МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ

ОДЕСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ЛОНСЬКА ОЛЬГА ПЕТРІВНА

УДК: 615.015.001.5:615.03.004.58

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ

АКТОПРОТЕКТОРНОЇ АКТИВНОСТІ НОВИХ ПОХІДНИХ АДАМАНТАНУ

14.03.05 – фармакологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Одеса - 2008

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Вінницькому національному медичному університеті
ім. М.І. Пирогова МОЗ України, м. Вінниця.

Науковий керівник: доктор медичних наук, професор Степанюк Георгій Іванович, Вінницький національний медичний універ-ситет ім. М.І. Пирогова, МОЗ України, м. Вінниця, завідувач кафедри фармакології.

Офіційні опоненти: - доктор біологічних наук, професор Карасьова Тамара Леонідівна, Фізико-хімічний інститут ім. О.В. Бо-гатського НАН України, м. Одеса, провідний науковий співробітник відділу медичної хімії;

- доктор медичних наук, професор Бобирьов Віктор Миколайович, Вищий державний навчальний заклад “Українська медична стоматологічна академія” МОЗ України, м. Полтава, завідувач кафедри експери-ментальної та клінічної фармакології з клінічною імунологією та алергологією.

Захист відбудеться «__7__»_____травня______2008 р. о_11°°_годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.600.01 при Одеському державному медичному університеті МОЗ України за адресою: 65082, м. Одеса,
пров. Валіховський, 2.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Одеського державного медичного університету МОЗ України за адресою: 65082, м. Одеса,
пров. Валіховський, 3.

Автореферат розісланий «__5__ »____квітня____ 2008 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 41.600.01

к.мед.н., доцент В.В. Годован

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В останні роки в світі, в тому числі і в Україні, спостерігається значне зростання кількості природних та техногенних надзвичайних ситуацій з виникненням різноманітних факторів, які негативно впливають на організм (Дев’яткіна Т.О., Важнича О.М., 2006). До таких факторів відносяться висока та низька температури, гіпоксії різного генезу, гіпокінезія та ін. Всі вони знижують фізичну працездатність, що утруднює виконання поставленого завдання та нерідко створює небезпеку для життя людини (Самойлов Н.Н., 2002; Стратиенко Е.Н., 2003).

Ускладнюючі фізичну працездатність фактори, наприклад, гіпокінезія, можуть бути обумовлені як професійною діяльністю людини в обмеженому просторі (підводники, льотчики, космонавти і т.д.), так і тривалим перебуванням хворого в лежачому положенні в зв’язку з хворобою. Обмеження рухової активності внаслідок хвороби на початку носить охоронну роль, а з часом спричиняє емоційно-стресову дію, яка може ускладнювати перебіг основного захворювання (Киричек Л.Т., 1989; Самойлов Н.Н., 2002; Фомочкина И.И., 2004).

Тому збереження належного рівня фізичної працездатності при дії на організм шкідливих факторів, а також забезпечення потреб військової, спортивної та космічної медицини є важливою задачею сучасної медицини. Вагоме місце серед засобів, призначених для збереження фізичної праце-здатності та її швидкого відновлення в екстремальних умовах, займають акто-протектори (Питкевич Э.С. и др., 2001; Стратиенко Е.Н., 2003; Самойлов Н.Н. и др., 2007). Завдяки своїм унікальним властивостям, спрямованим на економізацію енергетичних ресурсів організму, вони знайшли широке коло показів для свого застосування: в загальномедичній практиці, військовій медицині, медицині екстремальних станів та при виконанні здоровою людиною особливо інтенсивних навантажень (Бобков Ю.Г. и др., 1993; Питкевич Э.С. и др., 2001; Игнатов Ю.Д. и др., 2007). Їх успішно застосовували для захисту організму і підвищення працездатності в гірських і пустельних зонах Афганістану, в Антарктиді, в районі Чорнобильської аварії (Питкевич Э.С. и др., 2001; Игнатов Ю.Д. и др., 2007).

На жаль, арсенал цієї групи засобів обмежений кількома препаратами – бемітилом та бромантаном, актопротекторна дія яких проявляється у вузькому діапазоні доз та в недостатньо високому ступені (Машковский М.Д., 2006; Самойлов Н.Н. и др., 2007). Крім того, бемітилу притаманні побічні ефекти, які перешкоджають його широкому застосуванню: надлишок психоактивуючої дії, порушення засинання (Середина М.В., 2002), зміна структури поведінки люди-ни і тварини в звичайних умовах та після фізичного навантаження (Цублова Е.Г., 2003). Препарат може викликати біль в епігастральній ділянці, нудоту, алергічні реакції, диспепсичні розлади, гіперемію обличчя, нежить та головний біль (Морозов Г.В., 1997; Питкевич Э.С. и др., 2001; Машковский М.Д., 2006). Бемітил протипоказаний при гіпоглікемії (Питкевич Э.С. и др., 2001; Андрейчин М.А., Карімов І.З., 2005).

В свою чергу, здатність бромантану негативно впливати на фізіологічні та біохімічні процеси в організмі дозволила віднести його до допінгових препаратів, заборонених на спортивних змаганнях (Сейфулла Р.Д., 1998; Самойлов Н.Н., 2002).

В зв’язку з цим синтез та вивчення нових хімічних сполук, придатних для корекції фізичної працездатності в звичайних та ускладнених умовах, - актуальна задача експериментальної фармакології. Перспективними для пошуку речовин з актопротекторною дією можуть бути похідні адамантану, серед яких є речовини (зокрема, бромантан) із зазначеним ефектом, що і стало підґрунтям для проведення даного дослідження.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана в рамках НДР кафедри фармакології Вінницького національного медичного університету (ВНМУ) ім. М.І. Пирогова МОЗ України „Експериментальне дослідження кардіо- та нейропротекторних властивостей похідних адамантану, 1,4-нафтохінону та 5-оксибензофурану” (№ держреєстрації 0106U005611). Дисертант є співвиконавцем даної теми.

