Калієві солі різнолігандних координаційних сполук магнію з гістидином і аденозин-5′-трифосфатом або креатинфосфатом, що проявляють захисну дію на міокард від ішемічного ушкодження

Калиевые соли разнолигандных координационных соединений магния с гистидином и аденоэин-5'-трифосфатом (формулы I): NH-y О еч О ф 6 ОН. Формула но он о 00 см 28064 или креатинфосфатом (формулы II): СН. К 5 ОН. Формула II проявляющие защитное действие на миокард от ишемического повреждения Изобретение относится к фармакологии, в частности к металлоорганическим соединениям, обладающим биологической активностью, которые могут найти применение в разработке лекарственных средств для профилактики и лечения ишемической болезни сердца Известен ряд макроэргических фосфатов, используемых для предупреждения и лечения ишемической болезни сердца, например соли креатинфосфата (калиевая, литиевая, кальциевая, бариевая, магниевая, соль железа или с органическим основанием), обладающие биологической активностью и используемые в качестве активной части лекарственного препарата для лечения ишемической болезни сердца (GB пат. №№ 1185593, 1185882) Известно также, что координационное соединение кобальта ((!) с креатинфосфатом оказывает более эффективное воздействие на миокард от ишемического повреждения (а с СССР № 1385568} Известно использование динатриевой соли аденозин-5'-трифосфата (АТР) для лечения нарушений кровообращения и защиты миокарда от ишемического повреждения (патент СССР № 755201) Известно также, что натриевая соль координационного соединения биометаллов (Си, Ni, Co, 2n, Mn, Мд, Са) с гистидином и аденозин-5' трифосфатом обладает более эффективной защитой миокарда от ишемического повреждения по сравнению с АТР (а с СССР № 1300910) и является соединением, наиболее близким по химической структуре и эффективности воздействия на миокард к предлагаемому нами Однако известный комплекс в виде натриевой соли не позволяет исчерпать возможности защиты миокарда от ишемического повреждение соединением, включающим известные биологически активные лиганды Основой изобретения явилась задача создания новых координационных соединений магния с гистидином и макроэргическими фосфатами, проявляющих защитное действие на миокард от ишемического повреждения, которые путем введения в соединения иного катиона позволили бы повысить эффективность воздействия комплекса биологически активных лигандов на миокард против ишемической болезни сердца Решение задачи обеспечивает калиевая соль координационных соединений магния с гистидином и макроэргическими фосфатами общей формулы KnMg(His)(MP) гпН2О, где His - анион гистидина (His-), МР - анион макроэргического фосфата (АТР4 или CRP 2 ), п=1 или 3, т = 7 или 8 Химическая структура соединений выражается следующими формулами 28064 NH^ 0—P=O 6 ОН, о—p=o но он н Трикалиевая соль координационного соединения магния с гистидином и аденозин-5'-трифосфатом и — СН2 сн 3 О II К II р 5 ОН, HN ^^ + NH 2 N - Калиевая соль координационного соединения магния с гистидином и креатинфосфатом Координационные соединения магния готовили известным способом путем растворения эквимолярных количеств хлорида магния, гистидина, АТР или CRP в минимальном количестве воды, добавлением концентрированного раствора бикарбоната калия с последующим высаливанием органическими растворителями (этиловый спирт или ацетон), фильтрованием образовавшегося осадка и его сушкой до постоянного веса при комнатной температуре на воздухе Состав полученных координационных соединений был подтвержден данными элементного анализа, термогравиметрии (табл 1), ИК- и электронной спектроскопии в УФ-области. 