Медицина 6.Экспериментальная

и клиническая фарма­кология.

УДК 615.153.915:615.272:547:542

К.фарм.н. Остапенко А. А., д. мед. н. Белай И.М., д. фарм.н. Романенко Н.И.

ГУ «Запорожская медицинская академия последипломного образования МЗ Украины»

Запорожский государственный медицинский университет

г. Запорожье, Украина

Изучение влияния производных 3-метилксантина на состояние антиоксидантной системы при экспериментальной гиперлипидемии у крыс

 

I. Введение. Наиболее частой причиной сердечно-сосудистых заболеваний, являющихся одной из основных причин инвалидизации и смертности работоспособного населения, является атеросклероз [10].

Из данных литературы известно, что производные ксантина обладают периферическим вазодилаторным, антиагрегантным, гиполипидемическим действием [15,19]. Механизм их связан с ингибированием изоферментов 3′,5′-фосфодиэстеразы PDE1 – PDE5  при активации А1- и А3-аденозиновых рецепторов [5,19,21]. Такие свойства можно использовать для создания лекарственных средств с комплексным антиишемическим и цитопротекторным действием, что может найти применение в патогенетической терапии ишемической болезни сердца, церебральном атеросклерозе, осложнениях гипертонической болезни.

В патогенезе этих процессов решающая роль принадлежит образованию генераторов свободных радикалов – активных форм кислорода (супероксид-радикал, перекись водорода, синглетный кислород и гидроксид-радикал), азота (оксид азота (II), пероксинитрит-радикал, нитрозоний-катион) и углерода (оксид углерода (II), которые инициируют каскад реакций оксидативного стресса: реакции Фентона, Габера-Вейсса, Халливелла-Осипова [2,5,10]. Для торможения гипероксидации используют синтетические препараты (дибунол, эмоксипин и мексидол) и природные антиоксиданты (убихинон, аскорбаты), являющиеся «ловушками» свободных радикалов [1,3,6]. Нами было предположено наличие антиоксидантной активности (АОА) среди фармакологически перспективных синтетических производных ксантина [15, 19].

В последнее время существенная роль в прогрессировании атерогенеза отводится повышению активности перекисного окисления липидов (ПОЛ) [5, 7, 20]. Потому изучение АОА производных ксантина является перспективным не только в плане поиска соединений с цитопротекторным и метаболитотропным действием, но и в исследовании зависимости в системе «структура – фармакологический эффект».

II. Постановка задачи. Целью настоящего исследования явилось изучение влияния на активность процессов липопероксидации и комплексной антиоксидантной активности в ракурсе потенциального антиатеросклеротического действия некоторых впервые синтезированных 8-аминозамещенных производных 3-метилксантина.

В качестве препаратов сравнения использовались широко применяющиеся в лечебной практике антиатеросклеротические препараты: эмоксипин и α-токоферол.

Предварительно проводилось прогнозирование биологического действия производных 3-метилксантина. Химические структуры соединений вводились с помощью Java апплета сайта прогноза спектра биологической активности Prediction of Activity Spectra for Substances (PASS)

  Результаты проведенного компьютерного прогнозирования проявлений возможных видов биологической активности указывают, что большинство анализируемых соединений способно влиять на разные разделы обмена липидов.

Исследования проводились на нелинейных крысах массой 260-280г. Экспериментальная гиперлипидемия воспроизводилась путем интрагастрального введения гиперлипидемогенной смеси (холестерол с эргокальциферолом  в масляном растворе: холестерол в дозе 40 мг/кг в подсолнечном масле и эргокальциферол в дозе 350 000 ЕД/кг) взрослым крысам-самцам [23].  Исследуемые вещества вводились в виде водной суспензии тем же путем [16]. В качестве контроля использовалась дистиллированная вода, эталонными препаратами были выбраны эмоксипин и α-токоферол, которые вводились перорально дважды в сутки в следующих дозах: α-токоферол 10 мг/кг; эмоксипин- 50 мг/кг.

