Застосування манган(іі)біс(цитрато)германату(iv) як антигіпоксичного засобу

Реферат: Застосування манган(ІІ)біс(цитрато)германату(ІV) як антигіпоксичного засобу. UA 117878 U (12) UA 117878 U UA 117878 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі медицини, а саме до пошуку нових біологічно активних речовин, що проявляють антигіпоксичну дію. Новим у запропонованому винаході є те, що вперше пропонується оригінальна координаційна сполука германію з лимонною кислотою та магнієм, яка чинить прогнозований виразний антигіпоксичний ефект при його використанні з профілактичною метою за умов різкого дефіциту кисню у вдихаємому повітрі. Гіпоксія є одним з найбільш загрозливих для життя людини станів, що виникають при недостатньому постачанні тканин організму киснем та порушені його утилізації. В першу чергу порушується енергетичний гомеостаз, що в підсумку, є лімітуючим чинником, котрий призводить до загибелі людини. Найбільш небезпечна форма кисневої недостатності розвивається в організмі за умов нестачі кисню при одночасному надлишку вуглекислого газу у повітрі, що вдихається. Цей різновид кисневого голодування отримав назву гіпоксична гіпоксія з прогресуючою гіперкапнією, або гіпоксія замкнутого простору (ГПЗ), оскільки виникає в умовах герметичного об'єму. Саме за таких умов розвивається блискавична або гостра форма кисневої недостатності, коли має місце екстремальна нештатна ситуація порушення киснезабезпечення організму людини у замкнутому просторі, тобто коли відбувається миттєве зменшення концентрації кисню при одночасному збільшенні - двоокису вуглецю, а саме: при аваріях (завалах) у глибоких вугільних шахтах, на підводних човнах, в герметичних апаратах зі штучним киснезабезпеченням, у різного роду приміщеннях закритого типу (командні пункти, сховища, укриття тощо) [1-3]. На сьогоднішній день реальна високоефективна підтримка життєдіяльності людей, що опинились в умовах замкнутого простору, можлива лише при застосуванні лікарських засобів антигіпоксантів. Разом з тим, дотепер відсутні специфічні ліки, що володіють високою протигіпоксичною активністю та безпечністю при їх застосуванні за умов гіпоксії, що виникає у замкнутому просторі, що сприяло б суттєвому продовженню життя потерпілих в гермооб'ємі, принаймні до прибуття рятівників. Лікарські засоби, що наразі застосовуються для надання допомоги потерпілим у замкнутому просторі мають недостатню антигіпоксичну активність та безпечність, малу широту терапевтичної дії, а також низку побічних ефектів. Все це, у відомому сенсі, суттєвим чином обмежує практичне застосування існуючих лікарських засобів з протигіпоксичною дією та спонукає до проведення цілеспрямованих досліджень з пошуку та розробки нових антигіпоксантів, які були б позбавлені вказаних недоліків. У якості прототипу (референтний препарат або препарат порівняння) нами обрано відомий високоефективний та безпечний сучасний вітчизняний антигіпоксант армадін виробництва ПАТ «Лекхім - Харків» (Україна). Цей засіб як антигіпоксант з протиішемічними властивостями широко застосовується в сучасній фармакотерапії при гострих порушеннях мозкового кровообігу, черепно-мозкових травмах та їх наслідків, дисциркуляторній енцефалопатії, гострому інфаркті міокарда тощо. В основі механізму протигіпоксичної дії армадіну лежить його антирадикальна активність з антиоксидантними та мембранопротекторними властивостями. Армадін інгібує перекисне окислення ліпідів, підвищує активність супероксиддисмутази, зберігає співвідношення ліпід - білок та зменшує в'язкість мембран. Крім того, модулює активність мембранозв'язаних ферментів (кальцій незалежної фосфодіестерази, аденілатциклази, ацетилхолінестерази), рецепторних комплексів, що посилює їх можливість зв'язуватися з лігандами, сприяє збереженню структурно-функціональної організації біомембран, транспортування нейромедіаторів і покращенню синаптичної передачі [4-7]. В останні роки особливий інтерес у фармакологів в якості об'єктів потенційних ліків викликають оригінальні сполуки германію з різними біолігандами, в т.