STUDY OF THE ANTIHYPOXIC ACTIVITY OF OXINICOTIN ACID AND ITS DERIVATIVES


Cite item

Abstract

The antihypoxic effect of new derivatives of oxynicotinic acid on the model of acute hemic hypoxia and in acute anoxia was studied. The experiments were performed on male rats and nonlinear white mice with a mass anaesthetized with ethanal sodium. It was found that the maximum activity close to the activity of sodium oxybutyrate is manifested by the compound under the laboratory code XC-2. In acute anoxia, oxynicotinic acid and its derivatives, with the exception of the connection under the code XC-9, do not have an antihypoxic effect and do not exert a direct activating effect on the bioenergetics of the heart muscle.

Full Text

Актуальность. Проблема фармакологической коррекции гипоксических состояний, возникшая в прошлом веке, в настоящее время относится к числу приоритетных. Актуальность и значимость поиска, отбора, разработки тактики и стратегии применения антигипоксантов объясняется чрезвычайно широким распространением гипоксии, возникающей как в условиях дефицита кислорода во внешней среде, так и в результате самых разных патологических состояний, связанных с нарушением функций дыхательной, сердечно-сосудистой систем, а также транспортной функции крови. Во всех случаях, в конечном счете, происходит снижение доставки кислорода к тканям до уровня, недостаточного для поддержания функций, метаболизма и структуры клетки [8]. Согласно современным представлениям, гипоксические состояния возникают практически при любой патологии. Именно это определяет постоянно нарастающий интерес к проблеме защиты организма от гипоксии с помощью антигипоксантов, которые используются в экстремальных ситуациях, связанных с острой кислородной недостаточностью, при нарушениях функции массопереноса крови, а также в качестве средств профилактики и комплексной патогенетической терапии при общей или регионарной гипоксии и ишемии [5]. Патологические сдвиги гипоксического и свободнорадикального генеза часто встречаются совместно. Расстройства гипоксического и свободнорадикального происхождения по мере их наростания могут привести к деструкции клеток и, следовательно, часто определяют судьбу органа, ткани и, в конечном счете - всего организма. В связи с этим актуальны разработка высокоэффективных антигипоксантов и антиоксидантов и их рациональное применение [9]. Синтез различных органических сукцинатсодержащих соединений является самостоятельным направлением фармакологических исследований, развиваемых в настоящее время [10]. Особенно успешно поиск антиоксидантов и антигипоксантов ведется в ряду производных оксипиридина, имеющего структурное сходство с витамином В6. Так гидрохлорид 3-оксипиридина (эмоксипин) проявляет сильную антиоксидантную и умеренную антигипоксическую активность, содержащее сукцинат производное 3-оксипиридина (мексидол) проявляет сильные противогипоксические свойства [3, 1]. В классе 3-оксипиридина представляют интерес пиридинкарбоновые кислоты, в частности, производные оксиникотиновой кислоты (ОНК) [7, 2]. Это связано с тем, что сохранение таких свойств их структурного предшественника - никотиновой кислоты - как коронаролитическая и гиполипидемическая, наряду с антиоксидантным действием, может позволить расширить область применения оксипиридинов. Целью настоящего исследования явилось изучение антигипоксического действия новых производных оксиникотиновой кислоты на модели острой гемической гипоксии и в условиях острой аноксии. Исследуемые соединения - ОНК и аммониевые производные 5-ОНК под лабораторными шифрами ХС-1,ХС-2, ХС-3, ХС-4 и ХС-9 были синтезированы в ВНЦ БАВ. Материал и методы исследования. Эксперименты выполнены на 72 белых крысах-самцах массой 180-220г и 64 нелинейных белых мышах массой 18-25г, наркотизированных этаминал-натрием (40 мг/кг внутрибрюшинно). ОНК и ее производные вводили внутрибрюшинно в дозе 1/10 LD50 за 30 мин до эксперимента. В качестве препаратов сравнения использовали антиоксидант из группы 3-оксипиридина - мексидол (30 мг/кг), анаприлин (1мг/кг), натрия оксибутират (300мг/кг) и метиленовый синий (16,7мг/кг). Мексидол, натрия оксибутират и метиленовый синий вводили внутрибрюшинно за 30 мин до эксперимента, анаприлин - внутривенно, непосредственно перед окклюзией коронарной артерии. Метгемоглобинемию моделировали подкожным введением нитрита натрия в дозе 200 мг/кг. Контрольным животным вводили физиологический раствор. Кровь для исследования (0,04 мл) отбирали при канюлировании сонной артерии до введения исследуемых соединений, и после инъекции нитрита натрия с интервалом в 10 мин до гибели животного. Метгемоглобин определяли спектрофотометрическим методом по Evelyn и Malloy в модификации М.С. Кушаковского [4] с последующим расчетом его процентного содержания от общего количества гемоглобина в крови. Эффективность антигипоксического действия производных ОНК оценивали по следующим параметрам: время жизни животных, содержание метгемоглобина в крови животных, значение коэффициентов защиты и сравнительной активности. Коэффициент защиты (Кз) и коэффициент сравнительной активности (Кса) рассчитывали по формулам: Кз = Топ/Тк (%), Кса = (Топ� Тк)/(Тэт� Тк) (%), где Топ и Тк где Топ и Тк - продолжительность жизни соответственно опытных и контрольных животных (мин), Тэт - продолжительность жизни животных при введении препарата сравнения (натрия оксибутират) [6]. Была изучена антигипоксическая активность соединений при моделировании острой аноксии в опытах на мышах. У наркотизированных этаминал-натрием животных выделяли трахею, подводили лигатуру и одномоментно осуществляли ее перевязку, вызывая тем самым острую асфиксию [11]. ЭКГ записывали во 2 стандартном отведении. Регистрировали латентные периоды экстрасистолии и нарушений синусового ритма, количество животных с данными нарушениями, время сохранения биоэлектрической активности миокарда. При появлении на ЭКГ положительных зубцов менее 0,1 мм, делали заключение о прекращении биоэлектрической активности миокарда. Математический анализ полученных данных проводили с помощью программы "Microsoft Excel-XP". Первоначально, генерировался отчет описательной статистики, содержащий информацию о среднем числе, стандартной ошибке, стандартном отклонении, дисперсии выборки. Затем оценивалась достоверность различий по критериям Вилкоксона-Манна и Уитни. Полученные результаты и их обсуждение. Введение нитрита натрия приводило к образованию в крови животных метгемоглобина, концентрация которого возрастала к концу эксперимента (рис.). В частности, процентное содержание метгемоглобина