Гиперлипидемию воспроизводили в течение 5 суток [23]. На 6 день эксперимента животных наркотизировали диэтиловым эфиром, производили забор крови из аорты. Состояние процессов ПОЛ, системы оценивалось путем определения в сыворотке крови крыс уровня промежуточных продуктов: первичных продуктов ПОЛ (диеновые (ДК), триеновые конъюгаты (ТК)) [8,11] и конечного дериватов ПОЛ – ТБК – активных продуктов (ТБК - АП) [9,17]. Состояние антиоксидантных систем оценивалось по содержание α-токоферола [4], а также по активностям глутатионпероксидазы (ГП) [22] и глютатионредуктазы (ГР) [13,14]. Определяли общую пероксидазную активность крови (ПАК) по методу Попова [1,3], активности каталазы (КТ) по М.А. Королюку [12] и супероксидисмутазы (СОД) [6,18].

Объектами исследования являлись сыворотка крови и ткани аорты, которые забирались у наркотизированных диэтиловым наркозом животных не 5-е сутки эксперимента.

III. Результаты и их обсуждение

 

Нами выявлено, что изученные производные ксантина неоднозначно влияют на состояние процессов липопероксидации и антиоксидантной системы организма. Некоторые вещества снижают содержание как первичных, так и вторичных продуктов ПОЛ. Ряд веществ оказывают гипероксидантный эффект. Некоторые вещества индифферентны в отношении антиоксидантной активности. Такие осцилляции, по нашему мнению, зависят от качества радикала в 8-положении молекулы ксантина, что определяет направленность и выраженность изучаемого биологического эффекта. Выявлены вещества, которые по некоторым показателям сравнимы с аналогичными для эталонных препаратов, что определяет перспективность дальнейшего поиска соединений с антиоксидантной активностью среди производных ксантина с расширением базы исследуемых субстанций.

Результаты, полученные для соединений, сравнивали с аналогичными для интактных крыс, контроля и эталонных препаратов, определяли достоверность с учетом t-критерия Стьюдента.

АОА гетероциклических 8-аминозамещенных превышает таковую алкильных аналогов, но несколько ниже АОА 8-арилиденгидразинозамещенных. С увеличением размеров радикала в 4-ом положении остатка пиперазина отмечается уменьшение АОА;

Активность процессов липопероксидации и АОА 8-арилиденгидразинопроизводных, их активность наиболее высокая в изученных рядах 7,8-дизамещенных ксантина. Надо отметить, что с введением электронакцепторного заместителя в пара-положение бензольного кольца 8-арилиденгидразинопроизводных отмечается увеличение АОА. Но расположенные рядом пара- и мета-заместители приводять к значительному падению АОА.

         Последним звеном защиты клеток от переокисления является глутатионовая антиоксидантная система, которую образуют глутатион и ферменты – глутатионпероксидаза, глутатионтрансфераза, глутатионредуктаза и НАДФ Н. Под влиянием производных 3-метилксантина активность ГП нарастала относительно контрольных животных, также наблюдалось повышение ГР и ВГ на протяжении всего эксперимента. Анализируя полученные данные можно сделать вывод, что при действии производных изменения компонентов антиоксидантной защиты носят компенсаторный характер и направлены на уничтожение продуктов свободнорадикального окисления.

Для повышения АОА необходимо, по нашему мнению, введение в молекулу ксантина ароматических и трет-бутильных радикалов.

В заключение можно сказать, что поиск антиоксидантных соединений в ряду ксантина является весьма перспективным направленим в создании оригинальных отечественных антиоксидантов. Исследования в данной области продолжаются.

IV. Выводы

Нами были изучены ряд производных 3-метилксантина в ракурсе антиоксидантной активности и активности процессов липопероксидации. Показано, что некоторые соединения имеют выраженные парциальные антиоксидантные эффекты. Работа по поиску антиоксидантных средств в ряду производных пурина не закончена, и имеет не только теоретическую, но и практическую значимость.

Литература.

1.     Абакумова Ю.В. Физиологическое и патологическое свободнорадикальное окисление: сущность, методика распознавания, теоретическое и практическое значение. / Врачевание и его методология  Саратов 1996 - с.33.

