плавания крыс с грузом и модели иммобилизации крыс на спине, а также изучить влияние соединений на переносимость действия токсических ядов на модели острого токсического гепатита у крыс.
3. Проанализировать влияние адамантилзамещенных аминокислот на состояние системы неспецифического клеточного и гуморального иммунитета in vitro и in vivo.
4. Оценить выраженность противопаркинсонического действия адамантилзамещенных аминокислот на моделях галоперидоловой каталепсии у крыс и амфетаминовой стереотипии у мышей, изучить выраженность холинолитического действия соединений по их способности влиять на лакримацию у крыс.
5. Проанализировать противовоспалительную, противоболевую, жаропонижающую активность адамантилзамещенных аминокислот на моделях острой экссудативной реакции у мышей, формалинового отека у крыс, химического болевого раздражения у мышей, модели дрожжевой лихорадки у крыс, а также оценить выраженность гастротоксичности соединений на модели ульцерогенного действия у крыс.
6. Исследовать механизмы противоболевой и противовоспалительной активности адамантилзамещенных аминокислот методом фармакологического анализа посредством оценки синергизма их действия с циклодолом и диклофенаком натрия и антагонизма с налоксоном.
7. Изучить влияние адамантилзамещенных аминокислот на содержание адреналина, норадреналина, серотонина, гистамина и 11-оксикортикостероидов в плазме крови интактных крыс и данные биохимические параметры в плазме крови и экссудате у крыс при патологии воспалительного процесса.
Научная новизна работы. Впервые определены LD50 пяти адамантилзамещенных аминокислот при внутрижелудочном и внутрибрюшинном введении и оценено их влияние на поведенческие реакции животных. Установлено, что все соединения являются малоопасными веществами и практически не оказывают действия на поведение крыс при внутрижелудочном введении.
Изучены адаптогенная, противопаркинсоническая, противовоспалительная, противоболевая, жаропонижающая активность соединений и их влияние на параметры неспецифического клеточного и гуморального иммунитета. Установлено, что наиболее выраженными фармакологическими свойствами изучаемых соединений являются противовоспалительные и противоболевые.
В ходе исследования механизмов противоболевой активности адамантилзамещенных аминокислот установлено, что они не оказывают действия на опиатные рецепторы и проявляют синергизм анальгетической активности с препаратами-анализаторами циклодолом и диклофенаком натрия.
Изучено влияние адамантилзамещенных аминокислот на содержание адреналина, норадреналина, серотонина, гистамина, 11-оксикортикостероидов в плазме крови интактных животных и в плазме крови и экссудате у крыс при экспериментальной патологии воспалительного процесса. Установлено, что соединения не оказывают существенного влияния на перечисленные выше показатели в плазме крови интактных особей. В условиях же воспалительного процесса они нормализуют уровень катехоламинов, серотонина, гистамина в плазме крови и содержание адреналина в экссудате у крыс.
Научно-практическая значимость работы. Исследование фармакологической активности адамантилзамещенных аминокислот показало, что они обладают противовоспалительным, противоболевым, жаропонижающим, противопаркинсоническим, антигипоксическим, актопротекторным действием и повышают фагоцитарную активность нейтрофилов in vitro и ферментативную активность сывороточного лизоцима in vitro и in vivo. Наиболее выражено соединения проявляют противовоспалительные и противоболевые свойства: все они обнаруживают значимое противовоспалительное и анальгетическое действие при маловыраженном или отсутствующем ульцерогенном эффекте. Поэтому адамантилзамещенные аминокислоты перспективны для дальнейших исследований в первую очередь как потенциальные нестероидные противовоспалительные препараты. При этом особо стоит отметить соединение А5 (соответствие шифров структуре соединений представлено в таблице 1) как одно из наиболее активных с точки зрения противовоспалительного и противоболевого действия и одновременно единственное соединение, в отличие от остальных исследуемых адамантилзамещенных аминокислот, проявляющее жаропонижающую активность.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. LD50 адамантилзамещенных аминокислот при внутрижелудочном введении составляет от 460 мг/кг до 1810 мг/кг, при внутрибрюшинном – от 304 мг/кг до 680 мг/кг.
2. Адамантилзамещенные аминокислоты проявляют стресспротективную активность. Соединения А2, А4 и А5 обладают актопротекторным действием, а А5 – еще и антигипоксическим.
3. Соединение А2 обнаруживает иммуностимулирующие свойства in vivo, увеличивая процент фагоцитоза и активность сывороточного лизоцима.
4. Адамантилзамещенные аминокислоты обладают противопаркинсонической активностью, снижая выраженность ригидности, каталепсии и стереотипности поведения у животных.
5. Адамантилзамещенные аминокислоты проявляют выраженную противовоспалительную и противоболевую активность при маловыраженном или отсутствующем ульцерогенном действии.
Внедрение результатов исследования. Данные результатов исследования внедрены в виде информационного письма, материалы которого используются при проведении практических занятий и изложении лекционного курса по фармакологии в ЯГМА (акт внедрения от 20 февраля 2009г.).
Апробация работы. Материалы и положения диссертации доложены на научных конференциях Ярославской государственной медицинской академии, 2004, 2005, 2006гг.; VII Международной научно-практической конференции. «Здоровье и образование в XXI веке», г. Москва, 2006 г.; XII Всероссийской научно-практической конференции «Молодые ученые в фармации», г. Казань, 2007 г.; VIII Международном конгрессе “Здоровье и образование в XXI веке: концепции болезней цивилизации”, г. Москва, 2007г.
Публикации. По материалам диссертации опубликована 21 печатная работа, 2 из которых в журналах, рекомендуемых ВАК РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 126 страницах компьютерного набора и включает следующие разделы: введение, обзор литературы, описание материалов и методов, 3 главы с изложением результатов собственных исследований, заключение, выводы, список литературы; проиллюстрирована 34 таблицами и 28 рисунками.
