1-дезокси-1-n-метиламмония-d-глюцитола сукцинат
Изобретение относится к новому химическому соединению из группы четвертичных аммониевых солей янтарной кислоты, а именно 1-дезокси-1-N-метиламмония-D-глюцитола сукцинату (меглюмина сукцинату), обладающему антидиабетическим действием при низкой токсичности и позволяющему воздействовать на комплекс патологических изменений, сопутствующих сахарному диабету, за счет проявления диуретической и антиагрегантной активностей. 3 з.п. ф-лы, 6 табл.
Изобретение относится к фармацевтике и медицине, а именно к новому химическому соединению из группы четвертичных аммониевых солей янтарной кислоты, и может быть использовано при создании лекарственных препаратов антидиабетического, диуретического действия и для коррекции гемореологических нарушений.
При создании лекарственных препаратов наряду с задачей повышения эффективности действия не менее важным является снижение побочных эффектов при их применении, поэтому разработчики ведут поиск новых биологически активных веществ среди химических соединений, обладающих низкой токсичностью. К таким соединениям относятся, например, четвертичные аммониевые соли янтарной кислоты, проявляющие различную биологическую активность и используемые в качестве действующего начала лекарственных препаратов.
Известны соединения группы четвертичных аммониевых солей янтарной кислоты - аммония сукцинат, описанный в патенте РФ №2108095, и 2-этил-6-метил-3-пиридина сукцинат, описанный в патенте РФ №2144822. Они обладают противоишемическим, антисклеротическим действием и могут быть использованы при лечении ишемии мозга.
Также известен 6-метилурацила сукцинат, описанный в патенте РФ №2259357, проявляющий антигипоксическую активность.
Кроме того, известен натрия глюкамина сукцинат, впервые описанный в евразийском патенте №000879 «Инфузионный раствор «Реамберин», обладающий антигипоксической, антиоксидантной и гепатопротекторной активностями. Натрия глюкамина сукцинат используется в качестве действующего начала в лекарственных препаратах «Инъекционное лекарственное средство - ЦИТОФЛАВИН, обладающее цитопротекторным действием» (евразийский патент №001099) и «Дезинтоксикационный инфузионный раствор» (евразийский патент №007865).
Наиболее близким аналогом заявляемого соединения по структуре, молекулярной массе и направленности фармакологического действия является описанное в патенте РФ №2228174 соединение - бис(2-гидрокси-N,N,N-триметилэтанаминия) сукцинат общей формулы С14Н32N2О6. Заявленная биологическая активность, которую проявляет данное соединение, заключается в снижении уровней инсулина в плазме крови, в снижении патологически повышенных уровней глюкозы в плазме крови, в снижении патологически повышенных уровней триглицеридов и холестерина в плазме крови, повышении патологически пониженных уровней липопротеинов высокой плотности в плазме крови. Указанные свойства позволяют использовать янтарнокислый бис(2-гидрокси-N,N,N-триметилэтанаминий) для лечения инсулиновой резистентности, сахарного диабета, гиперлипидимии.
Однако данное соединение не влияет на выработку собственного инсулина и, кроме того, не в полной мере оказывает влияние на широкий спектр патологических изменений в организме, сопутствующих развитию сахарного диабета.
Сахарный диабет развивается вследствие недостаточности в организме гормона инсулина, возникающей в результате функциональной неполноценности поджелудочной железы, печень и мышцы теряют способность превращать поступающий в организм сахар в гликоген, сахар накапливается в крови и выводится из организма с мочой. В более тяжёлых случаях ослабевает функция печени, и в ней перестают обезвреживаться продукты распада белков и жиров. В результате в крови, а затем в моче появляется значительное количество ацетоновых тел, накопление которых влечёт за собой нарушение кислотно-щелочного равновесия организма и развитие ацидоза. Ацидоз может привести к диабетической коме.
К тяжёлым осложнениям сахарного диабета относятся значительные изменения сердечно-сосудистой системы, почек, органов зрения.
Таким образом, при сахарном диабете развивается целый комплекс патологических изменений, что приводит к необходимости использования наряду с заместительной терапией лечения инсулином или препаратами, активирующими функцию поджелудочной железы, целого ряда других лекарственных средств, которые способствуют быстрому выведению из организма продуктов распада и оказывают нормализующее действие на сосудисто-тромбоцитарное звено гемостаза.
Задачей изобретения является создание нового химического соединения, обладающего антидиабетическим действием при низкой токсичности и позволяющего воздействовать на комплекс патологических изменений, сопутствующих сахарному диабету, за счет проявления диуретической и антиагрегантной активностей.
