Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современные представления о гипоксии и ее фармакологической коррекции (обзор литературы) 13
1.1. Современные представления о гипоксии 13
1.2. Фармакологическая коррекция гипоксических состояний 21
1.3 Физиологически совместимые антиоксиданти 45
Глава 2. Материалы и методы исследования 50
2.1. Экспериментальные животные 50
2.2. Исследованные химические соединения и препараты сравнения 51
2.3. Модели острой гипоксии 53
2.3.1. Острая гипоксия с гиперкапнией 53
2.3.2. Острая гипобарическая гипоксия 54
2.3.3. Острая гистотоксическая гипоксия 55
2.3.4. Острая гемическая гипоксия 55
2.4. Определение острой токсичности 55
2.5. Определение потребления кислорода мышами в условиях нормоксии 55
2.6. Определение ректальной температуры мышей 56
2.7. Определение динамики потребления кислорода мышами в условиях острой гипоксии с гиперкапнией 57
2.8. Поведение животных в тесте «открытое поле» 57
2.9. Поведение животных в тесте «приподнятый крестообразный лабиринт» 58
2.10. Продолжительность гексеналового сна 59
2.11. Условный рефлекс активного избегания у крыс 59
2.12. Определение интенсивности процессов свободнорадикального окисления в сыворотке крови крыс 60
2.13. Определение показателей гемограммы крыс 61
2.14. Определение некоторых биохимических показателей сыворотки крови крыс 62
2.15. Статистическая обработка результатов опытов 63
Собственные исследования 63
Глава 3. Влияние комплексных соединений аскорбиновой кислоты на продолжительность жизни мышей в условиях острой экзогенной гипоксии 63
3.1. Влияние комплексных соединений аскорбиновой кислоты на продолжительность жизни мышей в условиях острой гипоксии с гиперкапнией 63
3.2. Влияние комплексных соединений аскорбиновой кислоты на величину резервного времени и выживаемость мышей в условиях острой гипобарической гипоксии 67
3.3. Влияние комплексных соединений аскорбиновой кислоты на продолжительность жизни мышей в условиях острой гемической гипоксии 70
3.4. Влияние комплексных соединений аскорбиновой кислоты на продолжительность жизни мышей в условиях острой гистотоксической гипоксии 72
3.5. Определение острой токсичности комплексного соединения аскорбиновой кислоты под лабораторным шифром TIQ 1968 74
Глава 4. Влияние комплексного соединения аскорбиновой кислоты под шифром TCQ 1968 на стандартный энергетический обмен 76
4.1. Влияние комплексного соединения аскорбиновой кислоты под шифром TUQ 1968 на потребление кислорода в условиях нормоксии 76
4.2. Влияние комплексного соединения аскорбиновой кислоты под шифром 7iQ 1968 на ректальную температуру мышей 79
4.3. Влияние комплексного соединения аскорбиновой кислоты под шифром 7iQ 1968 на динамику потребления кислорода мышами в гермообъеме в условиях острой гипоксии с гиперкапнией 81
Глава 5. Влияние комплексного соединения аскорбиновой кислоты под шифром 7uQ 1968 на функциональное состояние ЦНС 83
5.1. Влияние комплексного соединения аскорбиновой кислоты под шифром 7iQ 1968 на поведение животных в тесте «открытое поле» 83
5.2. Влияние комплексного соединения аскорбиновой кислоты под шифром TIQ 1968 на поведение животных в тесте «приподнятый крестообразный лабиринт» 88
5.3. Влияние комплексного соединения аскорбиновой кислоты под шифром 7cQ 1968 на продолжительность гексеналового сна 91
5.4. Влияние комплексного соединения аскорбиновой кислоты под шифром 7tQ 1968 на условно-рефлекторную активность животных 92
Глава 6. Влияние комплексного соединения аскорбиновой кислоты под шифром TIQ 1968 на активность свободнорадикального окисления, гемограмму и биохимические показатели сыворотки крови животных 95
6.1. Влияние комплексного соединения аскорбиновой кислоты под шифром TIQ 1968 на активность свободнорадикального окисления в сыворотке крови животных : 95
6.2. Влияние комплексного соединения аскорбиновой кислоты под шифром 7tQ 1968 на показатели гемограммы крыс 97
6.3. Влияние комплексного соединения аскорбиновой кислоты под шифром 7iQ 1968 на биохимические показатели сыворотки крови крыс 100
Глава 7. Обсуждение результатов и заключение 105
Выводы 128
Научно-практические рекомендации 130
Список литературы 131
- Современные представления о гипоксии
- Физиологически совместимые антиоксиданти
- Влияние комплексного соединения аскорбиновой кислоты под шифром 7iQ 1968 на ректальную температуру мышей
- Влияние комплексного соединения аскорбиновой кислоты под шифром 7iQ 1968 на биохимические показатели сыворотки крови крыс
Введение к работе
Актуальность проблемы
Гипоксия наблюдается при различных патологических процессах и является одной из центральных проблем медицины. Она может иметь самостоятельную этиологию, но может и осложнять течение различных заболеваний: воспаление, лихорадка, шок, ДВС-синдром и др. (Charron C.E. et al, 2009; Шабанов П.Д. и соавт., 2010; Лукьянова Л.Д., 2011). Гипоксию можно определить, как несоответствие энергопотребности клетки энергопродукции в системе митохондриального окислительного фосфорилирова- ния (Оковитый С .В., 2004).
