ВЛИЯНИЕ НОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ α-ЦИАНОТИОАЦЕТАМИДА НА ДВИГАТЕЛЬНЫЕ И РЕФЛЕКТОРНЫЕ РЕАКЦИИ В ТЕСТАХ С ВНЕШНИМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

Полный текст

Введение Боль представляет собой сложный психофизиологический феномен, который выполняет защитную и адаптивную функцию. Однако при длительном воздействии на организм болевой синдром приобретает хроническое течение, оказывает дезадаптивное влияние, неблагопрятное для всего организма в целом [2, 3]. Высокая популярность нестероидных противовоспалительных препаратов объясняется тем, что данные лекарственные средства приносят облегчение пациентам с болевым синдромом, сопровождающим многие заболевания [4, 5]. Актуальными на сегодняшний день являются фармакологические исследования по поиску новых высокоэффективных и безопасных обезболивающих средств. Это связано с изобилием неблагоприятных действий разрешенных к использованию наркотических и ненаркотических анальгетиков и средств других фармакологических группу с анальгетической активностью [10, 11]. Производные цианотиоацетамида в настоящее время являются перспективными для поиска новых высокоэффективных и безопасных лекарственных средств с разнообразными фармакодинамическими эффектами [6, 7, 9]. Поэтому 230 новых производныхα-цианотиоацетамида, многоступенчатый органический синтез которых был осуществлен в НИЛ «ХимЭкс» ЛГУ им. Владимира Даля, были проанализированы по программам виртуального биоскрининга [1]. Выбраны восемь образцов производных α-цианотиоацетамида, которые являются наиболее перспективными для фармакокоррекции болевого синдрома. Данные проведенного нами предикторного анализа показали, что для синтезированных образцов потенциальными биологическими мишенями могут быть аденозиновые и каннабиоидные рецепторы, коагуляционный Х-фактор, простаноидные рецепторы, ЦОГ-2 и ангиотензиновые рецепторы. Цель исследования - оценить влияние новых производных α-цианотиоацетамида на двигательные и рефлекторные реакции в тестах горячей пластины и тепловой иммерсии хвоста на белых крысах, указывающих на наличие антиноцицептивной активности в спектре фармакодинамических эффектов. Методика Предусмотренные эксперименты реализованы на 100 белых беспородных крысах (самцах) массой 250-280 гр., отобранных случайным образом. Животные были распределены по 10 особей в: контрольную группу (без фармакокоррекции болевого синдрома), референтную (животным вводился однократно метамизол натрия в дозе 7 мг/кг) и 8 опытных групп, крысы которых получали новые синтезированные производные α-цианотиоацетамида в дозе 5 мг/кг за 90 минут до моделирования острого ноцицептивного воздействия. Животных содержали в стандартных условиях в лаборатории кафедры фундаментальной и клинической фармакологии при свободном доступе к воде и пище в условиях естественного света при температуре 22-23ºС. Все опыты проведены в зимне-весенний период. Исследования проведены в соответствии с приказом Министерства здравоохранения Российской Федерации от 1 апреля 2016 г. № 199н (Об утверждении Правил надлежащей лабораторной практики). На протяжении всего периода исследований животные находились под наблюдением со свободным доступом к воде и пище, что соответствует ГОСТ 33044-2014 «Принципы надлежащей лабораторной практики» (утвержден приказом Федерального агентства по техрегулированию и метрологии №1700-ст, от 20 ноября 2014 г.). Исследование одобрено комиссией по биоэтике Государственного учреждения Луганской Народной Республики «Луганский государственный медицинский университет имени Святителя Луки», Министерства здравоохранения Луганской Народной Республики (Луганск, кв.50-летия Обороны Луганска, 1Г), протокол №6 от 1.11.2021 г. Определение антиноцицептивной активности оригинальных производных α-цианотиацетамида проводилось с помощью двух тестов, согласно руководству по доклиническому исследованию лекарственных средств [8]: а) горячей пластины: животных помещали на разогретую в среднем до 52ºС металлическую пластину, окруженную цилиндрической стенкой. Регистрировалось время с момента помещения на горячую поверхность животного до появления поведенческого ответа на ноцицептивную