Поставленная задача решается созданием нового химического соединения - 1-дезокси-1-N-метиламмония-D-глюцитола сукцината.
Также поставленная задача решается тем, что 1-дезокси-1-N-метиламмония-D-глюцитола сукцинат проявляет антидиабетическую активность.
Также поставленная задача решается тем, что 1-дезокси-1-Н-метиламмония-D-глюцитола сукцинат проявляет диуретическую активность.
Также поставленная задача решается тем, что 1-дезокси-1-N-метиламмония-D-глюцитола сукцинат проявляет антиагрегантную активность.
Авторами настоящего изобретения синтезировано новое вещество 1-дезокси-1-N-метиламмония-D-глюцитола сукцинат общей формулы С11Н22NO9, структурной формулы:
Заявленное химическое соединение является моноглюкаминовой солью янтарной кислоты. Его получают путем смешивания янтарной кислоты, 1-дезокси-1-N-метиламмония-D-глюцитола (меглюмина) и воды в определенном количественном соотношении. Например, в стеклянную емкость загружают 500 г воды, 118 г янтарной кислоты, 195 г меглюмина, перемешивают до полного растворения компонентов при комнатной температуре. Затем раствор фильтруют и сушат распылительной или лиофильной сушкой. Получают 298 г 1-дезокси-1-N-метиламмония-D-глюцитола сукцината (меглюмина сукцината), выход 95,2 %.
Физико-химические свойства заявленного соединения представлены в таблице 1.
Исследование токсичности 1-дезокси-1-N-метиламмония-D-глюцитола сукцината проводили на линейных белых мышах линии СБА и крысах Вистар обоего пола, распределенных в две группы по 18 животных в каждой. Заявляемое соединение вводили в виде 10% водного раствора в хвостовую вену в возрастающих дозах по Вилкоксону-Литчфилду и определяли показатель ЛД50 - дозу препарата, вызывающую гибель 50% животных.
В результате исследования получено, что острая токсичность данного соединения - ЛД50 составляет: для крыс-самцов и самок 5611±534 мг/кг и 6825±559 мг/кг, а для мышей-самцов и самок 2813±192 мг/кг и 2923±304 мг/кг соответственно.
Таким образом, новое соединение является малотоксичным, обладает хорошими токсикологическими характеристиками и может быть использовано при создании лекарственных средств.
Изучение фармакологических свойств заявляемого химического соединения показало, что наряду с низкой токсичностью оно обладает антидиабетической активностью, а также проявляет высокую диуретическую и антиагрегантную активность.
Антидиабетическая активность нового соединения заключается в снижении уровней глюкозы в крови и моче, повышении уровня собственного инсулина в организме за счет активизации функции поджелудочной железы, что позволяет использовать заявляемое соединение в комплексной терапии сахарного диабета.
Диуретическая активность нового соединения заключается в активизации диуреза, что способствует выведению из организма избыточного количества продуктов распада белков и жиров, характерного при развитии диабета.
Антиагрегантная активность нового соединения заключается в нормализации гемореологических свойств крови, в результате чего улучшается компенсации углеводного обмена и, как следствие, поддерживается нормальный уровень глюкозы в крови.
Выявленные фармакологические активности нового соединения позволяют использовать его при лечении комплекса патологических изменений, сопутствующих сахарному диабету, вследствие чего некоторые осложнения диабета позднее возникают и медленнее прогрессируют. Такая компенсация диабета обеспечивает больным долгую и полноценную жизнь.
В таблицах 2-6 представлены результаты экспериментальных исследований, подтверждающие наличие заявляемых биологических активностей у нового химического соединения.
В таблице 2, 3 приведены результаты экспериментального исследования антидиабетической активности заявляемого соединения.
В таблице 4 приведены результаты экспериментального исследования диуретической активности заявляемого соединения.
В таблице 5, 6 приведены результаты экспериментального исследования антиагрегантной активности заявляемого соединения.
Опыт 1. Исследование антидиабетической активности заявляемого соединения на моделях аллоксанового и стрептозоцинового диабета.
Аллоксановый и стрептозоциновьш диабет моделировали согласно классической методике (Баранов В.Г., Солоковерова И.М., Гаспарян И.Г. и др. Экспериментальный сахарный диабет: роль в клинической диабетологии. Л., Наука, 1983).
Для исследования активности заявляемого соединения были сформированы три группы по 25 животных для каждой модели диабета:
- в 1-й группе находились интактные животные;
- во 2-й группе (контрольной) с четвертого дня опыта животным вводили в хвостовую вену по 2 мл 0,9% раствора натрия хлорида в течение трех дней;
- в 3-й группе животным вводили 10% раствор заявляемого соединения внутривенно в хвостовую вену из расчета 116 мг/кг (0,37 ммоль/кг) по активному веществу в течение трех дней.