Пусковые механизмы формирования гипоксии экзогенного или эндогенного происхождения, связанные с системными или локальными нарушениями кровотока, дыхательной недостаточностью, качественными или количественными изменениями состава гемоглобина, нарушением структуры и функции митохондрий и соответственно подавлением экстракции кислорода клетками из микроциркуляторного русла, метаболические сдвиги в условиях дефицита кислорода в значительной мере стереотипны (Бизенкова М.Н., 2008; Хайбул- лина З.Р., Вахидова Н.Т., 2012). Они характеризуются активацией процессов гликолиза, липолиза, протеолиза, развитием метаболического или респираторного ацидоза, разобщением окислительного фосфорилирования и свободного дыхания, дефицитом АТФ, подавлением энергозависимых реакций в клетках различной структурной и функциональной организации (Krohn K.A. et al, 2008; Лукьянова Л. Д., 2011; Семенов Х.Х. и соавт., 2011).
В связи со сложностью механизмов нарушений метаболизма при гипок- сических состояниях различного генеза, очевидны трудности медикаментозной коррекции в условиях гипоксии (Ханевич М.Д., 2010).
Одним из эффективных и перспективных путей профилактики и терапии гипоксических повреждений является применение антигипоксантов - фармакологических средств, ослабляющих или ликвидирующих гипокси- ческие нарушения путем поддержания и повышения энергопродукции в системе митохондриального окислительного фосфорилирования. Современная фарминдустрия предлагает широкий выбор средств, обладающих свойствами антигипоксантов, но поиск высокоэффективных антигипоксан- тов по-прежнему продолжается, а движущим фактором этого процесса выступают повседневные потребности клинической практики (Степанова О.И. и соавт, 2012; Катунина Н.П., 2012; Hsieh C.H. et al, 2010; Lee B.J., 2012).
На основании договора о научном сотрудничестве между кафедрой фармакологии с курсом фармации ФПК и ППС Смоленской государственной медицинской академии и Российским онкологическим научным центром имени Н.Н. Блохина РАМН нам были предоставлены для изучения фармакологической активности ряд комплексных соединений аскорбиновой кислоты.
Цель исследования
Поиск и изучение эффективных антигипоксантов среди новых комплексных соединений аскорбиновой кислоты.
Основные задачи исследования
-
Изучить влияние пяти новых химических производных аскорбиновой кислоты на продолжительность жизни мышей в условиях острой гипоксии с гиперкапнией, гипобарической, гемической и гистотоксической гипоксии.
-
Провести сравнительный анализ антигипоксической активности исследуемых соединений, а так же сравнить их активность с таковой антиги- поксанта/антиоксиданта мексидола и биологического антиоксиданта - аскорбиновой кислоты. Установить острую токсичность наиболее активного соединения.
-
Изучить влияние наиболее активного соединения на величину стандартного энергетического обмена по показателям потребления кислорода и ректальной температуры и динамику потребления кислорода в условиях острой гипоксии.
-
Исследовать влияние наиболее активного соединения на функциональное состояние ЦНС (в тесте «открытое поле» и «приподнятый крестообразный лабиринт», продолжительность гексеналового сна, условный рефлекс активного избегания).
-
Изучить влияние наиболее активного соединения на интенсивность свободнорадикального окисления, показатели гемограммы (эритроциты, лейкоциты, гемоглобин, гематокрит) и биохимические показатели сыворотки крови (активность аланинаминотрансферазы, аспартатаминотрансферазы, лактат- дегидрогеназы, щелочной фосфатазы, содержание мочевой кислоты, мочевины, креатинина, общего белка).