28064 Таблица 1 Данные элементного анализа и термогравиметрии заявляемых координационных соединений Соединение I I! К 12,4 12,3 7,1 7,0 Содержание элементов (выч /найд.) Р С Mq L_±L_ N 9,9 2,5 20,4 ^ 8 ~ ~ 11,9 3,9 12,0 9,8 20,5 2,4 4,4 5,4 15,2 5,6 21,7 15,3 4,3 21,8 5,5 5,5 Исследования токсичности заявляемых координационных соединений показали, что і характеризуется ЛД5о=850, а I) - ЛД5о=520 мг/кг Сравнительная эффективность новых координационных соединений магния исследована на экспериментальной модели острой ишемии (коронарной недостаточности) миокарда, воспроизводимой на изолированных, перфузируемых по Лангендорфу сердцах крыс Миокард животных перфузировали стандартным раствором КребсаРингера ( р Н ^ Д ) , аэрированным газовой смесью карбогеном (95% О 2 + 5% СО2). Адекватная перфузия и период стабилизации сердец длились 3040 минут, затем перфуэионную линию переключали на раствор, содержащий 0,3 мг/л координаци Количество молекул воды по данным термограммы 8Н2О 7Н2О онного соединения № 1 (КС-1) Na3Mg(Hts)(ATP)8H2O или координационного соединения № 2 (КС-2) - КзМд(Ніз)(АТР)8НгО Через 20 мин перфузии сердец растворами исследуемых комплексов воспроизводили ограничение объема коронарной перфузии на 80%. Период ишемии длился 60 мин. Через 60 мин от начала воспроизведения сердца подопытных животных забирали для выделения и очистки мембранных структур - сарколеммы (наружной мембраны) и митохондрий (внутриклеточные органеяпы) и изучения важнейших показателей ионного и энергетического обмена сердечной мышцы в условиях острой ишемии (табл.2). Таблица 2 Влияние КС-1 (Ыаз Mg(His)(ATP)8H2 О) и КС-2 (Кз Mg(His)(ATP)-8H2 О) на показатели ионного и энергетического обмена сердечной мышцы в условиях острой ишемии (в % по отношению к контролю - адекватной перфузии) Биохимические показатели Адекватная перфузия + КС-1 Острая ишемия (ОИ) ОМ + КС-1 + КС-2 Активность №*, К^-АТФ-азы 100 +КС-2 117 64 76 97 Связывание ионов Са э + на поверхности сарколеммы 100 109 72 78 93 Проницаемость мембраны для ионов кальция 100 103 185 160 128 Содержание фосфолипидов в мембране 103 110 63 72 94 Содержание свободных жирных кислот в мембране Активность а-кетоглутаратдегидрогеназы Активность сукцинатдегидрогеназы 100 103 100 ~92 115 119 107 63 67 72 103 95 98 Содержание ионов кальция в митохондриях 100 91 132 125 107 Активность креатинфосфокиназы в митохондриях 100 105 87 90 98 Концентрация молочной кислоты в перфузате 99 90 280 165 Концентрация ионов кальция в перфузате 100 100 320 77 85 97 Содержание АТФ в ткани миокарда 101 116 45 57 39 ' 54 Содержание гликогена в ткани миокарда 98 110 40 56 83 Внутриклеточное содержание калия в миокарде 100 112 80 81 96 Внутриклеточное содержание магния в миокарде 103 115 76 82 98 Внутриклеточное содержание натрия в миокарде 99 92 117 120 91 Внутриклеточное содержание кальция в миокарде 100 100 123 121 103 В аналогичных условиях: была проведена сравнительная оценка координационных соединений № 3 (КС-3) - Co(CRP)4H 2 0 и № 4 (КС-4) KMg(His)(CRP)H2C (табл.3) в тех же дозах, что и КС-1 и КС-2. 