Мета та задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є виявлення в ряду нових похідних адамантану найбільш активної сполуки з актопротекторною дією, конкурентоспроможної з бемітилом, перспективної для створення нового лікарського засобу.

У зв’язку з цим планується вирішити такі задачі:

1. Провести скринінг актопротекторної активності в ряду нових похідних адамантану на щурах та встановити залежність “структура-дія”.

2. Дослідити дію найбільш активних похідних адамантану на фізичну витривалість щурів в звичайних та ускладнених умовах (нормо-, гіпо- та гіпертермії, гіпоксії, гіпокінезії).

3. Оцінити вплив найбільш активних похідних адамантану на емоційно-дослідницькі реакції щурів у „відкритому полі”.

4. Вивчити дію найбільш активної сполуки на морфологічну картину внутрішніх органів щурів в умовах ранньої гіпокінезії.

5. Дослідити механізми актопротекторної дії найбільш активного похідного адамантану.

Об’єкт дослідження: пошук нових актопротекторних лікарських засобів.

Предмет дослідження: актопротекторні властивості похідних 1-адамантилетилокси-3-діалкіламіно-2-пропанолу.

Методи дослідження: токсикологічні, фармакологічні, патофізіологічні, біохімічні, морфологічні та статистичні.

Наукова новизна отриманих результатів. В роботі вперше теоретично обґрунтовано та експериментально доведено наявність актопротекторної дії у нових похідних адамантану як в звичайних, так і в ускладнених умовах (при гіпо-, гіпер- та нормотермії, гіпоксії, гіпокінезії). Встановлено залежність актопротекторної активності адамантанів від наявності в їх хімічній структурі певних радикалів, а саме: морфоліну (ЮК-1, адемол), діетиламіну (ЮК-4), N-2-фторфенілпіперазинилу (ЮК-16), N-3-хлорфенілпіперазинилу (ЮК-20). Серед досліджуваних адамантанів виявлено сполуку ЮК-1 (адемол), конкурентоспроможну з еталонним актопротектором бемітилом. Вперше доведено, що адемол на більшості із використаних моделей фізичного навантаження (плавальна проба, біг у третбані, статична витривалість) співставляється, а, подекуди, і перевершує бемітил за вказаною дією. Можна припустити, що механізм актопротекторної дії адемолу, як і бемітилу, пов’язаний з їх протигіпоксичними властивостями та здатністю стимулювати синтез РНК та ДНК в печінці та, можливо, білків-ферментів енергетичного обміну. Це призводить до перебудови метаболізму в клітині в бік збільшення енергетичного потенціалу (усунення енергодефіциту в скелетних м’язах і збереження вуглеводних резервів) та відновлення прооксидантно-антиоксидантної рівноваги. В результаті проведених морфологічних досліджень внутрішніх органів щурів встановлено, що введення адемолу щоденно на фоні 15-денної гіпокінезії, подібно до бемітилу, сприяє зменшенню ознак дистрофічних змін та посиленню регенераторних процесів у печінці, серці, нирках, наднирниках та скелетних м’язах тварин.

Практична цінність отриманих результатів. Розширено та поглиблено наші уявлення про фармакологічні властивості нових похідних адамантану. Виявлено сполуку 1-адамантилетилокси-3-морфоліно-2-пропанолу гідрохлорид (ЮК-1, адемол), яка представляє інтерес для поглибленого вивчення на предмет створення на її основі нового актопротектора. Це дозволить розширити арсенал засобів, придатних для збільшення фізичної працездатності, підвищити ефективність та безпечність використання цих препаратів. Встановлена залежність актопротекторної активності нових похідних адамантану від їх хімічної структури дасть можливість в подальшому хімікам-синтетикам проводити цілеспрямований синтез сполук з заданим ефектом.

Результати проведеного дослідження впроваджено в педагогічний процес кафедр фармакології Вінницького національного медичного університету
ім. М.І. Пирогова, Луганського, Одеського, Тернопільського та Івано-Франківського державних медичних університетів і Дніпропетровської державної медичної академії.

Особистий внесок дисертанта. Автором особисто проведено патентно-інформаційний пошук літератури, опрацьовано моделі визначення фізичної витривалості, згідно з якими самостійно виконано всі експериментальні дослідження, проведено статистичну обробку отриманих даних, які оформлено у вигляді таблиць, проаналізовано результати досліджень та сформульовано висновки. Морфологічна оцінка ефективності 1-адамантилетилокси-3-морфоліно-2-пропанолу гідрохлориду (ЮК-1) в умовах гіпокінезії проведена при консультативній допомозі зав. кафедри патологічної анатомії та судової медицини ВНМУ проф. В.В. Біктімірова, біохімічні дослідження - при консультативній допомозі проф. кафедри біоорганічної хімії ВНМУ
М.Б. Луцюка, за що автор роботи їм щиро вдячна.

Апробація матеріалів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідались на науковій конференції студентів та молодих вчених з міжнародною участю (Вінниця, 2004), на Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих вчених та спеціалістів „Від фундаментальних досліджень до медичної практики” (Харків, 2005), на університетських науково-практичних конференціях молодих вчених та фахівців (Вінниця, 2005, 2006), на ІІІ Національному з’їзді фармакологів України „Фармакологія 2006 – крок у майбутнє” (Одеса, 2006), на 3-му національному з’їзді фармакологів Росії “Фармакология практическому здравоохранению” (Санкт-Петербург, 2007).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 11 наукових робіт, з них: 3 наукові статті у фахових виданнях ВАК України, 1 патент України на винахід та 7 тез.