Научная новизна исследования
В работе впервые в сравнительном аспекте изучено влияние пяти новых оригинальных комплексных соединений аскорбиновой кислоты под лабораторными шифрами nQ 462, nQ 1386, nQ 1965, nQ 1966, nQ 1968, известного антигипоксанта/антиоксиданта мексидола и природного антиок- сиданта - аскорбиновой кислоты на продолжительность жизни мышей в условиях различных (4-х) моделей острой гипоксии.
Установлено, что изучаемые соединения обладают антигипоксической активностью на модели острой гипоксии с гиперкапнией. Показано, что соединения nQ 462, nQ 1386, nQ 1968 повышают резистентность животных к гипобарической, гемической и гистотоксической гипоксии. Выявлено, что соединение nQ 1968 обладает более выраженными протекторными свойствами на всех моделях острой экзогенной гипоксии при сравнении с другими производными аскорбиновой кислоты, мексидолом и аскорбиновой кислотой.
Впервые изучено влияние соединения nQ 1968 на стандартный энергетический обмен. Установлено, что изучаемое соединение значительно снижает потребление кислорода, ректальную температуру и энергопродукцию животных, как в условиях нормоксии, так и после воздействия острой гипоксии.
Получены новые научные данные о фармакологических свойствах соединения nQ 1968: психоседативное действие на ЦНС, снижение интенсивности свободнорадикального окисления, снижение биохимических показателей (АлАТ, АсАТ, ЛДГ, ЩФ) в сыворотке крови крыс, подвергшихся воздействию острой гипоксии.
Научно-практическая значимость работы
Результаты исследования позволяют рекомендовать новое комплексное соединение под лабораторным шифром nQ 1968 для дальнейшего более глубокого фармакологического изучения в качестве потенциального корректора гипоксических состояний.
Обнаруженные фармакологические свойства соединения nQ 1968 позволяют вести дальнейшее экспериментальное изучение его фармакологической активности более целенаправленно, в частности, изучить антиоксидантные, седативные, гепатопротекторные и актопротекторные свойства этого соединения.
Основные положения, выносимые на защиту
-
-
Комплексные соединения аскорбиновой кислоты nQ 462, nQ 1386, nQ 1968 оказывают выраженный антигипоксический эффект на экспериментальных моделях острой гипоксии с гиперкапнией, острой гипобарической гипоксии, острой гемической гипоксии, острой гистотоксической гипоксии, превосходящей эффективность препаратов сравнения. Соединение nQ 1968 превосходит другие исследуемые вещества по степени выраженности антигипоксиче- ской активности и широте эффективных доз на всех четырех моделях экзогенной гипоксии. По величине ЛД50 соединение nQ 1968 относится к малотоксичным.
-
Соединение nQ 1968 снижает стандартный энергетический обмен животных, что в условиях острой гипоксии приводит к экономному расходованию кислорода, снижению энергозатрат и увеличению продолжительности жизни.
-
Соединение nQ 1968 оказывает психоседативное действие на функциональное состояние ЦНС животных в условиях нормоксии, что проявляется значительным увеличением эмоциональной реактивности, снижением эмоциональной тревожности, ориентировочно-исследовательской активности и коэффициента подвижности животных, а также потенцированием снотворного эффекта гексенала. В условиях гипоксии соединение оказывает положительное регулирующее влияние на функциональное состояние ЦНС животных, устраняя стрессорное воздействие гипоксии.
4. Соединение nQ 1968 снижает интенсивность процессов свободно- радикального окисления как в условиях нормоксии, так и после воздействия острой гипоксии, вызывает адаптивные изменения в биохимических показателях сыворотки крови.
Внедрение результатов в практику
Полученные результаты используются в учебном процессе на кафедрах фармакологии с курсом фармации ФПК и I Il 1С, общей и медицинской химии, фармацевтической химии и фармакогнозии при чтении лекций и проведении практических занятий, в научной работе Центральной научно- исследовательской лаборатории Смоленской государственной медицинской академии, а также при подготовке информационно-методической литературы.