28064 Таблица 3 Влияние КС-3 (Co(CRP)4H20) и КС-4 (KMg(His)(CRP)H2O) на показатели ионного и энергетического обмена сердечной мышцы в условиях острой ишемии (в % по отношению к контролю - адекватной перфузии) Биохимические показатели Адекватная перфузия Острая ишемия (ОИ) + КС-1 + КС-2 ОИ + КС-1 + КС-2 100 119 64 84 97 100 105 72 81 95 Проницаемость мембраны для ионов кальция 100 95 185 140 119 Содержание фосфолипидов в мембране 101 103 63 79 93 Содержание свободных жирных кислот в мембране 91 90 127 120 103 Активность а-кетоглутаратдегидрогеназы 101 113 54 65 78 Активность сукцинатдегидрогеназы 100 105 63 77 89 Содержание ионов кальция в митохондриях 100 93 132 121 105 Активность креатинфосфокиназы в митохондриях 100 103 87 93 97 Концентрация молочной кислоты в перфузате 97 90 320 270 256 Концентрация ионов кальция в перфузате 100 105 77 85 97 Содержание АТФ в ткани миокарда 107 126 45 60 83 Содержание гликогена в ткани миокарда 101 119 40 57 78 Внутриклеточное содержание калия в миокарде 100 115 80 87 98 Внутриклеточное содержание магния в миокарде 100 117 76 80 97 Внутриклеточное содержание натрия в миокарде 107 93 117 120 103 Внутриклеточное содержание кальция в миокарде 103 101 123 117 101 + Активность Na , К*-АТФ-азьі Связывание ионов Са а+ на поверхности сарколеммы Как показали проведенные исследования (табл 2), уже в период адекватной перфузии добавление КС-2 приводит к изменениям некоторых показателей ионного и энергетического обмена сердечной мышцы, которые в целом указывают на умеренную стимуляцию окислительновосстановительных процессов (увеличение активности а-кетоглутаратдегидрогеназы на 15% сукцинатдегидрогеназы - на 7%), повышение функции ион-транспортных свойств мембран (прирост активности Na+, К+~АТФ-азы на 17%, Са 2+ связывающей способности мембраны на 9% по сравнению с адекватной перфузией Привлекает внимание увеличение энергетического потенциала сердца на этапе адекватной перфузии под влиянием КО2, о чем свидетельствует увеличение содержания АТФ и гликогена соответственно на 16 и 10% по сравнению с контролем В этих условиях происходит увеличение внутриклеточного содержания калия и магния на 12 и 15% и уменьшение натрия на 8% по сравнению с контролем (табл 2) Острая ишемия миокарда длительностью 60 минут приводила к угнетению окислительных процессов в миокарде, уменьшению энергетических субстратов - АТФ и гликогена на 55 и 60% по сравнению с контролем Изменения биоэнергетики сердечных клеток сопровождались нарушениями липидной структуры их мембран (убыль фосфо липидов на 37%, накопление жирных кислот на 27%) ион-транспортных свойств мембран (ингибирование Na+, К+-АТФ-азы на 36%, Са 2 -связывающая способность мембраны снижалась на 28%) Одновременно с этим увеличивалась проницаемость мембран для ионов кальция на 85% Период ишемии сопровождался резкой активацией анаэробного гликолиза и развитием ацидоза в ткани миокарда, на что указывало увеличение концентрации молочной кислоты в оттекающей от сердца перфузионной жидкости к 60-й минуте ишемии до 320% исходной величины В сердечных клетках происходило перераспределение электролитов в сторону уменьшения калия и магния соответственно на 20 и 24% и увеличения натрия и кальция соответственно на 17 и 23% по сравнению с контролем (табл 2) Добавление КС-1 за 20 минут до воспроизведения острой ишемии уменьшало степень выраженности вышеописанных сдвигов в сторону нормализации изученных показателей Однако, большинство из них к концу ишемического периода достоверно отличались от контрольных величин из-за неполного восстановления и нормализации метаболических процессов в сердце Наиболее выражена степень защиты сердечных клеток от ишемического воздействия в случае лечебно-профилактического применения КС-2, Пониженная активность Na+, К+-АТФ-азы под воз 28064 действием последнего повышалась на 33% по сравнению с ишемией, в то время как под влиянием КС-1 этот показатель повышался на 12% по сравнению с ишемическим периодом Наиболее выраженная нормализация фосфолипидного и жир но кислотного состава мембран сопровождалась