ч. мікроелементами на основі координаційних зв'язків. Багаточисельними дослідженнями [8-11] встановлено, що координаційні сполуки германію (КСГ) з біолігандами різної хімічної будови володіють великим спектром фармакологічної активності та низькою токсичністю. Варто зазначити, що сполуки вказаної будови реалізують вельми високу лікувально-профілактичну ефективність при їх застосуванні за умов гострих киснедефіцитних станів, до яких власне і належить екстремальна патологія, що вивчається - ГЗП [12]. З огляду на вищевикладене, задачею корисної моделі є пошук та розробка оригінального засобу фармакологічного захисту організму за умов ГЗП в ряду координаційних сполук германію з різними біолігандами. Поставлена задача вирішується тим, що білим щурам - самцям масою 170-190 г водять одноразово внутрішньочеревинно гетерометалічний комплекс германію(ІV) та мангану(II) з лимонною кислотою. Новим у запропонованому винаході є те, що вперше пропонується оригінальний різнометальний Ge-Mn комплекс з лимонною кислотою, який є безпечним та 1 UA 117878 U 5 10 15 20 25 реалізує виразний антигіпоксичний ефект при його використанні з профілактичною метою за умов ГЗП. Приклади конкретного виконання. Приклад 1. Визначення параметрів токсикометрії гетерометалічного комплексу германію(ІV) та мангану(ІІ) з лимонною кислотою. Для визначення гострої токсичності були обрані статевозрілі нелінійні білі миші - самці масою 19-21 г та нелінійні білі щури - самці масою 170-190 г. В період карантину та під час дослідження тварини знаходились у стандартних умовах віварію при температурі повітря 2024 °C, вологості 50-70 % та циклі освітлення. Тварини утримувалися на стандартному раціоні для лабораторних тварин із вільним доступом до води та корму. Сполуку, що заявляється, вводили тваринам одноразово внутрішньовенно в різних дозах: мишам у вигляді 1-5 % розчину 317, 398, 501, 794 мг/кг, щурам у вигляді 3,76 % розчину в дозах 400, 500, 650, 800 мг/кг. Токсикологічні дослідження з визначення гострої токсичності КСГ та подальшого розрахунку параметрів токсикометрії (LD16, LD50, LD84, LD99) проводили із залученням методів [13, 14]. Введення досліджуваних КСГ тваринам здійснювалось одноразово внутрішньочеревинно з урахуванням діючих стандартних операційних процедур (СОП). Спостереження у гострому періоді токсикологічного експерименту за ефектом дії досліджуваної речовини здійснювали за загальноприйнятими показниками на протязі чотирнадцяти діб з моменту надходження КСГ в організм щурів. Особлива увага зверталась на інтегральні показники стану піддослідних тварин. Враховувалась реакція на адекватні тактильні, больові подразники, відношення до їжі, стан рухливості, динаміку маси тіла тварин. Результати гострого токсикологічного експерименту з визначення параметрів токсичності на мишах та щурах за методами [13, 14] представлені в таблицях 1 та 2 відповідно. Проведені розрахунки параметрів токсикометрії сполуки, що заявляється, для білих щурів при однократному внутрішньочеревному