Активность заявляемого соединения на модели аллоксанового диабета оценивали на седьмые сутки опыта.
Результаты эксперимента, представленные в таблице 2, показали, что новое соединение обладает выраженной противодиабетической активностью, о чем свидетельствуют достоверное снижение глюкозы крови - в 4,1 раза, общих липидов - в 2,0 раза, глюкозы мочи - в 3,6 раза, снижение уровня кетоновых тел в моче - в 10 раз и повышение уровня инсулина в крови - в 5,58 раза. При этом его использование привело к снижению смертности животных в 4,6 раз по сравнению с контрольной группой.
Активность заявляемого соединения на модели стрептозоцинового диабета оценивали на седьмые сутки опыта по общему состоянию животных, потреблению воды, уровня глюкозы, инсулина сыворотки крови, взятой натощак. Статистическую обработку результатов, представленных в таблице 3, проводили по Стьюденту-Фишеру с помощью прикладного пакета программ Statgraf.
Проведенный эксперимент показал, что модель «стрептозоцинового» экспериментального диабета оказалось более «мягкой»: ни в одной группе не погибло ни одно животное, однако у животных 2-й группы присутствовали все признаки развившегося диабета: уровень глюкозы в крови увеличился в 3,37 раза, уровень глюкозы в моче - в 2,4 раза, уровень инсулина в крови упал в 2,25 раза, потребление воды возросло в 2,1 раза, сумма кетоновых тел в моче достигла 1 ммоль/л по сравнению с интактными животными.
При этом применение заявляемого соединения в 3-й группе привело к существенной нормализации показателей углеводного обмена: уровень глюкозы упал в 3,2 раза, уровень глюкозы в моче - в 1,8 раза, уровень инсулина в крови увеличился в 2,4 раза, уровень кетоновых тел в моче снизился в 2 раза.
Таким образом, исследование антидиабетической активности заявляемого соединения на моделях аллоксанового и стрептозоцинового диабета показало, что заявляемое соединение оказывает влияние на разные стадии развития сахарного диабета, обладает выраженным противодиабетическим действием.
Опыт 2. Исследование диуретической активности заявляемого соединения.
Экспериментальное определение диуретической активности проводили по стандартной методике (Саркисов Д.С., Ремезов П.И. Воспроизведение болезней человека в эксперименте. М.: Наука, 1960).
Для оценки действия заявляемого соединения на функцию почек было сформировано две экспериментальные группы животных по 18 крыс породы Вистар в каждой. Всем животным 3 раза в сутки в хвостовую вену медленно вводили следующие растворы:
- заявляемое соединение вводили животным 1-й группы в количестве 3,0 мл 10% раствора с содержанием 0,009 моль активного вещества;
- физиологический раствор натрия хлорида вводили животным 2-й группы в количестве 3,0 мл 0,9% раствора (контроль).
При проведении исследования животных помещали в обменные клетки Texnoplast на сутки для сбора мочи, учета водопотребления и функциональных проб. Динамику веса крыс, вес и относительную массу почек к весу тела определяли на весах Sartorius. Анализ мочи проводили общепринятыми методами. Статистическую обработку проводили по Стьюденту-Фишеру с помощью прикладного пакета программ Statgraf.
Результаты исследования, представленные в таблице 4, показали, что суточный диурез у животных 1-й группы достоверно увеличился в 2,98 раза по сравнению с группой контроля; секреторная функция почек, определяемая по секреции фенолового красного, повысилась у животных 1-й группы по сравнению с контрольной группой в 1,41 раза. При этом показатель кислотно-щелочного баланса мочи сдвинулся в щелочную область, плотность мочи несколько выросла; содержание в моче белка, сахара и хлоридов несколько снизилось, что свидетельствует об улучшении фильтрационной функции почек.
Таким образом, показатели, полученные в результате данного исследования, свидетельствует о высокой диуретической активности заявляемого соединения.
Опыт 3. Исследования влияния антиагрегантной активности заявляемого соединения.
Оценка влияния заявляемого соединения на гемореологические свойства крови проводилась на основе изучения синдуцированной агрегации тромбоцитов при его воздействии на сосудисто-тромбоцитарное звено гемостаза согласно стандартной методике (Балуда В.П., Баркаган З.С., Гольдберг Е.Д. и соавт. Лабораторные методы исследования системы гемостаза Томск: Медицина, 1980. С.26-29, Gabbasov Z.А., Popow Е.G., Gavrilov I.Yu. and Posin E.Ya. Platelet aggregation: the use of optical density fluctuatuons to study microaggregate formation in platelet suspension. Thromb. Res., 1989, 54(3), p.215-223).