максимальным снижением проницаемости мембран для ионов кальция под влиянием КС-2 (с 185 до 160% под воздействием КС-1 и до 128% контрольного уровня - под влиянием КС-2) Наиболее выраженной была активация окислительных ферментов под влиянием КС-2 (до 95 и 98% контрольного уровня достигала активность сукцинатдегидрогеназы и а-кетоглутаратдегидрогеназы соответственно) При этом в наименьшей степени выражен ацидоз в миокарде (концентрация молочной кислоты в перфузате снижается с 320 до 280% е случае КС-1 и до 165% в случае КС-2 по сравнению с контролем) Вышеописанные изменения сопровождались повышением содержания энергетических субстратов в сердце (гликогена - с 45 до 57% контроля при введении КС-1 и до 89% контроля при введении КС-2, АТФ - с 40 до 56% контроля при введении КС-1 и до 83% контроля при введении КС-2) Более адекватная коррекция внутриклеточных электролитов наблюдалась при введении КС-2 по сравнению с КС-1 (табл 2) Таким образом, по большинству изученных показателей КС-2 было более эффективным по сравнению с КС-1 Как видно из данных, представленных в таблице 3, адекватная перфузия с добавлением КС-4 вызывает умеренную стимуляцию энергетического и ионного метаболизма сердечных клеток, на что указывает активация Na+, К+-АТФ-азы и акетоглутаратдегидрогеназы на 19 и 13% соответственно, увеличение содержания АТФ и гликогена в миокарде на 19 и 15% соответственно по сравнению с контролем В отличие от этого адекватная перфузия с добавлением КС-3 не вызывает достоверных изменений изученных показателей Изменения, характерные для ишемического периода, описаны выше Сравнительная оценка эффективности КС-3 и КС-4 показывает, что более эффективно нормализует обмен веществ последний Его активирующее влияние на Na+, K*АТФ-азу оказалось на 13% больше, чем у КС-3, на 2 1 % более эффективно нормализуется проницаемость мембран для ионов кальция под влиянием КС-4 по сравнению с КС-3 Степень накопления кальция в митохондриях при этом была на 16% меньше под влиянием КС-4 по сравнению с КС-3, что указывает на нормализацию процессов биосинтеза энергии в этих органеллах (избыток ионов кальция является разобщителем окислительного фосфорилирования) Активация окислительных ферментов сукцинатдегидрогеназы и а-кетоглутаратдегидрогеназы была соответственно на 12 и 16% более выражена в опытах с КС-4 по сравнению с КС-3 Привлекает внимание наибольшая степень сохранности липидов мембран, фосфолипидов и жирных кислот в условиях применения КС-4 по сравнению с КС-3 Содержание АТФ и гликогена в сердечных клетках повышалось под воздействием как КС-3, так и КС-4, однако в случае КС-3 уровень АТФ увеличивался на 15% по сравнению с ишемией, а в случае КС-4 прирост составил 38% по сравнению с ишемией В такой же степени была выражена разница по восстановлению содержания гликогена в миокарде Под влиянием КС-4, в отличие от исследований с применением КС-3 наблюдалось максимальное увеличение внутриклеточной концентрации калия и магния, в то время как под влиянием КС-3 показатели ионного гомеостаза достоверно не отличались от таковых в условиях ишемии Таким образом, проведенные исследования показали, что КС-2 и КС-4, имеющие в своем составе ионы калия и магния, определенным образом координированные с биологически активными лигандами, превосходят по своему противоишемическому и мембраностабилизирующему эффекту соединения-прототипы - КС-1 и КС-3 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку 4 ^ (9 У 2001 р Формат 60x84 1/8 Обсяг (2 $$> обл -вид арк Тираж 50 прим Зам ^P УкрІНТЕІ, 03680 Киів-39 МСП, вул Горького, 180 (044) 268-25-22