Об’єм та структура дисертації. Дисертація викладена на 190 сторінках тексту і складається зі вступу, огляду літератури, розділу „Матеріали та методи дослідження”, 5 розділів власних досліджень, аналізу та узагальнення результатів досліджень, висновків та списку літературних джерел, який містить 296 найменувань (265 вітчизняних і країн СНД та 31 зарубіжне). Робота ілюстрована 22 рисунками та 19 таблицями.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДОСЛІДЖЕНЬ

Матеріали і методи досліджень. Експериментальні дослідження виконано на 814 білих нелінійних щурах обох статей, масою 160-280 г та 420 білих мишах масою 16-23 г з віварію ВНМУ ім. М.І. Пирогова. Усі тварини утримувались на стандартному водно-харчовому раціоні при вільному доступі до води та їжі.

Досліди проводились з урахуванням вимог належної лабораторної практики (GLP) згідно з Методичними рекомендаціями ДФЦ МОЗУ (Стефанов О.В., 2001) та відповідно до вимог комісії з біоетики ВНМУ (протокол № 13 від 20 червня 2007 року). Евтаназію тварин проводили шляхом передозування ефіру.

Для дослідження взято 20 похідних 1-адамантилетилокси-3-діалкіламіно-2-пропанолу з лабораторними шифрами ЮК-1 – ЮК-20, синтезованих в Інституті органічної хімії НАН України під керівництвом акад. НАН України, проф. М.О. Лозинського (рис. 1).

Рис. 1. Загальна формула досліджуваних похідних 1-адамантилетилокси-3-діалкіламіно-2-пропанолу:

1 – ЮК-1 (адемол);

2 – ЮК-4;

3 – ЮК-20;

4 – ЮК-16.

Гостру токсичність похідних адамантану вивчали при одноразовому введенні в очеревину мишам у вигляді водних розчинів 1-5 % концентрацій з дотриманням Методичних рекомендацій ДФЦ (Стефанов О.В., 2001).

Скринінг актопротекторної активності досліджуваних похідних адамантану був здійснений за допомогою примусової плавальної проби на щурах (Бобков Ю.Г. и др., 1984; Головенко М.Я., 2002). В якості критерію актопротекторної ефективності досліджуваних сполук та препарату порівняння бемітилу використовували показник тривалості плавання щурів у воді t 24-26 єС з додатковим навантаженням (10 % від маси тіла), що кріпилось до кореня хвоста. Визначали час плавання щурів до появи ознак повної втоми (занурювання, опускання на дно). Сполуки, що вивчались, вводили тваринам у вигляді водних розчинів одноразово внутрішньоочеревинно (в/о) за 40-50 хв до початку дослідження в дозах, що становили 5 % від їх ЛД50. Препарат порівняння бемітил застосовували таким же чином в терапевтично ефективній дозі 50 мг/кг (Киричек Л.Т., 1989). Для визначення ЕД50 та терапевтичного індексу найактивніших за проведеним скринінгом сполук (ЮК-1, ЮК-4, ЮК-16, ЮК-20) додатково досліджували ще по 2-3 дози в умовах плавальної проби.

Вплив сполук ЮК-1, ЮК-4, ЮК-16 та ЮК-20, в порівнянні з бемітилом, на фізичну витривалість тварин в ускладнених умовах вивчали на фоні гіпо-
(10 С), гіпертермії (40 С), гострої гемічної гіпоксії (NaNO2 підшкірно), ішемії мозку (однобічна перев’язка загальної сонної артерії), ранньої гіпокінезії (утримування тварин протягом 15 діб (по 16 год/добу) в індивідуальних дерев’яних пеналах) (Бобков Ю.Г. и др., 1984; Киричек Л.Т., 1989; Лук’янчук В.Д. та ін., 2002). Похідні адамантану вводили одноразово в/о за 40-50 хв до моделювання екстремального фактору або щоденно протягом 15 діб на тлі ішемії мозку та гіпокінезії (ГК) в дозах, що становили їх ЕД50 за актопротекторною активністю в умовах плавальної проби. Для оцінки актопротекторної дії сполук, що вивчались, в ускладнених умовах досліджували фізичну працездатність за тривалістю плавальної проби, бігу у третбані та статичної витривалості на стрижні, що обертається (Гацура В.В., 1974; Бобков Ю.Г. и др., 1984).

Вплив досліджуваних адамантанів при їх щоденному введенні в організм на поведінкові реакції щурів на тлі 15-денної гіпокінезії визначали у “відкритому полі” (Буреш Я. и др., 1991; Гамма Т.В., Коренюк И.И., 2006).

Зміни морфологічної картини внутрішніх органів щурів (печінка, фрагмент скелетного м’язу, серце, нирка, наднирник) під дією сполуки ЮК-1 (адемол) вивчали на 15-ту добу гіпокінезії за допомогою гістологічних методів з використанням світлової мікроскопії. Зрізи органів забарвлювали гематоксиліном і еозином.

Протигіпоксичні властивості досліджуваних сполук, як можливу складову їх актопротекторної дії, вивчали на 2-х моделях гіпоксії: гострої асфіксії та гострого порушення мозкового кровотоку (ГПМК) у наркотизованих (тіопентал натрію 70 мг/кг в/о) щурів (Лук’янчук В.Д. та ін., 2002). При цьому досліджувані похідні адамантану з лабораторними шифрами ЮК-1, ЮК-4, ЮК-16 та ЮК-20, як і бемітил, вводили одноразово в/о за 50-60 хв до повного перетискання трахеї в оптимальних терапевтичних дозах за плавальною пробою або за 40-50 хв до двобічної перев’язки сонних артерій в дозах, що становили ЕД50 за актопротекторною активністю в умовах плавальної проби. Антигіпоксичну дію в першому випадку оцінювали за тривалістю біоелектричної активності серця (БЕАС), в другому – за показником летальності щурів з ГПМК в динаміці.