стимуляцию в виде прыжков, отдергиваний и облизываний задних лап; б) иммерсии хвоста: эксперимент основан на спинальном флексорном рефлексе в ответ на погружение хвоста крысы в горячую воду, нагретую в среднем до 50-53ºС, с измерением временного промежутка латентного периода реакции. Восемь образцов оригинальных вновь синтезированных производных α-цианотиоацетамида вводили внутригастрально в дозе 5 мг/кг за 1,5 часа до проведения соответствующих тестов по исследованию анальгетической активности. Структура и химическое строение образцов новых гетероциклических соединений представлены на рис. 1. В качестве препарата сравнения в референтной группе был использован эталонный для доклинических исследований препарат метамизол натрия в дозе 7 мг/кг. Критерием анальгезирующего эффекта принято считать достоверное увеличение латентного периода реакции после введения исследуемых веществ. Рис. 1. Структура и химическое строение производных α-цианотиоацетамида Антиноцицептивная активность оценивалась по увеличению латентного периода реакции, соответственно показателя а, сек. Статистическая обработка полученных результатов в результате экспериментов производилась по известным формулам и методам математической статистики, характеризующим количественную изменчивость. При обработке экспериментальных данных определялось медианное значение показателя а, сек,в онлайн-ресурсе [Калькулятор среднее мода медиана - Режим доступа: https://calculators.vip/ru/srednee-i-mediannoe-znachenie-chisel/].Сравнение выборок образцов с данными референтной группы производилось по непараметрическому U-критерию Манна-Уитни в онлайн-ресурсе [Расчет критерия Манна-Уитни (онлайн-калькулятор)». Режим доступа: https://medstatistic.ru/calculators/calcmann.html]. Результаты исследования и их обсуждение Исходя из концепции целесообразности деления боли на ноцицептивную и невропатическую, важно отметить, что первая из них вызвана активацией ноцицепторов при тканевом повреждении и соответствует степени тканевой деструкции и длительности заживления (острая боль). В проведенном нами экспериментальном исследовании моделируются термически вызванные состояния острой боли, для оценки степени выраженности которых используются двигательные рефлекторные реакции. Трафик болевых импульсов и составляет суть организации ноцицептивной системы. Замедление передачи импульса при применении анальгетических средств тормозит простейший ответ на болезненный стимул, происходящий рефлекторно. Сравнивая полученные данные у крыс контрольной группы с количественными значениями изменений двигательных рефлекторных реакций в обоих тестах у крыс, получавших метамизол натрия и новые гетероциклические соединения из ряда дериватов цианотиоацетамида, можно отследить степень антиноцицептивной активности последних. Результаты исследований анальгетической активности восьми оригинальных дериватовα-цианотиоацетамида в тесте горячей пластины представлены в табл. 1. На основе анализа данных установлено, что медианное время до начала подпрыгиваний с поверхности горячей пластины у крыс контрольной группы составило 17 с. Производное цианотиоацетамида с лабораторным шифром d02-128 показало значения длительности периода пребывания животных на пластине ниже зарегистрированного в контрольной группе - 15,5 c. Таблица 1. Результаты статистического анализа показателей анальгетической активности в тесте горячей пластины новых производных α-цианотиоацетамида Значения а, сек, Ме для референтной группы Значения а, сек для опытных групп Медианное значение Ме, сек U-критерий Манна-Уитни Статистическая значимость различий (да/нет) Расчётный Критический Метамизол натрия, (7 мг/кг) 21, 27, 25, 18, 60, 40, 25, 37, 41, 35 Ме = 31 сек Контрольная 22, 17, 18, 20, 10, 17, 17, 18, 15, 14 17,0 4,0 27,0 да d02-128 (5 мг/кг) 13, 20, 21, 17, 14, 18, 9, 11, 10, 19 15,5 4,0 да d02-172(5 мг/кг) 26, 35, 27, 25, 32, 28, 27, 30, 29, 34 28,5 46,5 нет d02-122(5 мг/кг) 8, 30, 34, 93, 63, 44, 38, 53, 48, 36 41,0 30,0 нет d02-133 (5 мг/кг) 33, 35, 64, 70, 48, 36, 51, 62, 36, 49 48,5 22,5 да d02-123 (5 мг/кг) 61, 93, 38, 42, 50, 36, 47, 42, 53, 32 44,5 17,0 да d02-168(5 мг/кг) 35, 42, 63, 63, 38, 44, 57, 45, 61, 52 48,5 12,5 да d02-149 (5 мг/кг) 69, 65, 50, 78, 64, 53, 61, 58, 51, 48 59,5 5,0 да d02-139(5 мг/кг) 95, 96, 90, 78, 89, 61, 58, 74, 98, 68 83,5 1,0 да Предварительное введение метамизола натрия увеличивает латентный период до возникновения ноцицептивной реакции до 31 с, что на 82% выше в сравнении с контрольной группой. У животных шести опытных групп, получавших различные образцы производных α-цианотиоацетамида, зарегистрировано достоверное увеличение латентного периода реакции, подтверждающее наличие болеутоляющей активности веществ, в сравнении с контрольной группой. Выявлено, что наиболее выраженной обезболивающей активностью обладают производные α-цианотиоацетамида с лабораторными шифрами d02-149иd02-139. Образец с лабораторным шифром d02-139 увеличивает латентное время в сравнении с референтной группой в 2,7 раза, а d02-149 в 1,9 раза соответственно. Образец d02-168 увеличивает в 1,5 раза время пребывания животных на поверхности разогретой металлической пластины в сравнении с показателем с крыс, получавших метамизол натрия, а образцы d02-123 в 1,4 и d02-133 в 1,6 раза, соответственно, при равных условия проведения исследований. Введение через желудочный зонд соединения с шифром d02-122 способствовало увеличению времени до характерного облизывания задних лап опытных крыс на горячей пластине в 1,3 раза в сравнении с референтной группой. Образец с шифром d02-172 в тесте горячей пластины увеличил в 1,7 раза время пребывания исследуемых лабораторных крыс на разогретой до 52ºС металлической пластине в сравнении с контрольной группой. Результаты исследований антиноцицептивной активности новых синтезированных производных α-цианотиоацетамида в тесте тепловой иммерсии хвоста представлены в табл. 2. Таблица 2. Результаты статистического анализа показателей анальгетической активности в тесте тепловой иммерсии хвоста вновь синтезированных производных α-цианотиоацетамида Значения а, сек,Ме для референтной группы Значения а, сек для опытных групп Медианное значение Ме, сек U-критерий Манна-Уитни Статистическая значимость различий (да/нет) Расчётный Критический Метамизол натрия, (7 мг/кг) 19, 15, 19, 14, 18, 14, 14, 15, 14, 17 Ме = 15 сек Контрольная 12, 11, 12, 8, 8, 9, 9, 10, 12, 11 10,5 0,0 27,0 да d02-128 (5 мг/кг) 5, 5, 17, 10, 20, 17, 15, 9, 19, 19 16,0 46,0 нет d02-172(5 мг/кг) 4, 35, 24, 24, 45, 26, 32, 19, 15, 20 24,0 16,0 да d02-122(5 мг/кг) 26, 29, 37, 19, 51, 50, 12, 28, 16, 21 28,5 15,0 да d02-133 (5 мг/кг) 16, 5, 5, 10, 18, 22, 7, 18, 15, 16 15,5 42,0 нет d02-123 (5 мг/кг) 19, 15, 19, 27, 30, 19, 25, 15, 22, 28 20,5 13,0 да d02-168(5 мг/кг) 20, 36, 19, 20, 13, 22, 31, 20, 32, 17 20,0 14,5 да d02-149 (5 мг/кг) 19, 34, 13, 12, 12, 10, 14, 22, 12, 15 13,5 36,0 нет d02-139(5 мг/кг) 15, 15, 11, 8, 23, 17, 13, 10, 17, 20 15,0 43,0 нет В контрольной группе медианное значение времени отдергивания хвоста составляет 10,5 с. У крыс референтной группы, получавших с целью фармакокоррекции болевого синдрома метамизол натрия, данное значение увеличилось до 15 с. Показатель медианного времени отдергивания хвоста из сосуда с горячей водой, нагретой до 50-53ºС у крыс, получавших производные α-цианотиоацетамида с лабораторными шифрами d02-133, d02-128 и d02-139 составляет по группам 15,5; 16 и 15 с, соответственно, что в 1,5 раза больше значения, зафиксированного в контрольной группе, однако сопоставимо со временем в группе с фармакокоррекцией метамизолом натрия. Гетероциклическое соединение производное α-цианотиоацетамида с шифромd02-149 в спектре своей фармакологической активности проявляет антиноцицептивные свойства, не превосходящие таковые значения в референтной группе. Анализируя полученные экспериментальные данные в соотношении с показателями, зафиксированными в группе сравнения, установлено, что образцы d02-123, d02-168 и d02-172 эффективнее метамизола натрия в 1,3-1,6 раза. Максимально выраженные болеутоляющие свойства в тесте тепловой иммерсии хвоста проявляет образец с шифром d02-122. Данное производное α-цианотиоацетамида увеличивает латентный период времени отдергивания хвоста в сравнении с контрольной группой в 2,7раза (до 28,5 с), а сравнении с метамизолом натрия