по отношению к содержанию общего гемоглобина при введении нитрита натрия в контрольной группе возрастало до 60,97 + 1,51%, в результате этого количество «активного» гемоглобина, кислородная емкость крови и содержание в ней кислорода снижались, что приводило к гибели животных к 30 мин эксперимента. Процентное содержание метгемоглобина в крови животных на фоне профилактического введения исследуемых производных ОНК и препаратов сравнения оказалось достоверно ниже ( р < 0,05), чем в контрольной группе во все сроки определения этого показателя. Максимальное повышение содержания метгемоглобина в контроле отмечалось на 30-й минуте наблюдения. Как следует из данных представленных на рисунке, на 30-й мин наблюдения после введения соединений ХС-2, ХС-3 и ХС-9 содержание метгемоглобина было в 1,6 раза ниже, чем в контроле. В экспериментах с введением препаратов сравнения снижение концентрации метгемоглобина к контролю (30 мин эксперимента) составило: для натрия оксибутирата 1,7 раза, для мексидола - в 1,8 раза и для метиленового синего - 1,9 раза. Таким образом, по влиянию на содержание метгемоглобина в крови животных, соединения под лабораторными шифрами ХС-2, ХС-3 и ХС-9 проявляют активность близкую к активности натрия оксибутирата. Рис. Влияние ОНК и ее производных на динамику образования метгемоглобина при нитритной метгемоглобинемии. По вертикали - содержание метгемоглобина в % от общей концентрации гемоглобина в крови животных, по горизонтали - время наблюдения от начала опыта. Исследовано влияние ОНК и ее производных на продолжительность жизни животных в условиях метгемоглобинемии. Установлено, что исследуемые соединения увеличивали в 1,3 - 1,5 раза время жизни животных по сравнению с контрольной группой. Выраженную противогипоксическую активность проявило соединение ХС-2. Профилактическое введение данного соединения увеличивало продолжительность жизни животных в 1.5 раза, а коэффициент защиты составил 144,51%, тогда как коэффициент защиты для натрия оксибутирата и мексидола был равен 142%. Коэффициент сравнительной активности равный для ХС-2 101,73% говорит о равном с натрия оксибутиратом противогипоксическом действии при нитритной метгемоглобинемии. Выраженную противогипоксическую активность также проявляло соединение ХС-9. Кза для данного соединения составил 139,49%, а Кса - 98,19%. Таблица 1. Антигипоксическое действие ОНК и ее производных при гемической гипоксии Соединение Время жизни (мин) Кз% Кса% Контроль 27,68 + 1,63 --- --- ХС-1 37,88 + 2,07* 136,85 96,34 ХС-2 40,0 + 2,15* 144,51 101,73 ХС-3 36,25 + 2,18* 130,96 92,19 ХС-4 35,91 + 1,73* 129,73 91,33 ХС-9 38,61 + 2,09* 139,49 98,19 Мексидол 39,48 + 1,93* 142,63 100,41 Натрия оксибутират 39,32 + 1,48* 142,05 ---- Метиленовая синь 41,15 + 1,62* 148,66 104,65 Примечание: здесь и в табл.2 * - p < 0,05 к контролю Соединения под лабораторными шифрами ХС-1, ХС-3 и ХС-4 проявляли противогипоксическую активность, но меньшую чем у препаратов сравнения. Полученные результаты свидетельствуют о том, что ОНК и её производные на модели нитритной метгемоглобинемии обладают противогипоксическим действием, выраженным в различной степени. Максимальную активность близкую активности оксибутирата натрия проявляло соединение под лабораторным шифром ХС-2. Исходя из того, что при моделировании метгемоглобинемии наблюдается сочетание двух форм гипоксии - гемической и тканевой, можно сделать заключение о благоприятном влиянии изученных соединений на процессы тканевого дыхания. Аноксия, вызванная лигированием трахеи у наркотизированных мышей, также как и острая ишемия органа, является крайней формой проявления клеточной гипоксии. Было проведено изучение влияния производных ОНК на биоэлектрическую активность сердца мышей при острой аноксии. Результаты исследований приведены в табл.2. В контрольной серии у 75% животных развивались нарушения синусового ритма, наблюдалась блокада 2 степени и увеличение амплитуды зубца R. У половины контрольных животных возникла экстрасистолия. Таблица 2. Влияние ОНК и ее производных на биоэлектрическую активность миокарда при острой аноксии у мышей Серия опытов % животных с нарушениями синусового ритма % животных с экстрасистолией Время сохранения биопотенциалов сердца, сек Контроль 75 50 493,75±±28,62 ХС-1 50 0 492,50±49,93 ХС-2 37,5 37,5 590,0±37,20 ХС-3 100 37,5 514,50±34,05 ХС-4 62,5 50 502,50±34,87 ХС-9 62,5 37,5 688,75±31,57 * Мексидол 50 0 843,75±37,72 * Натрия оксибутират 87,5 50 981,25±74,66 * Применение препаратов сравнения - мексидола и натрия оксибутирата увеличивало продолжительность жизни животных в 1,7 и 1.9 раза (к контролю) соответственно. Введение мексидола уменьшало количество животных с нарушениями синусового ритма, полностью защищало от возникновения экстрасистолий. Введение ОНК в дозе 1/10LD50 не влияло на длительность электрической активности сердца животных и латентный период нарушений синусового ритма. Следует, однако, отметить, что профилактическое применение данного соединения уменьшало количество животных с нарушениями синусового ритма с 75% в контроле до 50% в эксперименте и полностью защищало опытных животных от развития экстрасистолии. Профилактическое внутрибрюшинное введение мышам аммониевых производных ОНК под шифрами ХС-2, ХС-3 и ХС-4 не влияло на длительность жизни животных и на латентный период нарушения синусового ритма. Однако количество животных с экстрасистолией и нарушениями синусового ритма уменьшалось. Например, введение соединений ХС-2 и ХС-3 снижало % животных с экстрасистолией с 50% в контроле до 37,5% в опытных сериях (табл.2). В экспериментах с применением соединения ХС-9 отмечалось увеличение латентного периода нарушений синусового ритма и продолжительности жизни животных (р<0,05 к контролю). По влиянию на частоту возникновения нарушений синусового ритма и экстрасистолии активность данного соединения превосходила таковую у натрия оксибутирата. На основании анализа данных по изучению противогипоксической активности ОНК и ее производных можно заключить, что данные соединения, за исключением ХС-9, не обладают противогипоксическим действием в условиях острой аноксии. Выводы. ОНК и её производные на модели нитритной метгемоглобинемии оказывают противогипоксическое действие, выраженное в различной степени. Максимальную активность близкую к активности оксибутирата натрия проявляет соединение под лабораторным шифром ХС-2. В условиях острой аноксии ОНК и ее производные, за исключением ХС-9, не обладают противогипоксическим действием и не оказывают прямого активирующего действия на биоэнергетику сердечной мышцы.
×

