Застосування германійвмісної координаційної сполуки манган тартратогепманат (іv) з біологічно активним органічним лігандом винною кислотою, що має виражений антигіпоксичний ефект

Реферат: Застосування германійвмісної координаційної сполуки манган тартратогепманат (ІV) з біологічно активним органічним лігандом винною кислотою, що має виражений антигіпоксичний ефект UA 110014 U (12) UA 110014 U UA 110014 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі медицини, а саме до пошуку та розробки лікарських засобів що проявляють антигіпоксичну дію в умовах гіпоксичної гіпоксії з прогресуючою гіперкапнією, тобто гіпоксії замкнутого простору. Однією з небезпечних форм екзогенної гіпоксії є її гостра форма, яка виникає при низькому парціальному тиску кисню та високій концентрації вуглекислого газу у повітрі, що вдихається, тобто гіпоксична гіпоксія у поєднанні з прогресуючою гіперкапнією. Така гіпоксія розвивається у замкнутому невентильованому просторі і тому отримала назву гіпоксія замкнутого простору (ГЗП). Остання миттєво формується за умов різних екстремальних ситуацій, коли порушується штатна робота системи киснезабезпечення у герметичному об'єкті, де вміст кисню стрімко знижується, а концентрація вуглекислого газу збільшується [11, 13]. Розвиток ГЗП у людини можливий при польоті на великій висоті в різних герметичних літальних об'єктів зі штучною генерацією кисню, при експлуатації глибинних апаратів та автономних костюмів, а також у морських спорудах (підводні човни, батискафи), наземних та підземних приміщеннях закритого типу (командні пункти військових частин, штаби, укриття цивільної оборони, сховища різного типу). У даний час для забезпечення виживаності потерпілих, які опинились у замкнутому просторі, використовуються в основному технічні засоби індивідуального захисту. Однак, їх застосування обмежено через громіздкість, велику вартість, складність експлуатації. Тому, найбільш ефективною підтримкою життєздатності потерпілих у замкнутому просторі на необхідному рівні вважається застосування засобів фармакологічного захисту. Разом з тим, арсенал лікарських засобів з протигіпоксичною дією та особливо таких антигіпоксантів, які були б ефективні саме в умовах ГЗП - є вкрай обмеженим. Головними причинами такого положення справ є низька лікувальнопрофілактична ефективність, недостатня безпечність та мала широта терапевтичної дії антигіпоксантів, що застосовуються. Крім того, протигіпоксична дія існуючих лікарських засобів, що є у розпорядженні практичних лікарів реалізується, як відомо, не при всіх видах гіпоксії, з одного боку, а з іншого - існуючі препарати антигіпоксичної дії далеко не завжди позбавлені побічних реакцій, що власне обмежує їх широке застосування у практичній медицині. За прототип нами обрано відомий сучасний вітчизняний антигіпоксант армадін, який використовується в сучасній фармакотерапії (виробник ПАТ "Лекхім-Харків", UA/9896/0101) [11]. Його фармакодинаміка зумовлена антигіпоксичним, антиоксидантним, цитопротекторним ефектами та непрямою протизапальною дією. Здатність армадіну реагувати з гідроксильними радикалами білків обумовлює його пряму мембрано-стабілізуючу активність [10]. Наразі перспективними в плані пошуку нових фармакологічних речовин з великим антигіпоксичним потенціалом є координаційні сполуки германію з різними біологічно активними органічними лігандами, які є природними метаболітами та проявляють високу біологічну активність при багатьох екстремальних станах та захворюваннях [13, 14]. Задачею корисної моделі є пошук та розробка нового високоефективного та безпечного засобу фармакологічної профілактики ГЗП серед координаційних сполук германію. Поставлена задача вирішується тим, що вводять щурам внутрішньочеревинно комплекс германію (IV) та марганцю з винною кислотою (манган тартратогерманат (IV)). Новим в запропонованому винаході є те, що вперше пропонується германійвмісна координаційна сполука з біологічно активним органічним лігандом винною кислотою, яка має виражений антигіпоксичний ефект при використанні з профілактичною метою. Приклади конкретного виконання Приклад 1. Визначення гострої токсичності речовини манган тартратогерманат (IV). Для визначення гострої токсичності об'єктом впливу були вибрані статевозрілі нелінійні білі миші самці масою 19-21 г та нелінійні білі щури самці масою 170-190 г. Піддослідні тварини перебували в умовах звичайного стаціонарного утримання з наданням повноцінного раціону та випоювання. Токсикологічні дослідження з визначення гострої токсичності манган тартратогерманату (IV) ґрунтувались на розрахунку значень уражуючої дії з використанням експрес-методу [6]. Параметри гострої токсичності (LD16, LD50, LD84, LD99, функцію кута нахилу S) визначали методом пробіт-аналізу. Введення досліджуваної речовини тваринам здійснювалось одноразово внутрішньочеревинно. Спостереження у гострому токсикологічному експерименті за ефектом дії досліджуваної речовини тривало протягом чотирнадцяти діб з моменту введення. Особлива увага зверталась на інтегральні показники стану піддослідних тварин. Враховувалась реакція на тактильні, больові подразники, відношення до їжі, стан рухливості, коливання маси тіла. 1 UA 110014 U Результати дослідження з визначення середньо-смертельної тартратогерманату (IV) (LD50) на мишах представлені в таблиці 1. дози манган Таблиця 1 Визначення гострої токсичності сполуки манган тартратогерманату (IV) за експрес-методом, миші. Кількість тварин Загинуло Вижило 5 10 Доза, мг/кг 200 0 2 250 0 2 317 2 0 398 2 0 501 2 0 631 2 0 Експериментально доведено, що величина LD50 манган тартратогерманату (IV) становить 283±23 мг/кг. За класифікацією [9] манган тартратогерманат (IV) належить до речовин IV класу небезпеки, тобто малотоксичних. В табл. 2 наведені основні показники оцінки дії сполуки манган тартратогерманат (IV), за впливом на перебіг клінічної картини інтоксикації у білих мишей при внутрішньочеревинному введенні в залежності від дози, що вводиться. Таблиця 2 Узагальнена характеристика впливу різних доз на клінічні прояви ураження токсичних доз манган тартратогерманату (IV). Клінічні симптоми Доза, мг/кг 200 250 317 Норма Норма 398 501 Загиб, Загибель через Загиб, через через 24 24 год. 24 год. год. Норма Витягнуте Витягнуте Без змін Без змін Без змін Без змін Без змін Норма Норма Без змін Норма Відсутній Звичайна Сонливість Немає Відсутня Норма Норма Норма Норма Норма Без змін Норма Відсутній Звичайна Сонливість Немає Відсутня Норма Норма Норма Норма Норма Без змін Норма Періодично Звичайна Сонливість Немає Відсутня Норма Норма Норма Норма Норма Без змін Норма Періодично Звичайна Сонливість Немає Немає Норма Норма Норма Норма Норма Без змін Норма Періодично Звичайна Сонливість Немає Немає Норма Норма Норма Період гострої дії Положення тіла Стан волосяного покрову Стан зіниць Колір вух Хода Дихання Тремор Орієнтація Активність Салівація Лакримація Охайність Сечовиділення Дефекація 2 UA 110014 U Тонус м'язів Відношення: до їжі до води Рефлекси: больовий захисний Траубе 5 10 15 20 Норма Продовження таблиці 2 Норма Норма Норма Норма Звичайне Звичайне Звичайне Звичайне Відсутнє Відсутнє Відсутн. Відсутн. Відсутн. Відсутн. Норма Норма Немає Норма Норма Немає Відсутн. Відсутн. Відсутн. Відсутн. Відсутн. Відсутн. Відсутн. Відсутн. Відсутн. При вивченні гострої токсичності внутрішньочеревинне введення мишам вивчаної речовини в дозах від 200 і 250 мг/кг не впливало на загальний стан і не приводило до загибелі. Всі тварини були активні при нормальній координації рухів, звичайним диханням, добрим апетитом і нормальним зовнішнім виглядом (табл. 2). Вплив доз 317 та 398 мг/кг на стан дослідних тварин характеризувався в перші години сонливістю, зниженням рухової активності, відсутністю апетиту, періодичним тремором. Через 12 годин фіксувалась загибель. Після введення доз 501 і 631 мг/кг через 10 хв. відмічались симптоми гострого отруєння: тварини були малорухливі, сонливі, періодично спостерігався тремор, загибель дослідних тварин наставала через 12 годин. Таким чином, є підстави зробити припущення, що за умов введення сполуки у смертельних дозах загибель тварин настає в результаті депримуючої дії на ЦНС, зокрема на центр дихання, що є характерним для такого типу фармакологічних речовин. По отриманих в токсикологічному експерименті результатах