его эффективность возрастает в 1,9 раза. На протяжении экспериментов наблюдалась адекватная поведенческая активность в динамике у животных всех исследуемых групп. Выявлено, что крысы всех опытных групп визуально по поведенческой активности не отличались от крыс контрольной группы. Обсуждая полученные результаты, следует заметить, что в ранее проведенных исследованиях в Луганском государственном медицинском университете имени Святителя Луки были обнаружены другие биологически активные вещества сходной химической структуры среди производных цианотиоацетамида. При этом выявлена низкая степень их острой пероральной токсичности и особенности влияния на слизистую оболочку желудка и структуру печени, что создает предпосылки для дальнейших прицельных доклинических исследований [6, 7, 9]. В последние годы весьма популярным направлением дизайна лекарственных средств является синтез так называемых гибридных, или мультимодальных молекул [7]. Данная концепция основана на соединении в одной молекуле фрагментов с различным фармакотерапевтическим профилем, связанных непосредственно либо через гибкий спейсер. Следствием такой «конъюгации» может быть усиление действие препарата за счет более эффективного связывания с протеиновой мишенью, возникновение новых видов активности, устранение побочных эффектов или снижение резистентности к препарату. Синтезированные на базе НИЛ «ХимЭкс» новые соединения несут фармакофорные фрагменты 1,4-дигидропиридина, с одной стороны, и фармакофорный фурильный (5-метилфурильный) остаток - с другой. Полученные экспериментальные данные дают повод предположить наличие в спектре фармакодинамических эффектов новых дериватов цианотиоацетамида анальгетической активности. Они могут быть согласованы с данными виртуального биоскрининга. Так, основными потенциальными биологическими мишенями для всех этих образцов являются аденозиновые и каннабиоидные рецепторы, коагуляционный фактор Х, простаноидные рецепторы и циклооксигеназа-2. Соединения с лабораторными шифрами d02-149 и d02-139 по результатам виртуального биоскрининга способны воздействовать на простаноидные рецепторы типов ЕР1 и ЕР4, каннабиоидные рецепторы типов СВ1 и СВ2, ЦОГ-2, что может объяснять их болеутоляющую активность. Это согласуется с данными Henderson Redmond A. N., Lulek C. F., Morgan D. J. [14]. Также изучаемые новые гетероциклические соединения могут проявлять антикоагулянтную активность вследствие влияния на коагуляционный фактор Х. А об антиноцицептивных свойствах последних указывают в своей работе Хомутов А.Е. с соавт. [13]. Производное 1,4-дигидропиридина d02-141 способно воздействовать на ангиотензиновые рецепторы 1А и 1В, коагуляционный фактор Х, ЦОГ-2, простаноидные ЕР4 рецепторы. Образцы d02-122 и d02-133 могут влиять на активность ЦОГ-2, простаноидные ЕР1 и каннабиоидные СВ2 рецепторы, что увеличивает вероятность проявления обезболивающей активности. Выводы 1. Проведена оценка влияния восьми новых производных α-цианотиоацетамида на двигательные и рефлекторные реакции в тестах горячей пластины и тепловой иммерсии хвоста на белых крысах. Установлено наличие выраженной антиноцицептивной активности у образцов с лабораторными шифрами d02-149 и d02-139, при применении их в дозе 5 мг/кг в классическом тесте горячей пластины и у образца с лабораторным шифром d02-122 в тесте тепловой иммерсии хвоста. Они эффективнее метамизола натрия по анальгетической активности в 1,3-1,9 раза. 2. Перспективами дальнейших исследований является реализация экспериментов по подтверждению антиноцицептивной активности производных α-цианотиоацетамида в других классических тестах, выявление антиэкссудативных свойств у данных соединений, а также изучение их острой и хронической пероральной токсичности.

Об авторах

Ирина Сергеевна Олейник

Луганский государственный медицинский университет имени Святителя Луки

Email: email@example.com
ассистент кафедры фундаментальной и клинической фармакологии Государственного учреждения Луганской Народной Республики РФ «Луганский государственный медицинский университет им. Святителя Луки» ЛНР, Россия, 91045, Луганск, квартал 50-летия Обороны Луганска, 1Г

Список литературы

Дополнительные файлы