Введение к работе
Актуальность темы. Известно, что 5-НТ2-рецепторы могут модулировать функции центральной нервной, сердечно-сосудистой, дыхательной, выделительной и других систем организма (Воронина Т.А., 2003; Петров В.И., 2002; Сергеев П.В. и соавт., 1999; Мирзоян Р.С., 2001). В ЦНС
5-НТ2-рецепторы участвуют в регуляции нейротрансмиссии, процессов восприятия, поведенческих актов (Wolf-Dieter H. et al., 2006; O’Mahony S. et al., 2006; Bagdy G. et al., 2007; Jordan K. et al., 2007). Известные на сегодняшний день лекарственные препараты, проявляющие 5-НТ2-антагонистическую активность (кетансерин, ципрогептадин и другие) внедрены в медицинскую практику как средства для профилактики мигренозного приступа.
Однако, все имеющиеся в настоящее время лекарственные препараты, несмотря на достаточно высокий уровень специфической активности, обладают целым рядом побочных эффектов (Woittiez A.J. et al., 1986; McCormack P.M. et al., 1990) и имеют высокую стоимость. Выявление новых активных веществ с
5-НТ2-серотониноблокирующими свойствами среди конденсированных и неконденсированных производных бензимидазола, может послужить базой для создания нового класса эффективных средств с противомигренозной активностью.
Проведенные на базе Волгоградского государственного медицинского университета исследования установили широкий спектр биологической активности конденсированных производных бензимидазола, синтезированных в НИИ физической и органической химии Южного Федерального Университета. Так, для веществ этого химического ряда была выявлена антиоксидантная (Островский О.В., 1996) антигипоксическая (Косолапов В.А., 1995), антиаритмическая (Спасов А.А., 1999), антиагрегантная активность, как в отношении тромбоцитов, так и эритроцитов (Дегтярев А.Н., 2001; Турчаева А.Ф., 1995). Для некоторых веществ этого класса была выявлена антагонистическая активность по отношению к гистаминовым Н1 и Н2 рецепторам (Черников М.В., 2000), пуриновым Р2Y1 рецепторам (Стуковина А.Ю., 2006) и 5-НТ3 серотониновым рецепторам (Киабия С.Т., 2003; Яковлев Д.С., 2007). Для производного имидазобензимидазола – препарата эноксифол было установлено корректирующее влияние на реологические свойства крови при состояниях, сопровождающихся развитием «синдрома повышенной вязкости крови», сахарном диабете и ишемических заболеваниях (Самохина М.П., 2003). Настоящая работа является продолжением ранее проведенных исследований по поиску активных серотонинергических средств среди различных классов производных бензимидазола и изучению их механизмов действия.
Цель исследования. Поиск новых соединений, проявляющих 5-НТ2-антагонистическую активность среди новых конденсированных и неконденсированных производных бензимидазола и изучение их фармакологических свойств.
Задачи исследования.
-
Изучить 5-НТ2-антагонистическую активность новых конденсированных и неконденсированных производных бензимидазола.
-
Провести анализ зависимости между структурой и функциональной активностью исследованных соединений по отношению к данному типу рецепторов.
-
Определить зависимость блокирующего действия веществ на второй подтип серотониновых рецепторов от их физико-химических свойств.
-
Изучить острую токсичность наиболее активных соединений.
-
Исследовать влияние наиболее активных веществ на гемореологические свойства крови экспериментальных животных.
-
Изучить влияние наиболее активных веществ на сосудистые эффекты серотонина.
-
Изучить влияние наиболее активных соединений на основные медиаторные системы мозга с определением возможного спектра нейротропной активности.
Научная новизна. Впервые проведено исследование 5-НТ2 антагонистической активности новых производных бензимидазола:
N9-замещенных имидазо[1,2-а]бензимидазола (29 веществ), N1-замещенных имидазо[1,2-a]бензимидазола (12 веществ), N1,N3-замещенных бензимидазолина (14 веществ), N1-замещенных 2,3-дигидроимидазо[1,2-a] бензимидазола (9 веществ), N4-замещенных 1,2,4-триазоло[1,5-a]бензимидазола (3 вещества), 2,5-замещенных бензимидазола (10 веществ). Наиболее активными, среди исследованных веществ, оказались N9-замещенные имидазо[1,2-а]бензимидазола, N1-замещенные 2,3-дигидроимидазо[1,2-a] бензимидазола и N4-замещенные триазоло[1,5-a]бензимидазола.
