Νέες δομικά βελτιωμένες αντιοξειδωτικές ενώσεις με πλειοτροπική δράση:
Creators: name: Θεοδόσης-Νόμπελος, Παναγιωτής Αναστασίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2014
Subjects: Σύνθεση
Αντιοξειδωτικές Ενώσεις
Οξειδωτικό Στρες
Synthesis
Antioxidant Compounds
Oxidative Stress

description: Στην παρούσα εργασία μελετούμε πρωτότυπες ενώσεις, οι οποίες σχεδιάστηκαν ώστε να είναι συνδυασμένα αντιοξειδωτικά κατέχοντας όμως και ποικίλες άλλες ιδιότητες όπως αντιφλεγμονώδη, αντιδυσλιπιδαιμική, με πιθανή δράση κατά του μεταβολικού συνδρόμου και του οξειδωτικού στρες. Δομικά, οι ενώσεις διαχωρίζονται σε τρεις κατηγορίες. Τα αμιδοποιημένα παράγωγα αντιοξειδωτικών οξέων και παραγώγων τους με κυστεαμίνη, τα αμιδοποιημένα παράγωγα των ίδιων οξέων με κυστεΐνη και αιθυλεστέρα της κυστεΐνης και τα αμιδοποιημένα δισουλφιδικά παράγωγα των ανωτέρω δύο κατηγοριών. Οι αμιδοποιήσεις πραγματοποιήθηκαν με μέχρι τρεις διαφορετικές μεθόδους για το κάθε οξύ με μέτριες αποδόσεις και με επίπονη διαδικασία καθαρισμού, γεγονός που μάλλον οφείλεται στην ευοξείδωτη ομάδα των ελεύθερων θειολών από την οποία προέκυψαν και τα δισουλφιδικά παράγωγα. Οι μέθοδοι αυτές βασίζονται στο σχηματισμό ενός ενδιάμεσου παραγώγου του οξέος με μια καλώς αποχωρούσα ομάδα. Η πρώτη μέθοδος σύνθεσης περιελάμβανε τον ενδιάμεσο σχηματισμό του ιμιδαζολικού παραγώγου του οξέος και την ακόλουθη αντίδραση με την αμίνη. Η δεύτερη, την αντίδραση του οξέος με δικυκλοεξυλοκαρβοδιιμίδιο, το σχηματισμό ενδιάμεσου ανυδρίτη και την εν συνεχεία αμιδοποίηση. Στην τρίτη μέθοδο χρησιμοποιήσαμε το χλωρίδιο των αντίστοιχων οξέων το οποίο στη συνέχεια αμιδοποιήσαμε παρουσία τριαιθυλαμίνης. Ως παραπροϊόντα των ανωτέρω αντιδράσεων παραλάβαμε τα δισουλφίδια των ενώσεων του 3,5-δι-t-βουτυλο-βενζοϊκoύ οξέος και του κινναμωμικού οξέος. Επίσης προβήκαμε στην υδρόλυση του ενός αιθυλεστέρα, του 3,5-δι-t-βουτυλο-βενζοϊκoύ οξέος. Σε προσπάθεια σύνθεσης των αμιδίων του λιποϊκού οξέος με τις αντίστοιχες αμίνες παραλαμβάναμε προϊόν το οποίο καταστρεφόταν, πιθανώς διά πολυμερισμού όπως υποστηρίζει και η βιβλιογραφία και για την απόδειξη του σκεπτικού μας συνθέσαμε μία δομικά παρόμοια ένωση του λιποϊκού με τη θειομορφολίνη. Η αντιοξειδωτική δράση των ενώσεων εκτιμήθηκε in vitro, προσδιορίζοντας την αναστολή της λιπιδικής υπεροξείδωσης και την αλληλεπίδραση με την σταθερή ελεύθερη ρίζα DPPH. Η αντιφλεγμονώδης δράση ελέγχθηκε in vitro, προσδιορίζοντας την ικανότητα των ενώσεων να αναστέλλουν τη λιποξυγονάση. Ακόμα μελετήθηκε η αντιφλεγμονώδης δράση in vivo, ελέγχοντας την αναστολή του οιδήματος που προκαλείται από ενδοδερμική ένεση καραγεννίνης στο άκρο πόδι επιμύων. Επιπλέον, ελέγθηκε η αντιδυσλιπιδαιμική ικανότητα μερικών ενώσεων σε επίμυες που καταστήσαμε υπερλιπιδαιμικούς μετά από χορήγηση τυλοξαπόλης. Συμπερασματικά, η παρούσα μελέτη και τα μέχρι τώρα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι σχεδιασμός μορίων τα οποία συνδυάζουν αντιοξειδωτικά δομικά χαρακτηριστικά καταλήγει σε ενώσεις με ισχυρή αντιφλεγμονώδη δράση, ευεργετική δράση κατά δυσλιπιδαιμίας και οξειδωτικού-βιολογικού στρες. Άρα δημιουργήσαμε ενώσεις με πολυδιάστατη δράση που πιθανόν εμπλέκεται σε πολλές παθοφυσιολογικές διαδικασίες.