About the authors

E V Avdeeva

Kursk State Medical University

L N Sernov

Kursk State Medical University

A I Konoplya

Kursk State Medical University

References

  1. Воронина Т.А., Смирнов Л.Д., Дюмаев К.М. Актуальные направления применения антиоксиданта мексидола // Труды нац. научно-практ. конф. с междун. участием «Свободные радикалы, антиоксиданты и болезни человека».- Смоленск, 2001.- С.191-193.
  2. Катунина Н.П. Изучение антигипоксической активности новых производных 3-оксипиридина, бензимидазола, оксиникотиновой кислоты и меркаптобензимидазола: Автореф. дисс..канд. биол. наук.- Смоленск, 2002. -25 с.
  3. Клебанов Г.И., Любицкий О.Б., Васильева О.В. и соавт. Антиоксидантные свойства производных 3-оксипиридина: мексидола, эмоксипина и проксипина // Вопросы медицинской химии.- 2001.- №3.- С.25-27.
  4. Кушаковский М.С. Клинические формы повреждения гемоглобина.- Л.: Медицина, 1968.-325с.
  5. Лукьянова Л.Д. Новые подходы к созданию антигипоксантов метаболического действия //Вестник РАМН. - 1999.- №3.- С.18-25.
  6. Методические рекомендации по экспериментальному изучению препаратов, предлагаемых для клинического изучения в качестве антигипоксических средств/Под ред. Л.Д.Лукьяновой.-М., 1990.-18с.
  7. Некипелова А.А. Исследование противоишемической активности некоторых производных пиридинкарбоновых кислот. Автореф. дис… канд. мед. наук.- Купавна, 1996.-24 с.
  8. Новиков В.Е., Катунина Н.П. Фармакология и биохимия гипоксии //Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии.- 2002.- Т.1.- С.73-87.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies