КОМПЛЕКС АЦЕТАТА ЦИНКА С 3-ГИДРОКСИПИРИДИНОМ, ОБЛАДАЮЩИЙ АНТИГИПОКСИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТЬЮ В УСЛОВИЯХ ОСТРОЙ ЭКЗОГЕННОЙ ГИПОКСИИ
ZINC ACETATE COMPLEX WITH 3-HYDROXYPYRIDINE WITH ANTI-HYPOXIC ACTIVITY UNDER CONDITIONS OF ACUTE EXOGENOUS HYPOXIA

Изобретение относится к медицине, в частности к фармакологии и клинической фармакологии, и касается поиска и разработки новых высокоэффективных химических соединений, обладающих выраженной антигипоксической активностью при острой гипоксии разного генеза.
Поддержание дееспособности человека на достаточно высоком уровне в условиях острой гипоксии возможно с помощью специальных фармакологических средств, названных антигипоксантами. Однако их арсенал невелик, широта и степень проявления лечебных доз небольшие, положительный эффект проявляется не при всех видах гипоксии, некоторые препараты этой группы лекарственных средств оказывают нежелательные побочные действия, что ограничивает возможность применения. Поэтому разработка средств для профилактики и лечения гипоксических состояний является актуальной задачей современной экспериментальной и клинической фармакологии.
Известны металлокомплексы цинка с производными 1-алкенилимидазола (Трофимов Б.А., Самойлов Н.Н., Бабаниязов Х.Х., Станкевич В.К., Нечипоренко СП. и соавт. Производные 1-алкенилимидазола. Патент на изобретение №2397175, 2010; Лебедева С.А., Бабаниязова З.Х., Радионов И.А., Скальный А.А. Металлокомплексы цинка и кобальта в восстановительном лечении гипоксических состояний // Вестник восстановительной медицины. -2013. - №2 - С. 67-69; Шахмарданова С.А., Галенко-Ярошевский П.А. Металлокомплексные производные 1-алкенилимидазола. Антигипоксические свойства, механизмы действия, перспективы клинического применения. - Краснодар: Просвещение-Юг, 2015. - 267 с.), алленилимидазола (Стратиенко Е.Н., Богус С.К., Катунина Н.П. и соавт. Изучение антигипоксической активности новых металлокомплексных соединений производных алкенилимидазола // Кубанский научный медицинский вестник. - 2009. - Т. 113, №8. - С. 76-78), аллилимидазола (Трофимов Б.А., Бабаниязов Х.Х., Станкевич В.К., Нечипоренко С.П., Бабаниязова З.Х. и соавт.Производные 1-аллилимидазола. Патент на изобретение №2430090, 2011; Лебедева С.А., Бабаниязова З.Х., Нечипоренко С.П., Паршина Л.Н. Изучение противогипоксической активности соединений цинка и кобальта с производными аллилимидазола // Микроэлементы в медицине. - 2010. - Т. 11, №1. - С. 31-34), обладающие антигипоксическими свойствами при острой гипоксии разного генеза.
Задача изобретения - новый металлокомплекс ацетата цинка с 3-гидроксипиридином, обладающий антигипоксическими свойствами при различных видах острой экзогенной гипоксии.
Поставленная задача достигается путем синтеза нового металлокомплекса ацетата цинка с 3-гидроксипиридином и изучения его биологической активности в экспериментальных фармакологических исследованиях на животных.
Данное соединение, не описанное ранее в технической и патентной литературе, синтезировано в лаборатории академика Б.А. Трофимова Иркутского института химии им. А.Е. Фаворского СО РАН и имеет следующую формулу:
Ниже приведен синтез нового производного 3-гидроксипиридина и результаты исследования его фармакологической активности.
Синтез комплекса на основе 3-гидроксипиридина
Бис(3-гидроксипиридин)цинкдиацетат (шифр БИС-3)
2
Получен при комнатной температуре добавлением ацетата цинка к раствору 3-гидроксипиридина [Zn(OAc) : 3-гидроксипиридин = 1 : 2.0-2.2] в смеси ацетона и эфира (4:1).
К раствору 1.1 г (10.6 ммоль) 3-гидроксипиридина в 40 мл смеси ацетон: диэтиловый эфир (4:1) добавляли в течение 20 мин при перемешивании небольшими порциями при комнатной температуре 0.97 г (5.3 ммоль) ацетата цинка. Через 2 суток осадок отфильтровали, промыли эфиром, сушили 5-6 ч в вакууме (5 мм) при комнатной температуре. Получили 1.8 г (91.4%) бис(3-гидроксипиридин)цинкдиацетата, белого аморфного продукта с т. пл. 112-114°C. Полученный бис(3-гидроксипиридин)цинкдиацетат растворим в воде, спирте, ДМСО, не растворим в эфире, ацетоне, плохо растворим в хлороформе.
1
2
6
5
4
13
3
6
2
5
4
-1
14
16
2
6
Спектр ЯМР Н (ДМСО, δ, м.д.): 10.21 с (1Н, ОН), 8.10 д (1Н, Н), 7.97 д (1Н, Н), 7.24 м (1Н, Н), 7.18 м (1H, H), 1.83 с (3Н, Me). Спектр ЯМР С (ДМСО, δ, м.д.): 176.58 (СОО), 155.38 (С), 139.26 (С), 138.32 (С), 124.68 (С), 123.70 (С), 22.40 (Me); ИК спектр, ν, см: 424, 452, 501 сл, 551, 618, 651, 685, 702, 817, 851, 864, 908, 944, 1027, 1055, 1111, 1134, 1190, 1237 с, 1253, 1296, 1346 сл, 1386, 1419, 1483 с, 1549, 1586, 1622, 2591, 2653, 2717, 2934, 3034, 3069. Найдено, %: С 44.83; Н 4.16; N 7.33; Zn 17.57. CHNOZn. Вычислено, %: С 45.00; Н 4.32; N 7.50; Zn 17.50.
Изучение биологической активности комплекса 3-гидроксипиридина
Исследование проведено на 888 белых нелинейных половозрелых мышах-самцах массой 18-23 г в соответствии со статьей 11-й Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации (1964), правилами лабораторной практики (Приказ Минздравсоцразвития РФ от 23.08.2010 г. №708н). Содержание, питание, уход за животными и выведение их из эксперимента осуществляли согласно требованиям ГОСТ Р от 02.12.2009 53434-2009 «Принципы надлежащей лабораторной практики (GLP)» (Руководство по лабораторным животным и альтернативным моделям в биомедицинских исследованиях / под ред. Н.Н. Каркищенко, С.В. Грачева. - М.: Профиль-2С. - 2010. - 358 с.). Животных доставляли из «Центрального питомника лабораторных животных РАМН» (Московская обл., п. Андреевка) и содержали на стандартной диете в условиях свободного доступа к водопроводной очищенной воде. Эксперименты проводили после 20-дневной адаптации в виварии. Животных содержали в соответствии с нормами группового размещения в вентилируемых клетках при температуре 18-20°C и относительной влажности воздуха 60-70% в условиях естественно-искусственного 12-часового цикла освещения.
Методики исследования
16
50
84
Использовали адекватные методы экспериментальной острой гипоксии. Острую токсичность определяли вычислением ЛД, ЛД, ЛД с использованием принятой методики (Арзамасцев Е.В., Гуськова Т.А., Березовская И.В., Любимов Б.И. и др. Методические указания по изучению общетоксического действия фармакологических веществ // Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. - 2-е изд., перераб. и доп. - М., 2005. - С. 41-54) и согласно классификации химических веществ (Березовская И.В. Классификация химических веществ по параметрам острой токсичности при парентеральных способах введения // Химико-фармацевтический журнал. - 2003. - Т. 37, №3. - С. 32-34).
Антигипоксическую активность соединений оценивали на 4-х моделях острой гипоксии (Медицинские рекомендации по экспериментальному изучению препаратов, предлагаемых в качестве антигипоксических средств / Под ред. Л.Д. Лукьяновой. - М., 1990. - 18 с.). Острую гипобарическую гипоксию (ОГБГ) моделировали в электровакуумной печи путем «поднятия» животных на «высоту» 10 тысяч метров над уровнем моря со скоростью 50 м/с.
Учитывали продолжительность жизни мышей в течение 20-минутного пребывания на заданной высоте. Острую гипоксию с гиперкапнией (ОГсГк) вызывали помещением животного в аптечный шланглас объемом 250 мл с притертой пробкой. Острую гемическую гипоксию (ОГеГ) моделировали подкожным введением мышам летальной дозы натрия нитрита (400 мг/кг), а острую гистоксическую гипоксию (ОГтГ) - подкожным введением 0,2% раствора натрия нитропруссида в дозе 20 мг/кг. На всех моделях гипоксии регистрировали продолжительность жизни животных в минутах.
В качестве препаратов сравнения были взяты химически чистые субстанции этомерзола и нооглютила, а также лекарственные формы мексидола (ООО «НПК «Фармасофт», Россия) и гипоксена (ЗАО «Корпорация Олифен», Россия).
Исследуемое соединение вводили внутрибрюшинно (в/б) в дозах от не вызывающих эффекта до оказывающих токсическое действие за 1 час до воздействия гипоксии. Лекарственные средства сравнения вводили тем же путем в дозах, которые по данным литературы, проявляют эффект при той или иной патологии (Шахмарданова С.А., Галенко-Ярошевский П.А. Металлокомплексные производные 1-алкенилимидазола. Антигипоксические свойства, механизмы действия, перспективы клинического применения. -Краснодар: изд-во Просвещение-Юг, 2015. - 267 с.). Животные контрольных групп тем же путем и в тот же срок получали равный объем дистиллированной воды. В каждой серии опытов была контрольная и подопытная группа из 10 животных примерно одинаковой массы.
