Введение к работе
Актуальность проблемы. Проблема изыскания новых ноотропных :редств и изучения их механизма действия является одним из важнейших на-іравлений современной психофармакологии. Особую актуальность эта г.ро->лема приобретает в связи с трудностью лечения демеяций нейродегенератив-юго происхождения, в том числе, болезни Альцгеймера, которая в настоящее іремя является одним из наиболее частых заболеваний у пожилых и престаре-гых (P.Saunders, 1993;С.И.Гаврилова, 1996).
Поскольку при деменциях ухудшаются функции практически всех ней-ютрансмиттерных систем, нарушается структура клеточных мембран и разры-іается связь рецепторов с вторичными посредниками (G.W.Rebok et al.,1993; i.Winblad, 1996), наибольшей эффективностью могут обладать средства, механизм действия которых направлен на разные звенья патологического процес-а. Поиск таких средств весьма перспективен среди неантихолинэстеразных Фосфорсодержащих соединений, которые в последние годы стали объектом іристального внимания как потенциальные средства, улучшающие функции юзга (Р.Х.Хафизьянова, 1995; В.И.Петров и соавт., 1996; P.L.Ornstein et al., 996; B.V.Potter et al., 1996; J.Watkins et al., 1996).
С этих позиций интерес представляют гидразиды фосфорилированных
арбоновых кислот, одним из представителей которых является фосфабензид,
недренный в практическую медицину в качестве транквилизатра
Г.Ф.Ржевская, 1976; И.В.Заиконникова и соавт., 1980), впоследствии было
ыявлено его ноотропное действие (Р.Х.Хафизьянова 1991), а в клинике и ан-
идепрессивный эффект (Н.А. Блюхерова, 1981). В результате дальнейшего
зучения психотропной активности фосфорилацетогидразидов было обнару-
сено новое соединение-2-хлорэтокси-пара-Ы-
иметиламинофенилфосфорилацетогидразид - КАПАХ, предварительные ре-ультаты исследования которого также показали, что он обладает комплексом ффектов: анксиолитическим, антидепрессивным и ноотропным. (И.И.Семина, 988). Многообразие психотропных эффектов фосфорилацетогидразидов ука-ывают на целесообразость и перспективность их изучения как потенциальных зедств, улучшающих функции мозга при деменциях нейродегенеративного роисхождения и других когнитивных расстройствах.
Цель работы Изучение механизма действия фосфорилацетогидразидов как отенциальных лекарственных средств с ноотропной и антидепрессивной ак-
Задачи исследования:
Изучить ноотропное и антидепрессивное действие хлорэтоксиарил- и фос-орилацетогидразидов в широком диапазоне доз на поведенческих моделях и зовести анализ его зависимости от химической структуры соединений.
Оценить способность наиболее перспективного соединения- 2-хлорэтокси-jpa-N-диметиламинофенилфосфорилацетогидразида (КАПАХ) улучшать паять, оказывать антиамнестическое, нейропротекторное и антидепрессивное :йствие на различных моделях патологических состояний у животных в іавнении эталонными препаратами.
3. Исследовать механизмы действия фосфорилацетогидразидов, обуславли вающие их ноотропную и антидепрессивную активность:
а) изучить спектр аффинности КАПАХ и его ближайших аналогов к рецепто
рам ЦНС.
б) изучить мембранотропное действие КАПАХ и аналогов - их антиоксидант
ные, мембраностабилизирующие свойства и способность влияния на бислой
ную организацию мембран из фосфатидилхолина
в) исследовать влияние КАПАХ на процессы синаптической передачи в холи
нергическом синапсе.
г) изучить эффекты совместного применения КАПАХ и субстанции Р на пове
денческих моделях у животных и на изолированном нервно-мышечном синап
се.
8. Провести поиск веществ с ноотропными и антидепрессивными свойствами і новых рядах фосфорилацетогидразидов - гидразиниевых солях фосфорилаце тогидразидов и N-замещенных фосфорилацетатов аммония, установить зави симость структура-активность и изучить некоторые стороны механизма и: действия.
Научная новизна. На основании изучения аффинности фосфорилацето гидразидов к рецепторам NMDA, АМРА, каинатным, глициновым стрихнинне чувствительным NMDA-комплекса, МК-801, сигмаї и сигма2, аденозиновым (А и А2), ГАМКА и ГАМКв, серотониновьш (5-НТь 5-НТ2, 5-НТ3), мускариновыи (Мі и М2 ), никотиновым, холецистокининовым (ССК в ), нейрокининовь» (NK|), опиоидным (к), установлено, что хлорэтоксиарилфосфорилацетогидра зиды обладают способностью связываться с глициновыми стрихниннечувстви тельными участками NMDA-рецепторного комплекса, проявляя свойства аго нистов этих участков, что является одним из механизмов их мнемотропны: эффектов. Показано, что КАПАХ и его ближайший аналог соединение II про являют аффинность к нейрокининовым (NK)! - рецепторам, лигандом для ко торых является нейропептид субстанция Р.
Впервые установлены молекулярные механизмы мембранолипотропны: свойств фосфорилацетогидразидов, которые заключаются в их способності взаимодействовать с фосфатидилхолином в области полярных головок, обра зуя комплекс фосфатидилхолин-препарат, что приводит к изменению бислой ной организации клеточной мембраны и может лежать в основе ноотропной і антидепрессивной активности фосфорилацетогидразидов.