Апробация работы
Результаты и основные положения диссертации доложены и обсуждены на проблемной комиссии СГМА «Фармакология, клиническая фармакология и фармация» (2010, 2013 гг.), ежегодных итоговых заседаниях кафедры фармакологии СГМА (2010-2013 гг.), 38-й, 39-й, 41-й конференциях молодых ученых СГМА (2010, 2011, 2013 гг.), научно-практической конференции «Актуальные проблемы внутренних болезней» (Смоленск, 2010), VI-й Российской конференции с международным участием «Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция» (Москва, 2011), 7-й национальной научно- практической конференции с международным участием «Активные формы кислорода, оксид азота, антиоксиданты и здоровье человека» (Смоленск, 2011), 4-й и 5-й международной научно-практической конференции «Фармация и общественное здоровье» (Екатеринбург, 2011, 2012), XIX-м Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2012), 46-ой ежегодной Всероссийской конференции «Актуальные проблемы теоретической, экспериментальной, клинической медицины и фармации» (Тюмень, 2012), IV-м съезде фармакологов России «Инновации в современной фармакологии» (Казань, 2012), совместном заседании кафедр фармакологии, клинической фармакологии, нормальной физиологии, патологической физиологии, общей и медицинской химии, фармацевтической химии и фармакогнозии, управления и экономики фармации, фармацевтической технологии (Смоленск, 2013).
Личное участие диссертанта
Личный вклад диссертанта состоит в выборе направления исследования; изучении теоретического и практического состояния проблемы, в непосредственном выборе экспериментальных моделей и методов исследования, оценке и анализе полученных результатов исследования. Автор лично участвовал в апробации результатов исследования и подготовке основных публикаций по выполненной работе.
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 16 печатных работ, из них в рецензируемых журналах, рекомендуемых Высшей аттестационной комиссией - 3, получен 1 патент на изобретение.
Структура и объём диссертации
Материалы диссертации изложены на 162 страницах машинописного текста. Работа включает введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, 4 главы результатов собственных исследований, обсуждение, выводы, научно-практические рекомендации и список литературы. Диссертация документирована 17 таблицами и иллюстрирована 11 рисунками. Список литературы включает 271 научный источник, из них 226 отечественных и 45 иностранных.
Современные представления о гипоксии
Все жизненные процессы связаны с расходованием энергии, которая необходима для выполнения пяти основных видов работ: механической, осмотической, химической, электрической и тепловой. Поэтому процессы биологического окисления, ответственные за энергетический обмен, занимают особое место в жизнедеятельности клетки, являясь ведущим метаболическим звеном, ответственным за ее чувствительность к дефициту энергии. Ключевую роль в этих процессах играет кислород, используемый митохондриями для генерации энергии в виде АТФ [113, 114, 116]. Так, в организме человека функциональная способность жизненно важных органов и систем зависит от непосредственного снабжения их кислородом. Поэтому можно предполагать, что любое патологическое состояние тесно связано с нарушениями в доставке и потреблении кислорода, т.е. с гипоксией [111, 130, 147].
Термин «гипоксия» представляет собой производное от греческого hypo -«ниже» и латинского oxygenium - «кислород», и означает понижение напряжения кислорода в тканях. При этом следует различать гипоксемию - понижение напряжения кислорода в крови, аноксию - отсутствие кислорода в тканях, а также аноксемию - отсутствие кислорода в крови. Все перечисленные состояния могут наблюдаться в условиях нарушения обеспечения организма кислородом и отражают степень кислородного голодания организма. Учитывая, что истинная аноксия и аноксемия наблюдаются крайне редко, термином «гипоксия» обозначают все возможные варианты кислородной недостаточности [241].
Гипоксия (синонимы: кислородное голодание, кислородная недостаточность) - типовой патологический процесс, возникающий при недостаточном снабжении тканей организма кислородом или нарушении его утилизации в процессе биологического окисления. С позиции практикующих врачей, гипоксия не столько типовой патологический процесс, сколько синдром. Под гипоксическим синдромом понимается комплекс вначале функциональных, а затем и структурных изменений в органах и тканях в результате снижения внутриклеточного напряжения кислорода [220]. В наиболее общем виде гипоксию можно определить, как несоответствие энергопотребности клетки энергопродукции в системе мито-хондриального окислительного фосфорилирования [152].
Ситуации, приводящие к развитию гипоксии многочисленны: инсульты, инфаркты, ишемия различных органов, операции на головном мозге, грудной клетке, респираторные заболевания, угнетение функций ЦНС, обструкция нижних дыхательных путей, отравление анальгетиками, производными барбитуровой кислоты; в производственной деятельности состояние гипоксии может возникнуть в аварийных ситуациях, связанных с отключением подачи воздуха в герметизированные отсеки подводных лодок, летательных аппаратов, техногенными выбросами, стихийными бедствиями и т.д. Проблема гипоксических состояний также остается актуальной для экстремальной и военной медицины.