про загибель дослідних щурів в залежності від величини введених доз манган тартратогерманату (IV) побудована крива летальності доза-ефект (Рис. 1). Рис. 1. Крива летальності білих щурів в умовах однократного внутрішньочеревного введення сполуки манган тартратогерманат (IV). Отримані при цьому дані лягли в основу розрахунку основних параметрів токсичності (LD]6, LD5o, LD84, LD99, функцію кута нахилу S), які представлені в табл. 3. Таблиця 3 Параметри гострої токсичності (мг/кг) манган тартратогерманату (IV) в умовах внутрішньочеревинного введення (n=6). Статистичні показники М±m 25 30 35 40 LD16 LD50 269,70 LD84 551,81±94,04 833,91 LD99 S 974,97 1,78 Результати визначення параметрів гострої токсичності та інтервали між вивчуваними величинами смертельних доз дозволяють зазначити, що сполука, яка заявляється, є відносно нешкідливою та такою, що за умов клінічного застосування не буде чинити загрозу життю пацієнтів. На користь цього свідчить й те, що зона токсичної дії має досить значну широту. По варіабельності смертельних доз (функція кута нахилу), яка складає 1,78 сполука манган тартратогерманат (IV) не належить до речовин, що мають високу потенційну небезпеку виникнення і розвитку смертельного отруєння. Отже, ці відомості та значення середньосмертельної дози для щурів дозволяють віднести дану сполуку до малотоксичних. Розрахунок токсикометричних показників, отриманих при дії манган тартратогерманату (IV) на різних видах тварин переконує, що вона може бути віднесена до фармакологічних речовин, які не можуть розглядатися як потенційно небезпечні для розвитку гострого отруєння. Приклад 2. Вплив манган тартратогерманату (IV) на щурів в умовах гіпоксії з прогресуючою гіперкапнією. Моделювання гіпоксії з прогресуючою гіперкапнією проводили на білих нелінійних щурах 3 масою 150-200 г шляхом розміщення тварин в ізольовані скляні гермооб'єми (10 дм ), які перевертали догори дном і опускали в піднос з водою, щоб попередити потрапляння повітря. Введення речовини манган тартратогерманат (IV) здійснювалось внутрішньочеревинно у вигляді 1 % розчину в дозі 100 мг/кг за 40 хв. до розміщення тварин в гермокамери [5, 13]. При виборі доз досліджуваних координаційних сполук германію виходили з результатів власних 3 UA 110014 U 5 10 багаторічних досліджень, а також багаточисельних даних літератури, присвячених фармакометричним дослідженням в частині розробки і оптимізації режимів дозування ряду координаційних сполук германію з різноманітними біолігандами [1, 2, 3, 4, 7, 8, 12, 13, 14]. Як референтний препарат використовували армадин, який вводили в такому ж режимі дозування. Щури контрольної серії отримували аналогічний об'єм фізіологічного розчину натрію хлориду. В ході дослідження реєструвалась клінічна картина показників функціонального стану дослідних тварин при гострій гіпоксії з гіперкапнією та тривалість життя в умовах гіпоксії замкнутого простору. Критеріями оцінки ефективності було порівняння даних показників з контрольною та референтною групою тварин, якій вводили препарат порівняння - армадин. Ефективність препаратів на моделі гіпоксії замкнутого простору визначали за перебігом клінічних проявів а також за величинами терміну життя в гермокамері (Т), коефіцієнта протигіпоксичного захисту (К3) та відносного показника збільшення часу життя тварин (П) [5, 13]: з  15 д к  д  к  100 % ; к де Тд - тривалість життя в гермокамері дослідних щурів, Тк - тривалість життя в гермокамері контрольних щурів. Узагальнюючі дані функціонального стану білих щурів в умовах гіпоксії замкнутого простору наведені в табл. 4. Таблиця 4 Динаміка перебігу (хвилини) основних клінічних проявів стану дослідних щурів в умовах ГЗП. Клінічні ознаки при Контрольна група Група порівняння (ГЗП Дослідна група (ГЗП + манган гіпоксії (ГЗП) +Армадин) тартратогерманат(ІУ)) Грумінг 2 3-5 16 Тахіпное 3-4 13-15 19 Збудження 8 13-13 25-30 Атаксія 32 27-28 48 Диспное 30 35 53 Загибель 32-50 42-56 59-82 20 25 30 35 40 45 Клінічна картина дослідних тварин у контролі в умовах ГЗП характеризувалась змінами функціонального стану вже починаючи з другої хвилини, - у більшості щурів спостерігались грумінг та підвищення