введенні наведені в табл. 3, з якої видно, що середньосмертельна доза складає 582,53±42,42 мг/кг. Таблиця 1 Визначення гострої токсичності сполуки манган(ІІ) біс(цитрато)германат(ІV) на мишах. Результат досліду Загинуло Вижило 317 0 2 Доза, мг/кг 501 0 2 398 0 2 631 2 0 794 2 0 Таблиця 2 Загибель щурів відповідно різним дозам манган(II)біс(цитрато)германату (IV) за умов внутрішньочеревинного введення. Доза, мг/кг 400 500 650 800 Загибель 0 1 5 6 Загальна кількість 6 6 6 6 30 Таблиця 3 Параметри гострої токсичності манган(ІІ) біс(цитрато)германату(ІV) (мг/кг), для білих щурів при однократному внутрішньочеревинному введенні. Стат. показник Μ±m LD16 478,62 LD50 582,53±42,42 LD84 686,43 LD99 738,39 Стосовно визначення середньосмертельної дози досліджуємої сполуки для мишей за цих умов експерименту, то виконані розрахунки вказують, що величина даного параметру складає 566,00±45,00 мг/кг. 2 UA 117878 U 5 10 15 20 Опис клінічних проявів впливу манган(II)біс(цитрато)германату(ІV) здійснювали при дозі, що відповідає середньосмертельній. Після введення дослідним щурам сполуки манган(II)біс(цитрато)германат(ІV) в дозі 500 мг/кг вже через 5 хв. стан дослідних тварин характеризувався малорухливістю, з заплющеними очима, загальною сонливістю. При цьому частота дихання реєструється в межах норми, тонус м'язів також не відрізняється від звичайного. Реакція тварин на звукові, тактильні та больові подразнення є адекватною. В той же час тварини не підходять до їжі та води. Через 30 хв. має місце загибель одного щура. Стан інших тварин через 30 хв. майже не відрізняється від того, що був на 5-у хв. В подальшому спостереження за дослідними тваринами не показало істотних змін функціонального стану протягом 4-х годин. Через 24 години стан тварин на тлі введення LD50 вивчаємої сполуки характеризується нормальною руховою активністю, адекватною поведінкою, регулярним харчуванням та питтям. Стан шкірного покриву знаходиться на рівні інтактних щурів. В наступні дні спостереження не виявлено патологічних змін за клінічними показниками у щурів, яким була введена доза близька до середньосмертельної до закінчення токсикологічного експерименту. Не менш важливою, в інформаційному плані, є дані щодо динаміки загибелі щурів за умов введення їм манган(ІІ)біс(цитрато)германату(ІV) в токсичних дозах різного рівня. Отримані при цьому результати, що віддзеркалюють тривалість життя тварин після надходження в їх організм досліджуваної сполуки, представлені в табл. 4, згідно якої терміни загибелі коливаються у вельми широких діапазонах: від 11 хв. до декількох діб в залежності від величини дози ксенобіотика. Таблиця 4 Динаміка загибелі дослідних щурів при дії токсичних доз манган(II)біс(цитрато)германату (IV). Доза, мг/кг 400 500 650 800 25 30 35 40 45 Кількість тварин, що загинули 0 1 5 6 Тривалість життя загиблих тварин після введення 30 хв. 24 год., 4 тварини 6 діб 11 хв., 14 хв., 19 хв., 22 хв., 18 год., 24 год. На підставі аналізу залежності тривалості життя тварин після надходження в організм сполуки в залежності від її токсичних доз можна припустити, що зона токсичної дії манган(ІІ)біс(цитрато)германат (IV), відрізняється великою широтою, а отже є такою, що не викликає особливого занепокоєння щодо небезпеки у токсикологічному відношенні, а саме: не здатна чинити гостре смертельне отруєння у випадку абсолютного передозування за умов парентерального введення. Таким чином, виходячи з результатів токсикологічних досліджень, манган(II)біс(цитрато)германат(IV) можна розглядати як малонебезпечну речовину (IV клас небезпеки) за класифікацією К.