Однако гипоксия не только сопровождает большинство заболеваний и патологических состояний, но может выступать и как самостоятельная причина их возникновения или осложнять их течение [115, 216]. Доказано, что гипоксия определяет тяжесть ишемического поражения сердца, головного мозга, формирование полиорганной недостаточности при ДВС-синдроме [101], шоковых [110] и коллаптоидных состояний, является неизменным спутником заболеваний инфекционной и неинфекционной природы [21, 136, 172], а также стрессовых ситуаций [177, 243].
Следует отметить, что гипоксия не всегда должна рассматриваться исключительно как патологический феномен. В повседневной деятельности человек ежедневно испытывает на себе воздействие так называемой физиологической гипоксии. В отличие от гипоксии патологической при физиологической гипоксии изменения активности органов и тканей носят кратковременный, обратимый характер. При этом период восстановления, как правило, протекает на фоне усиления аэробной составляющей энергетического обмена [52, 180, 250].
По этиологическому и патогенетическому показателям наиболее широкое распространение в последние годы получила классификация гипоксии Н.А. Агаджаняна и А.Я. Чижова (2003). Согласно указанной классификации различают 3 основных вида гипоксии: гипоксия экзогенная, гипоксия эндогенная, гипоксия биоэнергетическая (или тканевая).
Экзогенная гипоксия формируется в результате воздействия на организм различных факторов внешней среды. Разновидностями экзогенной гипоксии являются: экзогенная гипоксическая гипоксия; экзогенная гипероксическая гипоксия; экзогенная экологическая гипоксия.
Экзогенная гипоксическая гипоксия - наиболее распространенная из вышеперечисленных ее вариантов - развивается при понижении парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе, что приводит к непременному снижению парциального давления газа в альвеолярном воздухе, снижению напряжения кислорода в артериальной крови, а также уменьшению кислородного воздушно-венозного градиента [63]. Это может иметь место при нормальном, пониженном и повышенном барометрическом давлении. Соответственно различают: нормобарическую, гипобарическую и гипербарическую экзогенную гипоксию.
Нормобарическая экзогенная гипоксия возникает во время пребывания людей в небольших, плохо вентилируемых помещениях, при нарушении подачи кислородной смеси в летательных или глубинных аппаратах, или автономных костюмах, при нарушении режима искусственной вентиляции легких. В естественных условиях часто сопровождается развитием сопутствующей ей гиперкап-нии в связи с параллельным повышением во вдыхаемом воздухе процентного содержания углекислого газа. В связи с этим в литературе данный вид гипоксии нередко характеризуют как острую гипоксию с гиперкапнией [2]. Гипобарическая экзогенная гипоксия развивается при подъеме в горы -горная болезнь, в открытых летательных аппаратах, при разгерметизации летательного аппарата - высотная болезнь, в условиях барокамеры [234]. Организм, находящийся под воздействием острой гипобарической гипоксии, в отличие от ситуаций, связанных с развитием нормобарических гипоксических состояний, способен в течение короткого промежутка времени полностью исчерпать возможности наличных механизмов компенсации. При этом серьезные нарушения в функциональной активности жизненно важных органов и систем могут возникать задолго до наступления момента, когда парциальное давление кислорода во вдыхаемом воздухе понизится до своего критического значения [216].
Гипербарическая экзогенная гипоксия может возникать в условиях барокамеры, т.е. при использовании гипербарической оксигенации с лечебной целью.
При гипоксической гипоксии снижается парциальное давление кислорода во вдыхаемом и альвеолярном воздухе; напряжение и содержание кислорода в артериальной крови; возникает гипокапния, сменяющаяся гиперкапнией [61, 265].
Экзогенная гипероксическая гипоксия подразделяется на два варианта: гипербарическую и гипобарическую гипоксию.
Гипербарическая гипоксия формируется после продолжительного вдыхания чистого кислорода в условиях повышенного барометрического давления (например, при гипербарической оксигенации). При этом «лишний» кислород не потребляется в энергетических и пластических целях; угнетает процессы биологического окисления; подавляет тканевое дыхание, является источником свободных радикалов, стимулирующих перекисное окисление липидов, вызывает накопление токсических продуктов, а также вызывает повреждение легочного эпителия, спадение альвеол, снижение потребления кислорода, и в конечном счете нарушается обмен веществ, возникают судороги, коматозное состояние.
Физиологически совместимые антиоксиданти
Рассматривая патологические изменения, вызванные в органах и тканях острой гипоксией, с позиции некомпенсированного усиления ПОЛ и срыва ан-тиоксидантной системы организма, видна необходимость медикаментозной коррекции этих процессов антиоксидантными средствами [25, 146].