частоти дихання. З восьмої хвилини тварини проявляли підвищену рухову активність та прискорення частоти дихання. Починаючи з 16 хвилини від початку дослідження в усіх щурів рухова активність знизилась, а тахіпное продовжувалось до 28-31 хвилини. Ознаки збудження проявлялись з 32 хвилини у вигляді атаксії, а у деяких тварин супроводжувалось тремором. В подальшому тварини знаходились в лежачому положенні, періодично підхоплюючись; частота дихання знижувалась. Загибель наставала починаючи з 32 до 50 хвилини. Вплив манган тартратогерманату (IV) після внутрішньочеревного введення характеризувався сонливістю дослідних тварин - заплющені очі, витягнуті назад задні кінцівки, підібрані під тіло передні кінцівки. Після поміщення дослідних тварин в гермокамери їхній стан в перші 10 хвилини був сонливим. Перші ознаки гіпоксії у дослідних тварин у вигляді грумінгу та підвищення частоти дихання спостерігались з 16 хвилини. З 19 хвилини в усіх тварин з боку системи дихання відмічалось тахіпное. В деяких тварин піднімався вверх хвіст та хвилеподібний рух тіла. З 25-30 хвилини в більшості тварин вплив гіпоксії супроводжувався збудженням у вигляді підвищення рухової активності, яке продовжувалось до 48 хвилини, коли рухова активність переростала в атаксію. Частота дихання з 45^48 хвилини почала знижуватись, переходячи в диспное. Загибель дослідних тварин фіксувалась з 59 по 82 хвилину. В групі тварин, яким вводили армадин перші ознаки гіпоксії реєструвались на 3-5 хвилину у вигляді грумінгу і продовжувались до 10-13 хвилини. З 13-15 хвилини у більшості тварин спостерігались прискорення частоти дихання та підвищена рухова активність, яка продовжувалась до 25-26 хвилини. З 27-29 хвилини більшість тварин займали лежаче положення, періодично проявляючи рухливість у вигляді атаксії. Починаючи з 35 хвилини частота дихання поступово знижувалась до повного зупинення з 42 по 56 хвилину. Результати дослідів з визначення показників, що характеризують у порівняльному аспекті інтенсивність протигіпоксичного ефекту оригінальної сполуки наведені в табл. 5. 4 UA 110014 U Таблиця 5 Протигіпоксична активність армадину та речовини манган тартратогерманат (IV) на моделі гіпоксії замкнутого простору. Препарат Т, хв… Контроль (ГЗП) 42,79±1,57 Референтний засіб (ГЗП 47,80±1,40* +Армадин) Сполука, що заявляється (ГЗП + **65,44±2,98* манган тартратогерманат (ІV)) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 П, % К3 11,7 1,12 52,9 1,53 Примітка: * - р< 0,05 в порівнянні з показниками тварин контрольної групи; ** - р< 0,05 в порівнянні з показниками тварин референтної групи Як видно з результатів дослідження, наведених в табл. 5, тривалість життя дослідних тварин в умовах гіпоксії замкнутого простору при профілактичному введенні армадину вірогідно відрізняються від даних контрольної групи по показнику тривалості життя в гермокамері на 11,7 %, що співпадає з літературними даними, отриманими при дослідженні антигіпоксичної активності армадіну [13]. Застосування германійвмісної координаційної сполуки манган тартратогерманату (IV) при профілактичному введенні в умовах гіпоксії за отриманими даними показало вірогідне збільшення тривалості життя щурів як відносно до контролю (на 51,9 %), так і до препарату порівняння армадину (на 36,9 %). Це підтверджується не тільки показником середньої тривалості життя тварин в гермокамері, але і величиною відносного показника збільшення часу життя щурів (П) як відносно контролю, так і порівняно з армадином. За величиною коефіцієнта протигіпоксичного захисту (К 3), який склав 1,53, сполука манган тартратогерманат (IV) має виражену антигіпоксичну активність, яка суттєво перевершує за даним показником препарат порівняння (армадин). Таким чином, отримані в експериментах дані з дослідження антигіпоксичної активності сполуки манган тартратогерманат (IV) переконливо свідчать про його значну фармакологічну перевагу у порівнянні з відомим протигіпоксичним препаратом армадин на моделі гострої гіпоксії з гіперкапнією. Отримані результати обґрунтовують доцільність застосування манган тартратогерманату (IV), який має високу антигіпоксичну активність, є безпечним та може використовуватись для протидії негативному впливу пошкоджуючих факторів в умовах гіпоксії у поєднанні з гіперкапнією. Список використаних джерел. 