2.     Авалиани В.М. Новые взгляды на механизм развития атеросклероза / В.М. Авалиани, А.В. Попов, С.И. Мартюшов // Экология человека. –                                                                                                                                                                                                                            2005. – № 4. – С.24–30.

3.     Антиоксидантные эффекты амтизола и триметазидина при ишемии мозга / О.П. Миронова, И.В. Зарубина, Б.Н. Криворучко [и др.] // Патологич. физиол. и эксперим. терапия. – 2001. – № 3. – С. 13–15.

4.     Беленичев И.Ф. Способ определения α - токоферола в биологическом материале / И.Ф. Беленичев, В.С. Тишкин, И.Н. Башкин // Труды 4-й конф. врачей-лаборантов респ. Беларусь. – Гродно, 1991. – С. 66.

5.     Биохимия человека / Р. Марри, Д. Греннер, П. Мейес [и др.]. – М. : Мир, 2003. – 206 с.

6.     Вахабов Б.М. Показатели перекисного окисления липидов и атерогенных липопротеинов крови у больных семейной гиперхолестеринемией с ИБС при применении антиоксидантов / Б.М. Вахабов, Н.А. Абдуллажанова, М.И. Таджибаева // Хист. – 2006. –№ 8. – С. 40–41.

7.     Владимиров Ю.А. Перекисное окисление липидов в биомембранах /
Ю.А. Владимиров, А.И. Арчаков. – М.: Наука, 2003. – С. 230–272.

8.     Гаврилов В.Б. Измерение диеновых коньюгатов в плазме крови по УФ–поглощению гептановых и изопропанольных экстрактов / В.Б. Гаврилов, А.Р. Гаврилова // Лаб. дело. – 1988. – № 2. – С. 60–63.

9.     Камышников В. С. Клинико-биохимическая лабораторная диагностика: В 2-х томах. – Мн.: Беларусь,  2002. – т. 1 – 324 с., т. 2 – 376 с.

10.  Климов А.Н., Никульчева Н.Г. Липиды, липопротеиды и атеросклероз.  – СПб: ПитерПресс, 1995. – 318 с.

11.  Колесова О.Е. Перекисное окисление липидов и методы определения продуктов липопероксидации в биологических средах / О.Е.Колесова, А.А. Маркин, Т.Н.Федорова // Лаб.дело. – 1984. - №9. – С.540-546.

12.  Королюк М.А. Метод определения активности каталазы / М.А. Королюк, Л.И. Иванова, И.Г. Майорова // Лаб.дело. – 1988. - №1. – С. 16-18.

13.  Кругликова Г.О. Глутатіонпероксидазна та глутатіонредуктазна активність печінки щурів після введення селеніту натрію / Г.О. Кругликова, Ц.М. Штутман // Укр. біохім. журн. – 1976. – 48, №2. – С. 227-233.

14.  Кудрин А.Н., Коган А.Х., Королев В.В. и др. Свободнорадикальное окисление липидов в патогенезе инфаркта миокарда и лечебно – профилактическая роль антиоксидантов – селенита натрия и его комбинации с витамином Е // Кардиол.  1979 - №2 – с.115.

15.  Н.И.Романенко, Б.А.Применко, В.С.Якушев и др. Синтез  и гиполипидемическая активность 7,8-дизамещенных 3-метилксантина // Запорож. мед.журн. – 2004. – №3 (24). – с.127-129.

16.  Стефанов О. В. Доклінічні дослідження лікарських засобів. – К.: Авіцена, 2001. – 521 с.

17.  Стальная И.Д. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты / И.Д. Стальная, Т.Г. Гаришвили // Совр. методы биохимии. – М. : Медицина, 1997. – С. 66–68.

18.  Формазюк В.Е., Осис А.Е., Деев И.И. и др. Влияние перекисного окисления на структуру сывороточных липопротеинов // Биохимия 1984 – В. 2 – с. 331.