Антиоксиданты - это соединения различной химической природы, препятствующие образованию свободных радикалов, а также способные к элиминации и снижению реакционной способности последних и, следовательно, предотвращающие развитие болезней, вызываемых повреждением свободными радикалами структур клеток организма [232, 245]. Для защиты от воздействия окислителей организм синтезирует биоантиоксиданты [16]. Под воздействием гипоксии происходит дисбаланс антиоксидантых и прооксидантных факторов организма в сторону последних [78]. Наблюдается активация высокотоксичных для клетки свободнорадикальных продуктов промежуточного восстановления кислорода. Гиперактивация свободнорадикальных процессов может приводить к инактивации митохондриальных ферментов, разрушению мембран, выходу ферментов из митохондрий в цитозоль, нарушению митохондриальной ДНК [187, 206, 235]. Окислительный стресс препятствует так же транскрипции рибосомальной ДНК, процессингу и транспорту РНК [20, 262].
Отрицательная роль активации ПОЛ при гипоксии подтверждается на практике тем, что антиоксиданты значительно ослабляют нарушения, связанные с гипоксией. Поэтому в комплексной терапии гипоксических состояний целесообразно использовать антиоксиданты [19, 112].
Однако следует отметить, что концепция использования в медицине син тетических антиоксидантов подвергается обоснованной критике, т. к. их приме нение не всегда обеспечивает необходимый эффект, а иногда приводит к тяже лым последствиям для здоровья человека. В связи с этим остро актуализируется вопрос о синтезе безопасных и высокоактивных физиологически совместимых антиоксидантов (ФСАО) [200, 256]. Синтез первых химических соединений на основе биометаллов и природных антиоксидантов был осуществлен в НИИ экс периментальной диагностики и терапии опухолей Российского онкологического научного центра РАМН д.х.н. Э.А. Парфеновым. Большинство из них были соз даны на базе уже известных биоантиоксидантов, таких как ацетилцистеин, глу татион, аскорбиновая кислота, никотиновая кислота и др. [158]. Оказалось, что введение в молекулу биоантиоксиданта атома биометалла комплексообразователя (цинк, железо, кобальт, титан, марганец, медь, ванадий и др.) существенно изменяет биологическую активность и направленность эффекта органического лиганда. При этом высокая активность предлагаемых для исследования новых химических соединений во многом предопределялась облегченными возможностями для фармакокинетики, приближенными к таковым типичных биоантиоксидантов [158].
Как предполагается, общий принцип регулирующего воздействия металлсодержащих ФСАО на те или иные биологические структуры достигается в результате непосредственного встраивания соединений в энзиматические системы. Также считается вероятным, что металлосодержащие антиоксиданты могут выступать в роли чувствительных сенсоров, способных реагировать на сдвиг ре-докс-потенциала биологических систем, обеспечивая в дальнейшем модулирующее влияние на величину измененного окислительно-восстановительного потенциала [159].
К настоящему моменту автором предложены 3 основных способа метаболической модификации структуры природных антиоксидантов для получения на их основе новых ФСАО, в том числе содержащих биометаллы [159]. Электрофилъная модификация. Процесс основан, прежде всего, на реакциях алкилирования, ацилирования, образования гликозидной связи и эфиров серной и фосфорной кислоты.
Редокс-модификация. Любой редокс-активный агент способен существовать в двух формах, восстановленной или окисленной, в зависимости от редокс-окружения. В биологических средах обычно одна из форм бывает более предпочтительна. Так, витамин Е обнаруживается в восстановленной форме, а родственные ему витамины группы К или убихиноны - в окисленной.
Комплексообразоеание. Наиболее универсальный, но экспериментально менее разработанный способ модификации структуры природного антиоксидан-та. Способ позволяет биометаллу наиболее эффективно включиться в метаболизм, при этом биолиганд, в отличие от первых двух вариантов трансформации, не меняет своей химической структуры. Важно подчеркнуть, что тип координации металлсодержащих антиоксидантов существенно модифицирует редокс-потенциалы как биометалла, так и редокс-активного лиганда. Показано, что комплексные соединения переходных биометаллов в модельном эксперименте могут воспроизводить химическое поведение металлоферментов.