Для исследования влияния заявляемого соединения на показатели свертывающей системы in vitro были сформированы три группы по 24 образца богатой тромбоцитами плазмы:
- в 1-й группе из 24 образцов к 0,874 мл богатой тромбоцитами плазмы добавляли 0,026 мл 1% раствора заявляемого соединения (0,08 ммоль активного вещества);
- в 2-ой группе из 24 образцов к 0,874 мл богатой тромбоцитами плазме добавляли 0,026 мл 0,9% раствора натрия хлорида (контроль);
- в 3-ей группе из 24 образцов к 0,874 мл богатой тромбоцитами плазме добавляли 10 мкг индуктора агрегации тромбоцитов Адреналина (Sigma) в 0,026 мл 0,9% раствора натрия хлорида (негативный контроль).
Определение агрегации тромбоцитов проводили турбидиметрическим методом на лазерном агрегометре 230-LA (НПФ Биола). Обработку полученной кривой Борна-О'Брайена проводили, с помощью компьютера, сопряженного с агрегометром, с помощью пакета прикладных программ AGGR Версия 2.20. Кривую относительного среднего радиуса агрегатов тромбоцитов интрпретировали по Габбасову (Габбасов З.А., Попов Е.Г., Гаврилов И.Ю., Позин Е.Я., Маркосян Р.А. Новый высокочувстительный метод анализа агрегации тромбоцитов. Лабораторное дело, 1989, N10, с. 15-18). Результаты исследования обработаны методом вариационной статистики с использованием критерия Стьюдента.
Экспериментальные данные, представленные в таблицах 5 и 6, показывают, что такие ключевые параметры антиагрегантной активности, как степень агрегации тромбоцитов и скорость агрегации тромбоцитов, под действием заявляемого соединения достоверно уменьшилась по сравнению с контролем в 1,52 раза и 1,83 раза соответственно. При этом время максимальной агрегации в образцах плазмы, содержащей это соединение, увеличилось в 1,3 раза. Кроме того, в 1-й группе показатель агрегации тромбоцитов достоверно уменьшился в 1,86 раза.
Проведенное исследование показало влияние соединения на гемореологические свойства крови, в частности на показатели агрегации тромбоцитов, свидетельствующие о наличии выраженного антиагрегантного действия у заявляемого соединения.
Таким образом, экспериментальные исследования подтверждают, что заявляемое новое химическое соединение наряду с низкой токсичностью проявляет высокую антидиабетическую активность, а также диуретическую и антиагрегантную активности и, следовательно, может быть использовано при создании лекарственных препаратов, позволяющих воздействовать на комплекс патологических изменений, сопутствующих сахарному диабету.
| Таблица 1 | ||
| Показатель | Физико-химические свойства 1-дезокси-1-N-метиламмония-D-глюцитола сукцината | |
| 1. Внешний вид | Аморфное гигроскопичное вещество белого цвета | |
| 2. Растворимость | Растворим в воде, диметилфорамиде, диметилсульфоксиде, малорастворим в спиртах, нерастворим в бензоле, хлороформе, диэтиловом эфире | |
| 3. Температура плавления (°С) (из бутанола) | 65-67 (с разложением) | |
| 4. Брутто-формула | C11H22NO9 | |
| 5. Молекулярная масса (г/моль) | 312 | |
| 6. Ультрафиолетовый спектр (нм) | Прозрачен | |
| 7. ИК-спектр (см-1) (таблетка KBr) | 3300, 1566, 1400, 1290, 1226, 1172, 1085, 1043, 881, 656, 579, 443 | |
| 8. Спектр ЯМР 1Н (DMSO-D6) | 2.12 (4Н, СН2), 3.05 (3Н, СН3), 2.82-2.91d (4Н, СН2), 3.54-3.56-3.60t (4Н, СН), 3.83 (2Н, СН2), 5.76m (ОН). | |