19.  Beauglehole A.R. Fluorosulfonyl-substituted xanthines as selective ineversible antagonists for the A1 - adenosine receptor / A.R. Beauglehole, S.P. Baker, P.J. Scammels // J. Med. Chem. – 2000. – Vol. 43 (26). – Р. 4973–4980.

20.  Gutteridge J.M.C. Lipid peroxidation and antioxidation as biomarkers of tissues damage / J.M.C. Gutteridge // Clinikal Chemistry, 2005. – Vol. 41. – № 12. – P. 1819–1828

21.  Imidazo [2,1-i]purin-5-ones and related tricyclic water – soluble purine derivatives: potent A2A - and A3  - adenosine receptor antagonists / Ch.E. Muller, M. Thorand, R. Qurishi [et al.] // J. Med. Chem. – 2002. – Vol. 45 (16). – P. 3440–3450.

22.  Tateishi N. // Glutsthione metabolism and physiological / Ed. J. Vina. – Boston GRGPress. 1990/ - P. 341-351.

23. Yousufzai S.Y.K. 3-Hydroxy-3-Methylglutaric Acid and Experimental Atherosclerosis in Rats / S.Y.K. Yousufzai, M. Siddiqi // Experietia. – 1976. – Vol. 32, № 8. – P. 1033–1034.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если будет необходимо! Медицина 6.Экспериментальная и клиническая фарма­кология.

Ostapenko А. А., Belay I. M., Romanenko N. I.

Investigation of the activity  some 8-aminoderivatives of 3-methyl-

7-β-hydroxi-γ-isopropoxipropylxanthines at the experimental hyperlipidemia.

SUMMARY:

Maded investigation from studing of the                                                                         activity new firstly synthesed derivatives of 3-methylxanthines at the experimental hyperlipidemia in rats by us. The results of the computer prediction of the possible manifestations of biological activities indicate that the majority of test compounds can affect the different sections of lipid metabolism. Studied markers effect the activity of lipid peroxidation and antioxidant activity of the complex with the introduction of 3-methylxanthine.This screening helped to indicate main dependences between structurу of investigated substances and expression of changes at «lipid mirror» of blood in experimental animals. Besides it was stayed finally the perspectives, of future pharmacological achievements at this synthetic line of xanthine’s derivatives.

Кey words: antioxidants properties, 3-methylxanthine derivatives, rats, experimental hyperlipidemia,

 

Остапенко А. А., Белай И.М., Романенко Н.И.

Изучение влияния производных 3-метилксантина на состояние антиоксидантной системы при экспериментальной гиперлипидемии у крыс

Резюме: 

Проведено исследование по изучению антиоксидантных свойств впервые синтезированных производных 3-метилксантина в условиях экспериментальной гиперлипидемии у крыс. Результаты проведенного компьютерного прогнозирования проявлений возможных видов биологической активности указывают, что большинство анализируемых соединений способно влиять на разные разделы обмена липидов. Изучены маркеры влияния на активность процессов липопероксидации и комплексной антиоксидантной активности при введении производных 3-метилксантина. Этот скрининг позволил определить некоторые закономерности между  структурой соединений и направленностью и выраженностью изменений антиоксидантных свойств крови опытных животных. Кроме того, установлена окончательно перспективность дальнейших фармакологических исследований в этом синтетическом ряду производных ксантина.

Ключевые слова: антиоксидантные свойства, производные 3-метилксантина, крысы, экспериментальная гиперлипидемия.

 

Ведомости об авторах:

Остапенко Андрей Алексеевич, к. фарм.н., старший преподаватель кафедры лабораторной диагностики и общей патологии ГУ «Запорожская медицинская академия последипломного образования МЗ Украины».

Белай Иван Михайлович, д. мед.н., профессор, заведующий кафедры клинической фармации, фармакотерапии и управления и экономики фармации ФПО ЗГМУ.

Романенко Николай Иванович, д.фарм.н., профессор кафедры биологической химии и лабораторной диагностики ЗГМУ.

Адрес для переписки:

Остапенко Андрей Алексеевич, 69096 г. Запорожье, а/я 1551

Тел.: 38-097-23-45-055, E-mail: ostapenko1966@mail.ru