В литературе имеются многочисленные указания на высокую биологическую активность химически модифицированных антиоксидантов, полимодальность их фармакологических эффектов, биодоступность, а также относительно низкую токсичность [40, 70, 77, 184, 200]. В результате биологического тестирования, проведенного среди ФСАО, полученных различными способами, выявлены перспективные гастропротекторы [200], противоопухолевые вещества [124, 159], актопротекторы [75], соединения с эндотелиопротективным [79], кардио-депрессивным [39], радиозащитным действием [178]. Также показана возможность использования металлсодержащих антиоксидантов в качестве перораль-ных заменителей инсулина [200]. Некоторые из изученных веществ зарекомендовали себя как перспективные антигипоксанты [14, 57, 73, 84, 105, 226]. Приведенные данные свидетельствуют о целесообразности поиска потенциальных антигипоксантов в ряду модифицированных природных антиоксидан-тов. Одним из самых сильных природных антиоксидантов является витамин С. Он связывает и инактивирует активные формы кислорода (02\ НО"), органические пероксиды; защищает липопротеины низкой плотности и другие липиды от окислительного повреждения, захватывая свободные радикалы до того, как они достигают мембраны; способствует стабилизации и восстановлению других биоантиоксидантов, например, витамина Е; играет ведущую роль в антиокси-дантной защите головного мозга [13]. Витамин С является универсальным адап-тагеном, т.к. во-первых, он принимает участие в биосинтезе кортикостероидных гормонов в коре надпочечников, ответственных за адаптивные реакции организма. Во-вторых, будучи активным мембранопротектором, витамин С повышает стабильность и активность клеток иммунной системы, усиливает фагоцитирующую способность лейкоцитов и именно с этим связано его выраженное про-тивопростудное, противомикробное и даже противовирусное действие [58, 60]. Оказывает влияние на свертываемость крови [37]. Витамин С является одним из важнейших факторов созревания коллагена, формирования коллагеновых волокон сосудов, кожи, хрусталика глаза, костной ткани, десен. С этим связано его стабилизирующее влияние на соединительную ткань сосудистой стенки и других органов и систем [236]. А наличие наряду с этим биоантиоксидантных и мембраностабилизирующих свойств объясняет его противовоспалительное и антигеморрагическое действие. Имеются сведения о его влиянии на процессы образования дофамина, норадреналина, серотонина и эндорфинов в мозге, что проявляется в улучшении психоэмоционального состояния человека. Окислительный стресс коррелирует с ухудшением секреции инсулина, а терапия витамином С прерывает повреждающее действие свободных радикалов, уменьшает степень проявления инсулиновой резистентности [255, 261]. Ness и соавт. [253] указывают, что он имеет определенный защитный эффект против возникновения инсульта. Т.Е. Ichim и соавт. [259] рекомендуют применять аскорбиновую кислоту для профилактики и лечения сепсиса, связанного с раком.
Согласно данным литературы аскорбиновая кислота используется для профилактики и лечения гипоксии [139, 251]. Однако фармакологические дозы аскорбата значительно превышают физиологические, достижение лечебного эффекта требует большого расхода витамина и парентерального способа его введения, что создаёт очевидные неудобства. В связи с этим перспективным является поиск антигипоксантов в ряду новых смешаннолигандных соединений металлов с аскорбиновой кислотой и аминокислотами.
Влияние комплексного соединения аскорбиновой кислоты под шифром 7iQ 1968 на ректальную температуру мышей
Ректальную температуру измеряли в условиях нормоксии до введения соединений и через 1, 3, 6 и 24 часа после их введения.
В ходе исследования было установлено, что до введения веществ во всех трех изучаемых группах ректальная температура мышей составляла в среднем 37С (рис. 5). Через 1 час после введения TIQ 1968 происходило снижение ректальной температуры на 4,5С, через 3 часа - на 2,7С, через 6 часов - на 1,8С. Через сутки ректальная температура соответствовала исходному значению.
Введение препаратов сравнения вызывало достоверное снижение изучаемого показателя через 1, 3 и 6 часов при применении аскорбиновой кислоты и через 1, 3 часа при применении мексидола, а спустя сутки возвращалась к физиологическим значениям.
Изменение ректальной температуры под влиянием препаратов сравнения носило менее выраженный характер. Так, применение мексидола вызывало максимальное понижение ректальной температуры на 1,6С через 1 час после введения, а аскорбиновой кислоты - на 0,9С.
Следует отметить, что колебания значений ректальной температуры соответствовали изменениям по потреблению животными кислорода в те же сроки.
Таким образом, производное аскорбиновой кислоты под шифром TCQ 1968 уменьшает энергетические запросы организма, снижает показатели стандартного энергетического обмена, что и обеспечивает возможность пролонгированного пребывания опытных животных в условиях острой экзогенной гипоксии.