Вивчення стану біоенергетичного обміну в крові, печінці та м’язах щурів проводилось після збільшеного фізичного навантаження на 15-й день щоденного введення адемолу, як і бемітилу, на тлі тренувань (біг у третбані щоденно по 10 хв) (Міщенко О.Я. та ін., 2002). Вміст аденілових нуклеотидів (АТФ, АДФ, АМФ), глікогену та глюкози в гомогенатах м’язів визначали згідно з описаними методиками (Прохорова М.И., 1982; Меньшиков В.В. и др., 1987). Енергетичний заряд розраховували за формулою (Atkinson D.E., 1968).

В сироватці крові визначали рівень лактату (Л), пірувату (П), їх співвідношення (Л/П), рівень глюкози та ліпідів (Прохорова М.И., 1982; Меньшиков В.В. и др., 1987).

В гомогенатах печінки визначали вміст РНК та ДНК (Воронина Л.М. та ін., 1996) та концентрацію глікогену (Меньшиков В.В. и др., 1987). Інтенсивність перекисного окиснення ліпідів (ПОЛ) в печінці оцінювали за вмістом кінцевого продукту ліпідпереокиснення - малонового диальдегіду (МДА) (Стальная И.Д., Гаришвили Г.Г., 1977). Стан антиоксидантної системи (АОС) - за рівнем відновленого глутатіону (Круглікова Г.О., Штурман І.М., 1976).

Обробку цифрових даних проводили методом математичної статистики (Беленький М.Л., 1963; Стрелков Р.Б., 1982). Достовірність розбіжностей між досліджуваними показниками оцінювали за t-критерієм Ст’юдента. Різницю між показниками вважали статистично вірогідною при р<0,05.

Результати дослідження та їх обговорення. Дослідження гострої токсичності нових похідних адамантану показало, що, згідно з класифікацією К.К. Сидорова (1973), за величиною показника ЛД50 похідні адамантану з лабораторними шифрами ЮК-4, ЮК-11 – ЮК-15 та ЮК-19 можуть бути віднесені до помірно токсичних речовин (ІІІ клас), оскільки їх ЛД50 знаходяться в межах 11 – 100 мг/кг. Решта досліджених похідних адамантану можна вважати малотоксичними речовинами (ІV клас), оскільки їх ЛД50 становлять 101 – 1000 мг/кг. Сполука ЮК-1 (адемол), яка була досліджена раніше (Лозинский М.О. и др., 1998; Зайцев Л.М. та ін., 1999; Короткий Ю.В. и др., 1992; Короткий Ю.В. та ін., 2003) в якості утеротонічного та ноотропного засобу, згідно із згаданою класифікацією, є малотоксичною: її ЛД50 = 320 мг/кг. ЛД50 препарату порівняння бемітилу, за даними літератури (Гамма Т.В., Коренюк И.И., 2006), становить 581,5 мг/кг.

В скринінгових дослідженнях встановлено, що похідні адамантану з лабораторними шифрами ЮК-1 (адемол), ЮК-4, ЮК-16 та ЮК-20 є носіями актопротекторної активності. На це вказувала здатність зазначених сполук, подібно до еталонного акторотектора бемітилу, відстрочувати час настання втоми у щурів за плавальним тестом порівняно з контрольною групою.

Оскільки актопротекторні засоби здатні підвищувати фізичну працездатність як в звичайних, так і в екстремальних умовах (Бобков Ю.Г. и др., 1993; Смирнов А.В., 1993; Самойлов Н.Н., 2002; Цублова Е.Г., 2002), на наступному етапі експерименту було досліджено здатність названих сполук стимулювати фізичну працездатність в ускладнених умовах. В ході проведених досліджень встановлено, що похідним адамантану з лабораторними шифрами ЮК-1 (адемол, 2,8 мг/кг), ЮК-4 (5,7 мг/кг), ЮК-16 (2,5 мг/кг) та ЮК-20 (20,0 мг/кг), як і бемітилу (33,5 мг/кг), в дозах, що дорівнюють їх ЕД50 за плавальним тестом, притаманні актопротекторні властивості в ускладнених умовах. При цьому найбільшу фрігопротекторну дію проявили сполуки адемол та ЮК-20, практично співставляючись при цьому з бемітилом: динаміка плавальної проби під їх впливом в гіпотермічних умовах становила, відповідно, +58, +57 та +58 % (р0,05) порівняно з контролем. У термонейтральних умовах найбільший актопротекторний ефект виявлено у похідного адамантану адемолу, який вірогідно збільшував тривалість плавання в заданих умовах експерименту на 152 % по відношенню до контролю, що в 2 рази перевищувало дію референс-препарату (р0,05). Спроможність адемолу, подібно до бемітилу, підвищувати фізичну працездатність тварин проявилась також у гіпоксичних умовах (на моделях гемічної та циркуляторної гіпоксій мозку у щурів).

Досить чіткою актопротекторна дія адемолу була на тлі експериментальної гіпокінезії. При цьому адемол за величиною вказаної дії при дослідженні статичної витривалості переважав референс-препарат в 1,5 рази (р<0,05) по відношенню до контролю на 7-му добу експерименту (рис. 2).

Рис. 2. Вплив похідних адамантану та бемітилу на статичну витривалість тварин на 7-му добу гіпокінезії.

1. * - р0,05 відносно контролю;

2. - р0,05 відносно інтактних тварин;

3. ° - р0,05 відносно тварин, що отримували бемітил.

Таким чином, наведені вище дані вказують на те, що похідне адамантану ЮК-1 (адемол) є найбільш привабливим для подальшого поглибленого вивчення в якості актопротекторного засобу.