Результаты опытов обрабатывали методом вариационной статистики с помощью компьютерной программы Microsoft Excel ХР в среде Windows ХР и STATISTICA 6,0. Нормальность выборок проверяли по критерию Шапиро-Уилка. Так как выборки имели близкое к нормальному распределение, значимость различий между экспериментальными группами определяли с помощью одномерного дисперсионного анализа с дальнейшей обработкой методом множественных сравнений Стьюдента с поправкой Бонферрони.
Результаты исследования
16
50
50
Оценка острой токсичности показала, что исследованный металлокомплекс ацетата цинка с 3-гидроксипиридином относится к классу умеренно токсических соединений. ЛД, ЛД, ЛД для мышей-самцов при в/б введении составили 115, 137, 159 мг/кг.
Установлено, что антигипоксический эффект исследуемого соединения и препаратов сравнения зависел от дозы химического соединения и модели гипоксии (табл. 1).
Антигипоксическое действие комплекса на основе 3-гидроксипиридина БИС-3 проявлялось на 2-х моделях острой гипоксии (ОГБГ и ОГсГк) в диапазоне доз 25-100 мг/кг на 27-167%. Установлено, что БИС-3 оказывал выраженное защитное действие в условиях ОГБГ в дозах 25, 50 и 100 мг/кг, введение которых увеличивало время жизни мышей на 135, 167 и 112% соответственно по сравнению с контрольными группами животных. В условиях ОГсГк БИС-3 статистически значимо увеличивал продолжительность жизни мышей в дозах 25, 50 и 100 мг/кг на 27, 30 и 84% соответственно по сравнению с контрольными значениями. В условиях ОГеГ и ОГтГ введение БИС-3 в дозах 25 и 50 мг/кг не изменяло продолжительность жизни мышей.
Установлено, что в условиях ОГБГ этомерзол в дозе 100 мг/кг значимо увеличивал время жизни подопытных мышей на 57% по сравнению с контрольной группой. Дозы 25 и 50 мг/кг не оказывали антигипоксического действия. Мексидол в дозах 25, 50, 100 мг/кг не проявлял антигипоксических свойств. Нооглютил оказывал защитное действие в дозах 25, 50 и 100 мг/кг, введение которых увеличивало время жизни подопытных мышей на 74, 34, 37% по сравнению с контрольными животными (р<0,05). Введение гипоксена в дозах 50, 100, 150 мг/кг повышало выживаемость мышей на 144, 151 и 167% по сравнению с контрольными показателями (р<0,05). В дозе 25 мг/кг препарат был неэффективен.
В условиях ОГсГк этомерзол и мексидол увеличивали продолжительность жизни мышей только в дозе 100 мг/кг. Положительный эффект превышал контрольные значения на 32 и 23%, соответственно (р<0,05). Нооглютил был эффективен в 3-х дозах, равных 25, 50, 100 мг/кг. При их введении время жизни мышей значимо увеличивалось на 19, 26, 38% соответственно. Гипоксен в дозах 100 и 150 мг/кг увеличивал время жизни подопытных животных на 26 и 29% соответственно по сравнению с контрольными животными (р<0,05).
При введении этомерзола в дозах 25 и 50 мг/кг продолжительность жизни опытных мышей в условиях ОГеГ значимо увеличивалась на 25 и 43% соответственно по сравнению с контрольными показателями. В дозе 100 мг/кг препарат антигипоксических свойств не проявлял. Мексидол в дозе 100 мг/кг увеличивал время жизни подопытных мышей на 14% по сравнению с контрольными животными (р<0,05). При введении нооглютила в дозах 25, 50 и 100 мг/кг время жизни подопытных мышей значимо увеличивалось соответственно на 16, 30 и 23%. Гипоксен в дозах 100 и 150 мг/кг повышал выживаемость мышей в условиях ОГеГ на 12 и 21% соответственно (р<0,05).
Установлено, что в условиях ОГтГ этомерзол был эффективен в дозе 25 мг/кг на 14%, а мексидол в дозах 25, 50 и 100 мг/кг не оказывал существенного влияния на продолжительность жизни мышей. В тех же условиях опыта нооглютил оказывал защитный эффект в дозе 100 мг/кг, при введении которой продолжительность жизни опытных животных была больше контрольных показателей на 20% (р<0,05). Препарат гипоксен оказывал антигипоксическое действие в дозах 50, 100 и 150 мг/кг, значимо увеличивая время жизни подопытных мышей на 43, 89 и 19% соответственно по сравнению с контрольными животными.
Таким образом, результаты проведенных опытов позволяют заключить, что комплекс ацетата цинка с 3-гидроксипиридином является умеренно токсичным и оказывает выраженное защитное действие на 2-х моделях острой экзогенной гипоксии (ОГБГ и ОГсГк). Противогипоксический эффект этого соединения по широте действующих доз и степени выраженности в условиях экзогенной гипоксии (ОГБГ и ОГсГк) превосходит таковой у этомерзола и мексидола и сопоставим с действием нооглютила и гипоксена.