Установлено, что 2-хлорэтокси-пара-Ы
диметиламинофенилфосфорилацетогидразид - КАПАХ - в низких концентра циях проявляет холиносенсибилизирующее действие, увеличивая амплитуд; токов концевой пластинки в нервно-мышечном синапсе позвоночных, не про являя аффинности к никотиновому рецептору и не ингибируя ацетилхолинэ стеразу. Показано, что механизм холиносенсибилизирующего действи: КАПАХ может быть опосредован через нейрокининовые рецепторы.
Научно-практическая значимость. На основании анализа зависимості ноотропной и антидепрессивной активности, а также механизма действия фос
фориацетогидразидов от их химической структуры были синтезированы новые ряды соединений - гидразиниевые соли фосфорилацетогидразидов и N-замешенньте фосфорилацетаты аммония, которые в экспериментах проявляют ноотропную и антидепрессивную активность.
На различных моделях патологических состояний у животных показано, что КАПАХ является эффективным средством коррекции нарушений памяти, обучения и развития депрессивно-подобных состояний.
Показано, что механизм действия КАПАХ и других фосфорилацетогидразидов направлен на различные патогенетические звенья, которые могут обуславливать развитие когнитивных нарушений при нейродегенеративных заболеваниях, а именно:
улучшать глутаматергическую передачу через глициновые стрихнинне-чувствительные участки NMDA-рецепторов;
усиливать взаимодействие с основным медиатором в дофаминергических и холинергических синапсах через нейрокининовые рецепторы подобно ней-ропептиду субстанции Р;
- восполнять дефицит моноаминов путем ингибирования МАО типа Б;
-модулировать активность встроенных белковых комплексов (рецепторов,
ферментов, каналов) путем изменения липидной организации клеточной мембраны;
- проявлять антиоксидантные и мембраностабилизирующие свойства
По материалам изучения ноотропной и антидепрессивной активности фосфорилацетогидразидов получены патенты России (№2141961, 1999), США (№ 5,679,663, 1997), Австралии (№ 682020 ), Южной Африки (№94/1781), а также опубликованы заявки на патент в Европе (№ 94905204.7, 1994) , Японии (№ 95//518388, 1994), Канаде (№2180336, 1994).
Полученные результаты обосновывают перспективность дальнейшего развития нового направления разработки психотропных препаратов на основе фосфориацетогидразидов с оригинальным механизмом действия. Основные положения, выносимые на защиту.
1. Фосфорилацетогидразиды обладают ноотропной активностью, улучшая
процессы обучения, памяти и проявляя антигипоксические свойства; хлорэток-
сиарилфосфорилацетогидразиды, наряду с ноотропной активностью, оказыва
ют антидепрессивное действие.
2. 2-хлорэтокси-пара-г<-диметиламинофенилфосфорилацетогидразид
(КАПАХ) обладает способностью улучшать память и обучение у нормальных
животных и подвергнутых амнестическому воздействию; проявляет нейропро-
текторную и антидепрессивную активность.
-
Хлорэтоксиарилфосфорилацетогидразиды обладают аффиинностью к глициновым стрихниннечувствительным участкам NMDA-рецепторов, проявляя свойства частичных агонистов, играющие роль в механизме их мнемотроп-ного действия.
-
Фосфорилацетогидразиды обладают мембранолипотропными и антиок-сидантными свойствами, лежащими в основе их ноотропной активности.
-
МАО Б ингибирующие, серотонинопозитивные и мембранотропные свойства принимают участие в механизме реализации антидепрессивных свойств хлорэтоксиарилфосфорилацетогидразидов.
-
КАПАХ специфически связывается с нейрокининовыми (NK|) рецепторами, что может обуславливать мнемотропный эффект и улучшать процессы холинергической передачи в нервно-мышечном синапсе.
-
Гидразиниевые соли фосфорилацетогидразидов и N-замещенные фосфо-рилацетаты аммония обладают ноотропным и антидепрессивным действием, в механизме реализации которого лежат антиоксидантные, мембраностабилизи-рующие, МАО - ингибирующие и серотонинопозитивные эффекты.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Всесоюзном симпозиуме молодых ученых по проблеме "Серотонин мозга, нервно-психические нарушения и их лекарственная коррекция (Донецк, 1990); I, II, III, VII Российском национальном конгрессе "Человек и лекарство", (Москва, 1992, 1995, 1996, 2000); 1-м съезде Российского научного общества фармакологов (Волгоград 1995); на XHIth и XlVth International Conference of Phoshorus Chemistry - ICPC (lerusalem, Israel, 1995, Cincinnati, USA, 1998); на 11-th International Symposium on Sulfactans in Solution. - (lerusalem, Israel, 1996); на Fourh International Nice/Springfield Symposium on Advancces in Alzheimer Therapy (Nice, France, 1996); Первой научно-практической конференции "Болезнь Альцгеймера: достижения в нейробиологии, диагностике и терапии (Москва, 1996); международной конференции "Фармация в XXI веке: инновации и традиции" (Санкт-Петербург, 1999); на 17th ISN/13th EST Neurochemistry Meeting (Berlin, Germany, 1999).
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на>еЮ страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, четырех глав собственных исследований, обсуждения результатов, выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 72 таблицами и 29 рисунками. Указатель литературы включает 391 источник, из них 102 отечественных и 289 иностраных.