Влияние комплексного соединения аскорбиновой кислоты под шифром 7iQ 1968 на биохимические показатели сыворотки крови крыс
Биохимический анализ крови является весьма информативным, он позволяет оценить функциональное состояния организма, работу внутренних органов (особенно печени, поджелудочной железы, почек), белкового, жирового и углеводного обмена веществ. В связи с этим целесообразно было изучить влияние исследуемых соединений на биохимические показатели сыворотки крови в условиях нормоксии и гипоксии.
Опыты проведены на 80 крысах-самцах. Результаты исследования представлены в таблицах 16, 17.
В ходе эксперимента было установлено, что в условиях нормоксии биохимические показатели контрольных животных соответствовали значениям физиологической нормы у крыс [6] (табл. 16).
Предварительное введение производного аскорбиновой кислоты под лабораторным шифром 7iQ 1968 и препаратов сравнения в условиях нормоксии не приводило к достоверному изменению рассматриваемых показателей.
Данные, полученные при исследовании биохимических показателей сыворотки крови экспериментальных животных после воздействия ОГсГк, представлены в таблице 17.
Из таблицы 17 следует, что ОГсГк вызывала превышение активности АлАТ и АсАТ опытных животных на 52 и 70% соответственно, концентрацию щелочной фосфатазы в 2 раза, что вероятно связано с нарушением функции печени и активизацией цитолиза. Показатель ЛДГ был увеличен на 57%» по сравнению с контрольной группой, что свидетельствует о значительной активации процесса гликолиза в условиях недостатка кислорода, вследствие чего в крови не разрушается до нейтральных продуктов лактат, что и приводит к накоплению ЛДГ. Уровень мочевой кислоты повышался в 4 раза, что вероятно, обусловлено тем, что гипоксическое повреждение тканей индуцирует разрушение нуклеиновых кислот, сопровождающееся образованием пуриновых оснований, с последующей их модификацией. Кроме того, увеличился и уровень общего белка на 22%.
При однократном применении рассматриваемых веществ на фоне ОГсГк наблюдалось снижение указанных показателей. Наиболее значительно предупреждало повышение активности АлАТ (на 41%), АсАТ (на 30%), ЛДГ (на 33%), мочевой кислоты (на 15%) и общего белка (на 13%) комплексное соединение аскорбиновой кислоты под лабораторным шифром 7iQ 1968. Мексидол и аскорбиновая кислота в меньшей степени, но также достоверно уменьшали значения указанных показателей в сыворотке крови опытных животных. Так мексидол способствовал снижению АлАТ, АсАТ, ЛДГ, мочевой кислоты и общего белка на 23, 26, 33, 11 и 13%) соответственно, а аскорбиновая кислота - на 18, 28, 26, 10 и 20% соответственно. Следует отметить, что только при применении соединения 7iQ 1968 достоверно снижалась концентрация ЩФ на 37%. Кроме того, применение производного аскорбиновой кислоты 7iQ 1968 препятствовало превышению АлАТ, АсАТ, ЩФ, ЛДГ и общего белка относительно показателей физиологической нормы крови крыс.
Таким образом, в результате проведенного исследования установлено, что комплексное соединение аскорбиновой кислоты под шифром 7iQ 1968, обладающее выраженным антигипоксантным действием, проявляет антиоксидантные свойства в условиях нормоксии, и особенно в условиях гипоксии, о чем свидетельствует снижение величины светосуммы хемилюминисцентного свечения. Наблюдаемый антиоксидантный эффект данного соединения, возможно, является не только результатом его прямого влияния на процессы пероксидации липи-дов, но и опосредован стабилизацией энергетического обмена клетки, что было подтверждено нами ранее. ОГсГк существенно изменяет показатели гемограммы (возрастает уровень эритроцитов, гемоглобина, гематокрита) и биохимические показатели крови экспериментальных животных (возрастает активность АлАТ, АсАТ, ЩФ, ЛДГ, уровень мочевой кислоты и общего белка), что свидетельствует о том, что гипоксия является мощным стрессорным фактором и запускает каскад срочных механизмов адаптации к гипоксии, проявляющиеся усилением гемопоэза, выброса депонированной крови, увеличением гликолиза, активацией симпато-адреналовой системы. Исследуемое соединение 7tQ 1968 не оказывает выраженного влияния на показатели гемограммы в условиях гипоксии, но приводит к достоверному снижению активности АлАТ, АсАТ, ЩФ, ЛДГ и уровня мочевой кислоты, общего белка. Положительная динамика показателей АлАТ, АсАТ, ЩФ может свидетельствовать о замедлении процессов цитолиза и возможном гепатопротекторном действии изучаемого соединения.
Похожие диссертации на Антигипоксантные свойства новых комплексных соединений аскорбиновой кислоты
-