1. Кравец Д.С. Анализ математической модели режима дозирования кремнийорганического соединения (МИГУ-6) при синдроме длительного раздавливания / Д.С. Кравец, В.Д. Лукьянчук, Н.В. Рисухина // Журнал АМН України.-2008.- № 1.- С. 167-176. 2. Лук'янчук В.Д. Розробка дозового режиму - основа доклінічного вивчення лікарських засобів / В.Д. Лук'янчук, Д.С. Кравець, О.В. Лук'янчук, К.О. Шебалдова, Д.В. Романенко // Третя науково-практична конференція присвячена пам'яті проф., д.мед.н. Вікторова Олексія Павловича "Безпека та нормативно-правовий супровід лікарських засобів: від розробки до медичного застосування" 23-24 жовтня 2013 p.: тези. - м. Київ, 2013. - С 106. 3. Ниженковский А.И. Использование математического моделирования при разработке дозового режима ВИТАГЕРМ-2 в условиях закрытой черепно-мозговой травмы / А.И. Ниженковский // Науково-практична конференція вчених "Медицина XXI століття", 29 листопада 2012 p.: тези.- м. Харків, 2012.- С.66. 4. Ниженковский А.И. Разработка дозового режима ВИТАГЕРМ-2 при закрытой черепномозговой травме с использованием многофакторного регрессионного анализа / В.Д. Лукьянчук, В.И. Кресюн, А.И. Ниженковский, Д.С. Кравец, И.И. Сейфуллина // Журнал АМН України.-2013.Т. 19, №1._ С.104-108. 5. Пошук та експериментальне вивчення потенційних протигіпоксичних засобів: Методичні рекомендації / В.Д. Лук'янчук, Л.В. Савченкова, О.Д. Немятих, В.М. Радіонов - К.: ДФЦ МОЗ України, 2002.- 27 с 6. Прозоровский В.Б. Табличный экспресс-метод определения средних эффективных мер воздействия на биологические объекты / Прозоровский В.Б. // Токсикологический вестник.1998.-№1.-С. 28-32. 5 UA 110014 U 5 10 15 20 25 7. Рензяк С.Я. Фармакометрический анализ протекторного эффекта производного тиазолидина с целью оптимизации режима его дозирования в условиях моделирования шахтной травмы / С.Я.Рензяк, Д.С.Кравец, Р.Б. Лесик // Український журнал екстремальної медицини ім. Г.О. Можаєва.- 2007.- Т.8, №1.- С. 54-59. 8. Розробка режиму дозування координаційної сполуки германію з нікотиновою і винною кислотами в умовах закритої черепно-мозкової травми методом двофакторного експерименту / В.Д. Лукьянчук, А.А. Висоцький, Д.С. Кравець [та ін.] // Військова медицина України.-2007.Т.7,№3.-С 80-85. 9. Сидоров К.К. О классификации токсичности ядов при парентеральных способах введения / К.К. Сидоров // Токсикология нових пром. Хим. В- в.-М, 1973.-Вып. 13.-С. 47-60. 10. Стешенко М. М. Вплив армадіну на прооксидантно - антиоксидантний гомеостаз та процеси перекисного фосфорилювання в мітохондріях міокарда щурів за умов гострої гіпоксії / Стешенко М. М., Гончар О.О., Носарь B.I. // Фармакологія та лікарська токсикологія. - 2010.- № 4- С. 64-69. 11. Фармакология: учебник для студентов высших учебных заведений: перевод с укр. языка / И.С. Чекман, Н.А. Горчакова, Л. И. Казак [и др.]; под. ред. профессора И. С. Чекмана. Винница: Нова Книга, 2013. - 792 с. 12. Шебалдова Е.А. Использование математического моделирования для разработки оптимального дозового режима потенциального антигипоксанта / Е.А. Шебалдова //III Всероссийская научная конференция студентов и аспирвнтов "Молодая фармация - потенциал будущего" 25-26 апреля 2013 г.: тези. - г. Санкт-Петербург, 2013.-С. 11-12. 13. Шебалдова К.О. Дослідження фармакометричних показників режиму дозування антигипоксанта ВІТАГЕРМ-3 / В.Д. Лук'янчук, К.О. Шебалдова, Д.С. Кравец, Л.С. Бобкова // Фармакологія та лікарська токсикологія. - 2013- № 4-5(35). - С. 66-69. 14. Shebaldova K.O. Toxicometric profile of new antihypoxant-VITAGERM-3 / K.O. Shebaldova, O.E. Martsinko, O.G. Pesaroglo // Науково-практична конференція "Здобутки клінічної та експериментальної медицини" 18 червня 2013 p.: мат. - м. Тернопіль, 2013. - С 184. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Застосування германійвмісної координаційної сполуки манган тартратогепманат (ІV) з біологічно активним органічним лігандом винною кислотою, що має виражений антигіпоксичний ефект. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6