description: The present study deals with the design, synthesis and evaluation of activity of compounds integrating more antioxidant structures in their molecule. Since free radicals and oxidative stress are involved in a number of pathological conditions, the effect of these compounds on acute inflammation and dyslipidemia would justify the rationale for their design. The synthesised compounds are divided into two categories. The first group consists of amides of carboxylic acids having antioxidant activity, with the thiol containing amines cysteamine and L-cysteine ethyl ester. The second series includes compounds with a disulfide bond, such as the oxidation products of the above mentioned molecules, as well as lipoic acid derivatives. The amides are prepared through standard methods. The structures of all compounds are confirmed spectroscopically. The antioxidant activity of the compounds is evaluated by the offered inhibition of rat liver microsomal membrane lipid peroxidation, as well as from their interaction with the stable, N-centred radical, DPPH. The amides containing trolox or hydroxyphenyl moiety show the best antioxidant activity both in lipid peroxidation experiments (IC50 as low as 1.6μM) and in interaction with DPPH, even at four times lower concentration than that of DPPH. The anti-inflammatory potential is evaluated both in vitro and in vivo, by the produced inhibition of lipoxygenase activity and their effect on acute inflammation, expressed as paw oedema reduction, after carrageenin administration. All compounds possess good to excellent anti-inflammatory activity in vivo (up to 87% inhibition of paw oedema), although this action does not go in parallel with the observed inhibition of lipoxygenase activity. It is remarkable that the studied compounds acquire anti-inflammatory activity although they do not possess the structural characteristics of the classical non steroidal anti-inflammatory drugs. Two of the most potent antioxidant compounds are evaluated for the offered protection against hepatotoxicity caused by high doses of paracetamol, by determination of liver enzymes and hepatic glutathione content. The tested compounds reduce significantly blood total cholesterol and triglyceride levels, leaving HDL cholesterol unaffected. The examined compounds protect the liver against the oxidative insult caused by paracetamol, attributed to their antioxidant properties; however they cannot offer satisfactory protection from hepatic glutathione depletion. It is important to notice that the disulfides have equal or less activity than the parent thiols, even in the in vivo studies. Thus, the hypothesis that they would be reduced to the active thiol in the organism needs further investigation. Perhaps, this could be explained by the low capacity of the disulfides to pass biomembranes. Finally, the compounds are evaluated for their ability to penetrate biological membranes, apparently because compounds should be able to reach the site of radical attack, in order to exert their antioxidant effect. Application of the “rule of five” and determination of the polar area of the molecules indicate that most of them are able to cross biomembranes. In conclusion, the results of this thesis support the initial suggestion that compounds integrating molecules with antioxidant activity can inhibit very significantly conditions which involve oxidative insult, like inflammation and dyslipidemia.