Вивчення впливу досліджуваних сполук на емоційно-поведінкову сферу тварин у «відкритому полі» в умовах ранньої гіпокінезії показало неоднорідний результат. Так, щоденне введення тваринам в заданих умовах експерименту адемолу (2,8 мг/кг в/о) сприяло зменшенню рухової та дослідницької актив-ностей щурів. Це цілком узгоджується з літературними даними (Зайцев Л.М. та ін., 1999) про те, що введення адемолу інтактним тваринам призводить до аналогічних змін рухової та дослідницької поведінки тварин. Зазначений ефект адемолу, на нашу думку, можна розцінити, як наявність у нього транкві-лізуючої дії, що співпадає з точкою зору інших дослідників (Лозинский М.О. и др., 1998; Короткий Ю.В., 2005).

На противагу цьому, похідні адамантану з лабораторними шифрами ЮК-4 (5,7 мг/кг), ЮК-16 (2,5 мг/кг) та ЮК-20 (20,0 мг/кг), як і бемітил (33,5 мг/кг), сприяли збільшенню рухово-дослідницьких реакцій щурів на 7-му добу гіпокінезії. При цьому сполука ЮК-16 проявляла здатність до підвищення у тварин тривоги (зростання грумінгу). Всі досліджувані сполуки на 15-ту добу гіпокінетичного стану переважно пригнічували рухово-дослідницьку активність. При цьому в дії сполуки ЮК-20 переважала схильність до підвищення “емоційності” (частоти актів дефекації та уринації) тварин у “відкритому полі”. Тривожність в кінці дослідження дещо підвищувалась на фоні ЮК-4, а ЮК-16 та бемітил (33,5 мг/кг), навпаки, зменшували її.

При дослідженні механізмів актопротекторної дії адемолу та бемітилу на тлі тренувань бігом у третбані встановлено, що вони викликали вірогідне зростання синтезу РНК та ДНК в печінці щурів (табл. 1). Це може бути ознакою посилення адемолом, як і бемітилом, білоксинтезуючої функції в зазначеному органі. Оскільки, за даними літератури (Смирнов А.В., 1993; 1996), в основі актопротекторної дії бемітилу лежить активація протеїнсинтезу, і, насамперед, білків-ферментів енергетичних процесів, зазначений вплив адемолу на синтез нуклеїнових кислот можна розцінити як один із механізмів його спроможності стимулювати фізичну працездатність тварин, про що свідчило зростання часу бігу тварин на 15-ту добу дослідження на тлі обох речовин.

Іншим, не менш важливим, компонентом актопротекторного ефекту адемолу можна вважати його спроможність усувати енергодефіцит в скелетних м’язах щурів на фоні тривалого фізичного навантаження (тренування бігом у третбані). На це вказувала тенденція до відновлення на тлі введення адемолу, як і бемітилу, рівня аденіннуклеотидів та енергетичного заряду в скелетних м’язах. До того ж викликане адемолом, як і референс-препаратом, покращення енергозабезпечення фізичної працездатності в умовах її виснаження супроводжувалось вірогідним зростанням рівня головного енергетичного палива для м’язової роботи - глікогену - в скелетних м’язах та печінці, що корелювало із тенденцією до збільшення концентрації глюкози в крові та скелетних м’язах тварин (р>0,05). Водночас під впливом похідного адамантану адемолу в такій же мірі, як і на тлі бемітилу, відбувалось вірогідне зменшення лактату, одного із гальмуючих фізичну працездатність фактору, відповідно на 72 та 74 % відносно контрольної групи.

Таблиця 1

Вплив адемолу та бемітилу на показники біоенергетичного обміну

Показник | Інтактні щурі | Щурі після фізичного навантаження

Контроль | Адемол

(2,8 мг/кг) | Бемітил (33,5 мг/кг)

Сироватка крові

Лактат (мМ/л) | 1,53 ± 0,3 | 8,12 ± 0,91* | 2,24 ± 0,45# | 2,08 ± 0,3#

Піруват (мМ/л) | 0,56 ± 0,04 | 0,82 ± 0,03* | 0,68 ± 0,06 | 0,72 ± 0,07

Л/П | 2,73 | 9,9 | 3,29 | 2,89

Глюкоза (мМ/л) | 4,62 ± 0,75 | 5,64 ± 0,45 | 6,88 ± 0,8 | 6,46 ± 0,62

Ліпіди (г/л) | 2,58 ± 0,15 | 5,1 ± 0,21* | 2,93 ± 0,27# | 2,42 ± 0,24#

Гомогенат печінки

РНК (мкг/мл) | 13,8 ± 0,9 | 15,5 ± 0,75 | 19,8 ± 1,4*# | 19,2 ± 1,5*#

ДНК (мкг/мл) | 62,4 ± 1,8 | 69,4 ± 2,1* | 83,3 ± 3,2*# | 84,7 ± 4,1*#

Глікоген (мг/г тк) | 49,8 ± 2,7 | 58,3 ± 2,9 | 114,6 ± 8,3*# | 121,3 ± 10,1*#

МДА (мМ/г тк) | 88,5 ± 3,2 | 129,6 ± 7,6* | 98,9 ± 3,3*# | 96,9 ± 5,1#

Відновлений

глутатіон (мМ/г тк) | 7,62 ± 0,6 | 4,27 ± 0,45* | 5,81 ± 0,45*# | 6,61 ± 0,75#

Гомогенат скелетних м’язів

Глікоген (мг/г) | 21,4 ± 1,5 | 14,2 ± 1,4* | 19,8 ± 1,6# | 20,5 ± 2,0#

Глюкоза (мкМ/г тк) | 4,84 ± 0,45 | 5,18 ± 0,3 | 5,53 ± 0,42 | 5,46 ± 0,51

АТФ (мкМ/г тк) | 3,84 ± 0,21 | 2,23 ±0,18* | 2,62 ± 0,27 | 2,76 ± 0,26

АДФ (мкМ/г тк) | 0,632 ± 0,045 | 0,885 ± 0,076* | 0,790 ± 0,06 | 0,776 ±0,045

АМФ (мкМ/г тк) | 0,184 ± 0,02 | 0,356 ± 0,038* | 0,234 ± 0,032# | 0,214 ±0,024#

Енергетичний

заряд | 0,893 | 0,804 | 0,827 | 0,839

Примітки: 1. * - р<0,05 відносно інтактних тварин;

2. # - р<0,05 відносно контролю.

