СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИГИПОКСИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ ДВУХ ПРОИЗВОДНЫХ ТИОБЕНЗИМИДАЗОЛА

Полный текст

Введение Наиболее известным соединением из производных тиобензимидазола является 2-этилтиобензимидазол, выпускаемый отечественной промышленностью под названием метапрот. 2-этилтиобензимидазол позиционируется как актопротектор и антигипоксант и химически представляет собой гидробромидную соль 2-этилтиобензимидазола. Показано, что 2-этилтиобензимидазола гидробромид обладает свойствами существенно повышать физическую работоспособность у человека и животных, а также защищать организм от действия факторов внешней среды, таких как кислородное голодание, повышение и понижение температуры, травматическое и стрессовое воздействие и т.д. [3, 5, 6]. Данный препарат широко используется и в фармакологии здорового человека, в основном в условиях чрезвычайных ситуаций и в спорте [5, 7]. Недостатком 2-этилтиобензимидазола гидробромида в спортивной медицине является его сопутствующий, хотя незначительно выраженный тормозный эффект на поведение, по-видимому, за счет молекулы брома, что ограничивает применение препарата в спортивной медицине, и препарат назначают в основном только в период восстановительных тренировок у спортсменов. С целью устранения данного негативного влияния предложен 2-этилтиобензимидазола сукцинат, который предположительно не должен обладать тормозными эффектами, присущими гидробромидной соли 2-этилтиобензимидазола. Однако, прежде всего, нужно доказать, что обе соли 2-этилтиобензимидазола обладают сходными защитными фармакологическими эффектами. Цель исследования - сравнение антигипоксических эффектов 2-этилтиобензимидазола гидробромида и 2-этилтиобензимидазола сукцината в моделях нормобарической гипоксии у мышей. Методика Опыты выполнены на белых беспородных мышах-самцах массой 20-22 г. Животные были рандомизированы на 3 группы по 10-12 мышей в каждой, которых подвергали нормобарической гипоксии: 1 - контроль (гипоксия), 2 - гипоксия + 2-этилтиобензимидазола гидробромид и 3 - гипоксия + 2-этилтиобензимидазола сукцинат. Исследуемые соединения растворяли в физиологическом растворе с добавлением твина-80 и вводили однократно внутрибрюшинно в дозе 100 мг/кг за час до гипоксического воздействия. Дозы соединений выбраны на основе описанных максимальных антигипоксических эффектов 2-этилтиобензимидазола [6, 7]. Контрольным животным вводили равный объем растворителя. Острую нормобарическую гипоксию (ОНГ) создавали у мышей с помощью герметичной газовой камеры для лабораторных исследований (КГЭЛ-1) в комплекте с блоком автоматического контроля, управления и поддержания состава гипоксической среды в камере (БК ГС «Дупло-мини») производства ООО «НИИ ГЕРОПРО», Санкт-Петербург, Россия. Камера позволяет моделировать острую нормобарическую гипоксию, изменяя концентрацию кислорода в газовой смеси с 21% до 2% путем вытеснения его азотом с помощью БК ГС. Используя пробу нарастающей гипоксии, автоматически уменьшали концентрацию кислорода в камере сначала постепенно с 21% до 6%, а затем ступенчато с 6% до 3%, снижая концентрацию кислорода на 1% на последующей площадке. На каждой «площадке» животных подвергали гипоксическому воздействию в течение 5 минут (300 секунд). В гипоксическую камеру помещали одновременно мышей контрольной и опытных групп. Антигипоксическую активность препаратов оценивали, основываясь на существующих методических рекомендациях [1] и опыте собственных исследованиях [4], по следующим параметрам: 1) продолжительность жизни - время от помещения животного в камеру до момента его гибели; 2) продолжительность жизни при критических концентрациях кислорода - время от начала пребывания на площадке 6% О2 до гибели животного; 3) выживаемость мышей при различных концентрациях кислорода; 4) пороговая концентрация кислорода (ПКК) - концентрация кислорода, при которой наступала гибель животного, последнюю высчитывали по формуле: ПКК = А-(Б/300), где: А - концентрация О2 площадки, на которой зафиксировано агональное дыхание животного; Б - продолжительность жизни животного на площадке; 300 - длительность нахождения животного на площадке в секундах; 5) устойчивость к гипоксии по критерию ПКК, выраженная в баллах путем присвоения 1 балла каждому временному промежутку пребывания на площадке длительностью 100 секунд (табл. 1). Таблица 1. Бальная оценка устойчивости к гипоксии по критерию пороговой концентрации кислорода Концентрация кислорода на площадке, % Продолжительность жизни на площадке, с 100 200 300 6 1 2 3 5 4 5 6 4 7 8 9 3 10 11 12 2 13 14 15 Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета программ GraphPad Prism 6. Сравнение экспериментальных групп выполняли с помощью однофакторного дисперсионного анализа ANOVA и t-критерия Стьюдента. Различия между группами считали статистически значимыми при p<0,05. Данные представлены в виде среднего арифметического и стандартной ошибки (M±SEM). Результаты исследований и их обсуждение Полученные данные показывают (табл. 2), что оба соединения в модели острой нормобарической гипоксии проявили антигипоксический эффект по всем исследуемым параметрам, причем данный эффект был сопоставимым. Таблица 2. Показатели сравнения антигипоксических эффектов 2-этилтиобензимидазола гидробромида и 2-этилтиобензимидазола сукцината (100 мг/кг) при острой нормобарической гипоксии у мышей Показатель Контроль (гипоксия) 2-этилтиобенз-имидазола гидробромид 2-этилтиобенз-имидазола сукцинат Продолжительность жизни мышей, с 1142±65 1807±131** (158±12%) 1671±102* (146±9%) Время