Выявлены зависимости между структурой, а также физико-химическими свойствами (величиной липофильности, молекулярной рефракции и парциальными зарядами) и уровнем 5-НТ2-антагонистической активности у данного класса химических соединений.
Впервые исследовано влияние вещества N9-производного имидазо[1,2-а] бензимидазола под лабораторным шифром РУ-17 на вязкость крови, агрегацию эритроцитов и тромбоцитов, деформируемость и заряд мембраны эритроцитов, осмотическую и кислотную резистентность, коагулографические параметры. Показано, что в основе механизма гемореологического действия лежит антагонистическая активность по отношению к 5-НТ2 рецепторам, которая проявляется в изменении чувствительности мембраны эритроцитов и тромбоцитов к серотонину, что приводит к улучшению деформабильности и снижению агрегации клеток крови.
Впервые исследовано влияние вещества под лабораторным шифром РУ-17 N9-производного имидазо[1,2-а]бензимидазола на основные нейромедиаторные системы мозга: дофаминергическую, адренергическую, серотонинергическую, холинергическую и ГАМК-ергическую.
Научно-практическая значимость работы. Установленные в ходе исследований закономерности между структурой, физико-химическими свойствами и 5-НТ2-блокирующей активностью соединений являются базисом для целенаправленного поиска и оптимизации синтеза новых производных бензимидазола с заданной структурой и уровнем 5-НТ2-антагонистической активности.
Выраженные антисеротониновые свойства N9-производного имидазо [1,2-а]бензимидазола под лабораторным шифром РУ-17, позволяют рекомендовать его для расширенных доклинических фармакологических исследований с целью дальнейшего создания нового антимигренозного средства.
Реализация результатов исследования. В результате выявленных закономерностей между структурой, физико-химическими свойствами и 5-НТ2-блокирующей активностью производных бензимидазола составлены рекомендации «Зависимость между антагонистической активностью по отношению к серотониновым 5-НТ2 рецепторам и химической структурой различных типов производных бензимидазола» и «Фармакологические свойства веществ с 5-НТ2-антагонистической активностью», которые учитываются при целенаправленном поиске биологически активных веществ с подобным типом действия в НИИ физической и органической химии Южного федерального университета, НИИ фармакологии ВолГМУ и Волгоградского научного центра РАМН и АВО. Результаты работы используются в лекционных курсах на кафедрах фармакологии, фармакологии и биофармации ФУВ, фармацевтической и токсикологической химии Волгоградского государственного медицинского университета.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
К наиболее активным 5-НТ2-антагонистам относятся N9-замещенные имидазо[1,2-а]бензимидазола, N1-замещенные 2,3-дигидроимидазо[1,2-a] бензимидазола и N4-замещенные триазоло[1,5-a]бензимидазола.
-
Соединение под лабораторным шифром РУ-17 по уровню 5-НТ2-антагонистической активности превосходит вещества сравнения кетансерин на 10,8% и ципрогептадин на 40,9%, соответственно.
-
Соединение РУ-17 снижает сосудистые эффекты серотонина.
-
Соединение РУ-17 оказывает выраженное гемореологическое действие, что проявляется в снижении вязкости крови, ингибировании процессов агрегации эритроцитов и тромбоцитов.
Апробация работы. Основные материалы диссертации докладывались и обсуждались на 8-th ECNP Regional Meeting Moscow Russia, 2005; на IX-й и Х-й Региональных конференциях молодых исследователей Волгоградской области 2004-2005 г.; на 63-й и 65-й итоговых научных конференциях студентов и молодых ученых ВолГМУ, 2005 г., 2007 г.; на III Съезде Фармакологов России «Фармакология - практическому здравоохранению», Санкт-Петербург, 2007 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ в том числе одна печатная работа в журнале рекомендуемом ВАК.
Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 169 страницах текста, иллюстрирована 5 рисунками, содержит 36 таблиц. Состоит из "Введения", "Обзора литературы" (глава I), и 4-х глав собственных исследований (главы III-VI), обсуждения результатов (глава VII), выводов и списка литературы, включающего 48 отечественных и 122 зарубежных источников.