Літературні дані (Смирнов А.В., 1993; Питкевич Э.С. и др., 2001), свідчать про те, що серед білків, які підсилено синтезуються на фоні бемітилу, основне значення для підтримання фізичної працездатності мають ферменти глюконеогенезу та антиоксидантного захисту. Як відомо (Смирнов А.В., 1993; Мохан Р. и др., 2001), роль глюконеогенезу полягає в утилізації молочної кислоти, як одного з головних факторів, що знижують фізичну працездатність, і в ресинтезі вуглеводів, насамперед в печінці та нирках, як важливого джерела енергії при м’язових навантаженнях, запаси яких в організмі доволі обмежені. Експериментальна перевірка підтвердила активацію глюконеогенезу бемітилом при фізичних навантаженнях (Смирнов А.В., 1993; 1996). Аналізуючи отримані нами результати, можна припустити, що подібний механізм притаманний і адемолу, оскільки він, подібно до бемітилу, поряд із зменшенням рівня лактату в крові викликав зростання вуглеводного резерву в організмі щурів в умовах тривалого фізичного навантаження.

До того ж вірогідне зменшення рівня ліпідів в крові тренованих бігом щурів на фоні введення адемолу (на 42,5 %), як і бемітилу (на 47,5 %), може бути свідченням їх спроможності активувати ліполіз та ефективно використовувати ще одне джерело енергії для м’язової діяльності (Мохан Р. и др., 2001; Міщенко О.Я. та ін., 2002).

Вірогідне зниження на тлі адемолу, як і бемітилу, рівня МДА, відповідно на 24 і 25 %, та зростання концентрації ВГ, відповідно на 36 та 55 %, відносно контролю (біг без корекції) на фоні фізичних навантажень (див. табл. 1) можна розцінити, як нормалізуючий вплив зазначених речовин на мембранні процеси, що дає підставу говорити про ще один механізм актопротекторного ефекту адемолу та бемітилу - мембраностабілізуючу дію.

Здатність досліджуваного похідного адамантану, на рівні та, навіть, ефективніше за препарат порівняння, вірогідно подовжувати тривалість життя щурів при циркуляторній гіпоксії мозку (табл. 2), свідчить про наявність у нього протигіпоксичного ефекту. Зазначена дія знайшла підтвердження і при дослідженні впливу адемолу на тривалість БЕАС при гострій асфіксії. Отже, можна припустити, що протигіпоксичний ефект є ще одним компонентом актопротекторної дії адемолу, що цілком узгоджується з точкою зору
Ю.Г. Бобкова (1984) стосовно вимог до ідеального актопротектора.

Узагальнюючи дані щодо можливих механізмів актопротекторної дії адемолу, можна припустити, що останньому притаманна здатність стимулювати синтез РНК та ДНК в печінці та, можливо, білків-ферментів енергетичного обміну, що сприяє відновленню рівня макроергів в скелетних м’язах та кращому перебігу метаболічних процесів на тлі його мембраностабілізуючої та протигіпоксичної дії.

Таблиця 2

Вплив похідних адамантану та пірацетаму на летальність щурів в умовах циркуляторної гіпоксії мозку (n=10)

Шифр

сполуки | Доза,

мг/кг | Показник летальності (%) через

1 год | 6 год | 12 год | 24 год | 36 год | 48 год | 72 год

Контроль | 40 | 70 | 80 | 80 | 100 | 100 | 100

Адемол | 0,5 | 10* | 20* | 30* | 50* | 60* | 70*# | 80

Адемол | 1,0 | 0* | 10* | 10* | 30* | 40* | 50*# | 60*#

Адемол | 2,8 | 0* | 30* | 40* | 50* | 60* | 70*# | 80

ЮК-4 | 5,7 | 10* | 20* | 20* | 40* | 50* | 60*# | 80

ЮК-16 | 2,5 | 0* | 30* | 40* | 40* | 50* | 50*# | 60*#

ЮК-20 | 20,0 | 20 | 40* | 50* | 60 | 60* | 70*# | 80

Пірацетам | 100,0 | 0* | 10* | 30* | 40* | 60* | 100 | 100

Примітки: 1. * - р0,05 відносно контролю;

2. #- р0,05 відносно пірацетаму.

Наше припущення щодо спроможності адемолу, подібно до бемітилу, стимулювати процеси протеїнсинтезу підтверджують і результати морфологічних досліджень, в ході яких виявлена здатність обох речовин попереджати виникнення дистрофічних змін у внутрішніх органах щурів (печінка, нирки, наднирники, серце та скелетні м’язи), можливо, за рахунок їх мембраностабілізуючої дії, та стимулювати регенераторні процеси у них (насамперед в печінці та м’язах) після ранньої гіпокінезії. Це узгоджується з літературними даними (Морозов И.С., Клеймелова Н.Н., 1998), за якими одним із компонентів (окрім центрального активуючого ефекту) позитивного впливу актопротектора бромантану на фізичну працездатність є його захисний вплив на мітохондріальні мембрани, що попереджає дистрофічні зміни в органах тварин, які виникають на тлі фізичних перевантажень.