К. Сидорова [15]. Розрахунок токсикометричних показників дії даної сполуки переконує, що вона може бути віднесена до БАР, які не можуть бути потенційно небезпечними для розвитку гострого отруєння. Приклад 2. Вплив манган(ІІ)біс(цитрато)германат(IV) на щурів в умовах гіпоксії з прогресуючою гіперкапнією. Вивчення протигіпоксичної активності сполуки манган(II)біс(цитрато)германат(IV) в умовах гіпоксії з прогресуючою гіперкапнією проводили на білих нелінійних щурах масою 150-200 г 3 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 сполуки манган(ІІ)біс(цитрато)германат(IV) здійснювалось внутрішньочеревинно у вигляді 1 % розчину в дозі 100 мг/кг за 40 хв. до розміщення тварин в гермокамери. В якості референтного препарату використовували лікарський засіб армадін (UA/9896/0101), який вводили в дозі 100 мг/кг 1 % розчину внутрішньочеревно. 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 групою тварин та групою, якій вводили референтний препарат армадін. Ефективність препаратів на моделі ГЗП визначали за 3 UA 117878 U перебігом клінічних проявів, а також за величинами терміну життя в гермокамері (Т) , коефіцієнту протигіпоксичного захисту (K з ) та відносного показника збільшення часу життя тварин (П) : Т  Тк ; П д  100 , де Тк Тк Т досл , Т контр - термін життя тварин в гермокамері в контрольних та дослідних групах. Kз  5 Тд Узагальнюючі дані функціонального стану білих щурів в умовах гіпоксії замкнутого простору наведені в табл. 5. Таблиця 5 Динаміка перебігу клінічних проявів стану дослідних щурів в умовах ГЗП. Клінічні ознаки при гіпоксії Грумінг Тахіпное Збудження Атаксія Диспное Загибель 10 15 20 Контроль Армадін Манган(II)біс(цитрато)германат(ІV) 2 хв. 3-4 хв. 8 хв. 32 хв. 30 хв. 32-50 хв. 3-5 хв. 13-15 хв. 13-13 хв. 27-28 хв. 35 хв. 42-56 хв. 13 хв. 8 хв. 15-18 хв. 27 хв. 45 хв. 54-59 хв. При дії речовини манган(ІІ)біс(цитрато)германату(ІV) клінічна картина стану дослідних тварин в гермокамері суттєво відрізнялась від контрольної групи та групи препарату порівняння. Перші прояви негативного стану в умовах гіпоксії замкнутого простору з'являлись лише в двох тварин з 8-ї хвилини незначним прискоренням частоти дихання. В решти тварин симптоми нестачі кисню проявлялись з 13 хвилини у вигляді грумінгу, а в деяких щурів ще і короткочасним тремором. З 15-18 хв. спостерігалось підвищення рухової активності, яке виражалось у намаганнях пошуку виходу. На 27 хв. рухова активність знизилась і набула характеру періодичної атаксії. В період з 45 хв. майже всі тварини знаходились в лежачому положенні, дихання було ускладненим, через рот, а в деяких тварин спостерігались судоми. Загибель дослідних тварин фіксувалась з 54 по 59 хв. Як видно з результатів дослідження, наведених в табл. 6, тривалість життя дослідних тварин в умовах ГЗП при профілактичному введенні референтного препарату армадін вірогідно відрізняються від даних контрольної групи по показнику тривалості життя в гермокамері на 20,5 %, що співпадає з літературними даними [12]. Таблиця 6 Протигіпоксична активність лікарського засобу армадін та речовини манган(ІІ)біс(цитрато)германат(ІV) на моделі гіпоксії замкнутого простору (n=6) Умови експерименту Термін життя тварин Т, хв. Контроль Армадін Контроль Манган(II)біс(цитрато)германат(ІV) 39,00±1,88 47,29±1,30* 41,00±3,06 **56,00±0,95* Показник збільшення часу життя (П, %) 21,20±2,63 Коефіцієнту протигіпоксичного захисту (Кз) 32,99±7,75 1,22±0,03 1,33±0,08 Примітка: * - p