жизни при критических концентрациях кислорода (6-2 об%), с 492±65 1157±131** (235±27%) 1021±102* (208±21%) Пороговая концентрация кислорода, об% 4,56±0,16 2,97±0,30** (65±7%) 3,23±0,26** (71±6%) Оценка устойчивости к гипоксии, баллы 4,0±0,5 9,5±0,8*** (238±20%) 8,8±0,7** (220±18%) Примечание: в скобках представлен % изменений к контрольным значениям. * - р < 0,05; ** - р < 0,01; *** - p < 0,001 по отношению к группе контроля Так, продолжительность жизни мышей после внутрибрюшинного введения 2-этилтиобензимидазола гидробромида увеличивалась на 58%, а после 2-этилтиобензимидазола сукцината - на 46%, статистических различий между этими значениями не отмечали. Время жизни при критических концентрациях кислорода (6-2 об%) в этих группах соответственно увеличивалась на 135% и 108%. Пороговая концентрация кислорода, при которой выживали мыши, снижалась с 4,56±0,16 об% в контроле до 2,97±0,30 об% после введения гидробромидной соли и до 3,23±0,26 об% - сукцинатной соли 2-этилтиобензимидазола. Наконец, оценка устойчивости к гипоксии в баллах менялась с 4,0±0,5 в контроле до 9,5±0,8 и 8,8±0,7 баллов после введения соответственно гидробромидной и сукцинатной солей 2-этилтиобензимидазола. Подтверждением этой закономерности стали показатели выживаемости мышей на площадках с различной концентрацией кислорода (табл. 3). Таблица 3. Выживаемость мышей (%) на площадках с различной концентрацией кислорода в модели острой нормобарической гипоксии Концентрация О2, об% Контроль (гипоксия) 2-этилтиобензимид-азола гидробромид 2-этилтиобензимид-азола сукцинат 6 80 100 100 5 0 100 100 4 0 67 50 3 0 17 0 2 0 0 0 Таким образом, сравнение антигипоксической активности двух солей 2-этилтиобензимидазола (гидробромидной и сукцинатной) показало, что обе они проявляют таковую в модели острой нормобарической гипоксии на мышах. Степень защиты от гипоксии при разных вариантах подсчета колеблется в пределах +46-135%. 2-Этилтиобензимидазала гидробромид выглядит несколько активнее, чем 2-этилтиобензимидазола сукцинат, хотя статистических различий между этими солями ни по одному показателю не получено. Ценность данных исследований связана, прежде всего, с возможностью оценки не только разных солей 2-этилтиобензимидазола, но с использованием сукцината как компонента химического соединения. В растворе оба соединения диссоциируют с выделением анионов брома (Br-) и сукцината, с которыми также можно связать их основное антигипоксическое действие. Известно, что сукцинат-анион может активировать рецепторы SUCNR1, расположенные на внешней поверхности мембран клеток [2, 5]. Долгое время предполагали, что действие сукцината связано с включением янтарной кислоты в цикл Кребса в качестве одного из активных интермедиатов, однако проникновение сукцината через несколько мембран из крови в митохондрию не доказано, тем более маловероятно, что сукцинат-анион может включаться в цикл трикарбоновых кислот [8, 10]. Однако и для активации SUCNR1 также нужна достаточно высокая концентрация янтарной кислоты. Если бы этот механизм срабатывал, то, по логике вещей, антигипоксическое действие 2-этилтиобензимидазола сукцината было бы больше, чем у гидробромида соединения. Но это не так. Действие у них приблизительно равное, даже у 2-этилтиобензимидазола гидробромида по всем исследованным показателем немного выше, чем у сукцинатного соединения. Значит, антигипоксический эффект обеих солей связан в первую очередь с самой молекулой 2-этилтиобензимидазола. Для самого соединения доказан механизм действия, который связан с его способностью оптимизировать энергетический обмен в условиях гипоксии, прежде всего, за счет активации глюконеогенеза, альтернативного пути образования глюкозы из недоокисленных продуктов, важного при кислородном голодании [2, 7, 9]. Поэтому на основании полученных данных можно констатировать, что обе соли 2-этилтиобензимидазола (гидробромидная и сукцинатная) оказывают сходный по направленности и величине антигипоксический эффект, характерный для серосодержащих соединений. Выводы 1. 2-Этилтиобензимидазола гидробромид и сукцинат оказывают сходный по направленности и величине антигипоксический эффект в модели нормобарической гипоксии у мышей. 2. Степень защиты мышей от острой нормобарической гипоксии составляет 46-135%, что характерно и для других антигипоксантов (амтизол, гипоксен).

Об авторах

Ирина Борисовна Крылова

ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»

Email: email@example.com
кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории биохимической фармакологии Россия, 197022, Санкт-Петербург, ул. Акад. Павлова, 12

Елена Николаевна Селина

ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»

Email: email@example.com
научный сотрудник лаборатории биохимической фармакологии Россия, 197022, Санкт-Петербург, ул. Акад. Павлова, 12

Андрей Владимирович Любимов

ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»

Email: email@example.com
кандидат медицинских наук, научный сотрудник лаборатории биохимической фармакологии Россия, 197022, Санкт-Петербург, ул. Акад. Павлова, 12

Александр Иванович Воейков

ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»

Email: email@example.com
аспирант лаборатории биохимической фармакологии Россия, 197022, Санкт-Петербург, ул. Акад. Павлова, 12

Петр Дмитриевич Шабанов

ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»

Email: email@example.com
доктор медицинских наук, профессор, заведующий лабораторией биохимической фармакологии Россия, 197022, Санкт-Петербург, ул. Акад. Павлова, 12

Список литературы

Дополнительные файлы