Таким чином, на підставі результатів проведеного дослідження можна зробити заключення про те, що нові похідні 1-адамантилетилокси-3-діалкіламіно-2-пропанолу є носіями актопротекторної активності. В найбільшій мірі цей ефект притаманний 1-адамантилетилокси-3-морфоліно-2-пропанол гідрохлориду (сполука ЮК-1, адемол) в дозах, які становлять близько 1% від його ЛД50, що проявилося підвищенням фізичної витривалості щурів як в звичайних, так і в ускладнених умовах (гіпо- та гіпертермія, гемічна та циркуляторна гіпоксія, гіпокінезія). При цьому за величиною актопротекторного ефекту адемол не поступався, а, подекуди, і переважав референс-препарат. Актопротекторна дія зазначеного похідного адамантану обумовлена комплексом механізмів (рис. 3).

Рис. 3. Спрямованість актопротекторної дії 1-адамантилетилокси-3-морфоліно-2-пропанол гідрохлориду (схема).

Результати проведених досліджень дають підставу вважати, що 1-адамантилетилокси-3-морфоліно-2-пропанол гідрохлорид (адемол) є перспективною речовиною для поглибленого вивчення на предмет створення на її основі нового лікарського засобу з актопротекторною дією. Важливою її перевагою перед бемітилом є те, що за величиною ЕД50 вона в 12 разів, а за величиною терапевтичного індексу в 6,7 рази переважає еталонний актопротектор, що може бути свідченням більшої активності та безпечності адемолу.

ВИСНОВКИ

В дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, спрямованої на розробку нового лікарського засобу з ряду похідних адамантану, придатного для підвищення фізичної витривалості організму як в звичайних, так і в ускладнених умовах.

1. Новим похідним адамантану притаманна актопротекторна активність, яка в найбільшій мірі виражена у сполук, що містять в своїй структурі в 3-му положенні морфолін (ЮК-1, адемол), діетиламін (ЮК-4), N-(2-фторфеніл)-піперазинил (ЮК-16), N-(3-хлорфеніл)-піперазинил (ЮК-20).

2. Одноразове внутрішньоочеревинне введення в організм піддослідних щурів похідних адамантану ЮК-1 (1-10 мг/кг), ЮК-4 (4,5-
12 мг/кг), ЮК-16 (2-8 мг/кг), ЮК-20 (15-50 мг/кг), як і бемітилу (25-75 мг/кг), викликає дозозалежне зростання фізичної витривалості тварин за показниками плавальної проби. ЕД50 зазначених речовин становить відповідно 2,8; 5,7; 2,5; 20,0 і 33,5 мг/кг. За величиною терапевтичного індексу вказані речовини розташовуються в такий ряд: ЮК-1 (114) > ЮК-16 (55) > ЮК-20 (29) > бемітил (17) > ЮК-4 (16).

3. Актопротекторна дія досліджуваних похідних адамантану проявляється як в звичайних, так і в ускланених умовах експерименту (нормо-, гіпо- та гіпертермії, гіпоксії, гіпокінезії). Тривалість плавання тварин у термонейтральних умовах вірогідно зростає під впливом одноразового внутрішньоочеревинного введення ЮК-1 (адемол, 2,8 мг/кг), ЮК-4 (5,7 мг/кг), ЮК-16 (2,5 мг/кг), ЮК-20 (20 мг/кг) та бемітилу (33,5 мг/кг), відповідно на 152, 43, 52, 35 та 29 % відносно контролю. За величиною приросту фізичної витривалості по відношенню до контролю в умовах гіпо- та гіпертермії, гемічної гіпоксії та ішемії мозку адемол співставляється з бемітилом.

4. Курсове внутрішньоочеревинне введення адемолу (2,8 мг/кг), як і бемітилу (33,5 мг/кг), сприяє зростанню фізичної витривалості щурів в умовах 15-денної гіпокінезії. При цьому за величиною актопротекторного ефекту адемол перевершує референс-препарат в 1,5 рази за показником статичної витривалості порівняно з контролем (р<0,05) на 7-му добу експерименту. Водночас сполуці ЮК-1 (адемол, 2,8 мг/кг, внутрішньоочеревинно) притаманна властивість пригнічувати рухово-дослідницьку активність у «відкритому полі» в умовах ранньої гіпокінезії.

5. Щоденне введення щурам в умовах 15-денної гіпокінезії адемолу (2,8 мг/кг), подібно до бемітилу (33,5 мг/кг), за даними морфологічного дослідження, сприяє зменшенню ознак дистрофічних змін, розладів гемодинаміки та посиленню регенераторних процесів у печінці, серці, нирках, наднирниках та скелетних м’язах тварин.

6. Механізм актопротекторної дії ЮК-1 (адемолу), подібно до бемітилу, пов’язаний із спроможністю стимулювати синтез РНК та ДНК в печінці, сприяти кращому перебігу метаболічних процесів, при цьому відновлювати рівень АТФ у скелетних м’язах та нормалізувати показники прооксидантної (МДА) та антиоксидантної (відновлений глутатіон) систем організму, а також з наявністю антигіпоксичного ефекту.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Динаміка фізичної витривалості щурів в умовах тривалої гіпокінезії та її корекція похідними адамантану / Г.І. Степанюк, О.П. Лонська, Ю.В. Короткий, М.О. Лозинський // Вісник Вінницького національного медичного університету. – 2005. - № 9(2). – С. 231-233. (Дисертантом особисто виконано експериментальну частину, обробку отриманих результатів та їх оцінку, підготовлені матеріали до друку).

2. Скрінінг актопротекторної дії нових похідних адамантану / О.П. Лонська, Г.І. Степанюк, Ю.В. Короткий, М.О. Лозинський // Biomedical and biosocial anthropology. – 2007. - № 9. – С.134-137. (Здобувачем особисто виконано експериментальну частину, обробку отриманих результатів та їх оцінку, підготовлені матеріали до друку).

3. Лонська О.П. Вплив нових похідних адамантану на фізичну витривалість щурів при різних температурних режимах // Вісник Вінницького національного медичного університету. – 2007. - № 11 (2/1). – С. 476-479.

4. Пат. 75943 Україна, МПК C07D 295/084. Застосування 1-адамантилетилокси-3-діалкіламіно-2-пропанолів як актопротекторів: Пат. 75943 Україна, МПК C07D 295/084 / Г.І. Степанюк, Ю.В. Короткий, О.П. Драчук, М.О. Лозинський, Н.Г. Степанюк, С.В. Сергєєв – № 2004021174; Заявл. 18.02.2004; Опубл. 15.06.2006, Бюл. №6. – 6 с. (Дисертантом особисто виконано експериментальну частину, обробку отриманих результатів та їх оцінку).

5. Драчук О.П., Опаренюк О.А., Попова Н.А. Оцінка актопротекторної дії деяких похідних адамантану // Наук. конф. студентів та молодих вчених з міжнар. участю. Вінниця, 25-26 березня 2004 р.- Вінниця, 2004.- С. 309.

6. Лонська О.П. Динаміка фізичної витривалості щурів в умовах гіпокінезії та її корекція похідними адамантану // ХІ університетська наук.-практ. конф. молодих вчених та фахівців. Вінниця, 18 травня 2005 р.- Вінниця, 2005. – С. 46.

7. Лонська О.П. Вплив похідних адамантану на фізичну витривалість щурів в умовах гіпоксії // Від фундаментальних досліджень до медичної практики: Всеукраїнська наук.-практ. конф. молодих вчених і спеціалістів. Харків, 16 листопада 2005 р. – Харків, 2005. – С. 107.

8. Lonska O.P. The Influence of the New Adamantane Derivatives on the Rat’s Physical Endurance in the Conditions of Hemic Hypoxia // Український медичний альманах. –Луганськ, 2006. – Т. 9, № 1. - С. 188.

9. Лонська О.П. Захисна дія нових похідних адамантану в умовах гемічної гіпоксії // ХІІ університетська (ХХХХІІ вузівська) наук.-практ. конф. молодих вчених та фахівців. Вінниця, 18 травня 2006 р.- Вінниця, 2006. – С. 24.

10. Лонська О.П., Степанюк Г.І. Оцінка антигіпоксичної дії нових похідних адамантану // Фармакологія 2006 - крок у майбутнє: ІІІ Нац. З’їзд фармакологів України. Одеса, 17-20 жовтня 2006 р. – Одеса, 2006. – С. 99.

11. Лонская О.П., Степанюк Г.И., Биктимиров В.В. Актопротекторное действие новых производных адамантана в условиях гипокинезии // Фармакология – практическому здравоохранению: III Съезд фармакологов России. Санкт-Петербург, 23-24 сентября 2007 г.– Санкт-Петербург, 2007. - Т. 7, Ч. 1. – С. 1773.

АНОТАЦІЯ

Лонська О.П. Експериментальне дослідження актопротекторної активності нових похідних адамантану. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.03.05. - фармакологія. - Одеський державний медичний університет МОЗ України , Одеса, 2008.

На моделях різних екстремальних станів (гіпо- та гіпертермія, гемічна та циркуляторна гіпоксія, гіпокінезія) у щурів встановлено, що новим похідним 1-адамантилетилокси-3-діалкіламіно-2-пропанолу в дозах, що становлять 1-6 % від їх ЛД50, притаманна здатність підвищувати фізичну працездатність (актопротекторна дія), яка в найбільшій мірі проявилась у сполуки з лабораторним шифром ЮК-1 (1-адамантилетилокси-3-морфоліно-2-пропанол гідрохлорид, адемол). За величиною вказаною дії на більшості із використаних моделей фізичного навантаження адемол співставлявся, а, подекуди, і перевершував еталонний актопротектор бемітил. Досліджувані похідні адамантану є також носіями протигіпоксичної активності.

15-денне введення в організм щурів сполуки ЮК-1 (2,8 мг/кг), так само як і бемітилу (33,5 мг/кг), на фоні щоденних тренувань (біг у третбані) супроводжувалось стимуляцією синтезу РНК та ДНК, послабленням проявів енергодефіциту, збереженням вуглеводних резервів та нормалізацією показників прооксидантно-антиоксидантної рівноваги в крові, печінці та скелетних м’язах щурів.

Щоденне введення щурам в умовах 15-денної гіпокінезії сполуки ЮК-1 (2,8 мг/кг), подібно до бемітилу (33,5 мг/кг), за даними морфологічного дослідження, сприяло зменшенню ознак дистрофічних та посиленню регенераторних процесів у печінці, серці, нирках, наднирниках та скелетних м’язах.

Ключові слова: актопротекторна дія, похідні адамантану, бемітил.

АННОТАЦИЯ

Лонская О.П. Экспериментальное исследование актопротекторной активности новых производных адамантана. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности - 14.03.05. - фармакология. – Одесский государственный медицинский университет МЗ Украины, Одесса, 2008.

Работа посвящена поиску веществ с актопротекторной активностью в ряду новых производных 1-адамантилэтилокси-3-диалкиламино-2-пропанола. На моделях разных экстремальных состояний (гипо- и гипертермия, гемическая и циркуляторная гипоксии, гипокинезия) на крысах установили, что исследуемым производным адамантана (1-6 % от их ЛД50) присуща способность повышать физическую работоспособность (актопротекторное действие), которая в наибольшей степени проявилась у соединения с лабораторным шифром ЮК-1 (1-адамантилэтилокси-3-морфолино-2-пропанол гидрохлорид, адэмол). По величине указанного действия в большинстве из использованных моделей физической нагрузки (плавательная проба, бег в третбане, исследование статической выносливости) на фоне разных экстремальных условий (при разных температурах, гипоксии, гипокинезии) адэмол сопоставлялся, а, порой, и превосходил эталонный актопротектор бемитил. Так, на 7-й день экспериментальной гипокинезии адэмол превышал референс-препарат по величине актопротекторного действия в 1,5 раза (р<0,05)