| 9. Спектр ЯМР 13С (DMSO-D6),δ | 33.235, 51.296, 63.159, 68.599, 70.198, 70.360, 71.123 | |
| 10. Элементный анализ | Вычислено %: | С 42.30; Н 7.05; N 4.49; О 46.15 |
| Найдено, % | С 42.85; Н 6.93; N4.93; О 45.29 | |
| 11. Молекулярная масса | Найдено: (криоскопически в диметилсульфоксиде) | 301 |
| Вычислено | 312 |
| Таблица 2 | |||
| Показатели углеводного и липидного обмена при аллоксановом диабете на 7 сутки | 1 группа (интактные животные) | 2 группа (0,9% раствор NaCl - контроль) | 3 группа (1-дезокси-1-N-метиламмония-D-глюцитола сукцинат) |
| Число выживших животных (%) | 100 | 5 (20%) | 23 (92%) |
| Масса тела (г) | 200±15 | 160±10 | 195±5* |
| Суточное потребление воды (мл) | 18±2 | 32±5 | 23±3# |
| Глюкоза крови (ммоль/л) | 4.3±0.1 | 18.5±1.5 | 4.5±0.1# |
| Инсулин | 5.2±0.2 | 1.2±0.1 | 6.7±0.1 *# |
| Общие липиды (г/л) | 9.8±0.2 | 19.3±0.8 | 9.5±0.2*# |
| Холестерин (моль/л) | 1.3±0.3 | 8.2±0.2 | 1.4±0.1* |
| Триглицериды (моль/л) | 2.3±0.1 | 3.0±0.2 | 1.4±0.2* |
| В-липопротеиды (г/л) | 2.0±0.3 | 2.5±0.1 | 2.1±0.1# |
| Глюкоза мочи (моль/л) | 1.1±0.1 | 5.4±0.3 | 1.5±0.1 *# |
| Сумма кетоновых тел мочи (ммоль/л) | 5 | 0.5 | |
| Примечание: * различия с группой контроля достоверны при * - р<0.01,** - р<0.05; различия между группами достоверны при р<0.01, ## - *различия достоверны при р<0.01, ## - при р<0.05 |
| Таблица 3 | |||
| Показатели углеводного и липидного обмена при стрептозоциновом диабете на 7 сутки | 1 группа (интактные животные) | 2 группа (0,9% раствор NaCl - контроль) | 3 группа (1-дезокси-1-N-метиламмония-D-глюцитола сукцинат) |
| Число выживших животных (%) | - | 100 | 100 |
| Масса тела (г) | 210±15 | 205±10 | 205±15 |
| Суточное потребление воды (мл) | 15±3 | 32±5 | 18±3** |
| Глюкоза крови (ммоль/л) | 4.3±0.1 | 14.5±1.5 | 4.6±0.1* |
| Инсулин | 4.5±0.2 | 2.0±0.1 | 4.7±0.18*# |
| Глюкоза мочи (моль/л) | 1.0±0.1 | 2.4±0.2 | 1.3±0.1* |
| Сумма кетоновых тел мочи (ммоль/л) | - | 1 | 0.5 |
| Примечание: *различия с группой контроля достоверны при *р<0.01,** - р<0.05; различия между группами достоверны при р<0.01, ## - *различия между группами достоверны при р<0.01, ## - при р<0.05 |
| Таблица 4 | ||
| Функциональные показатели почек | 1 группа (1-дезокси-1-N-метиламмония-D-глюцитола сукцинат) | 2 группа (0,9% раствор NaCl) |
| Масса тела (г) | 172±9 | 170±5 |
| Относительная масса почек (мг/100 г массы тела) | 8.4±0.6 | 8.7±0.8 |
| Суточный диурез (мл) | 16.7±1.1*# | 5.6±0.3 |
| Количество выпитой воды, мл/сутки | 14±2 | 15±3 |
| рН мочи | 6.8±0.2 | 6.5±0.5 |
| Лейкоциты в поле зрения | 0-1 | 0-1 |
| Эритроциты в поле зрения | 0-1 | 0-1 |
| Гиалиновые цилиндры в поле зрения | 0 | 0 |
| Цвет мочи | Соломенно-желтая | Соломенно-желтая |
| Прозрачность мочи | Прозрачная | Прозрачная |
| Белок мочи (мг/мл) | 2.5±0.2# | 3.1±0.2# |
| Хлориды мочи (мг/мл) | 1.4±0.2 | 1.9±0.2 |
| Сахар мочи (моль/мл) | 1.1±0.2 | 1.2±0.2 |
| Плотность мочи (г/мл) | 1.020±0.002 | 1.016±0.002 |
| Фенолрот мочи (мкг/100 г массы) | 285±28# | 201±20# |
| Примечание: *различия с группой контроля достоверны при * - р<0.01,** - р<0.05.; различия между группами достоверны при р<0.01,## - *различия между группами достоверны при р<0.01, ## - при р<0.05 |
| Таблица 5 | |||
| Показатели агрегации тромбоцитов по данным кривой Борна | Индуктор агрегации | ||
| 1-дезокси-1-N-метиламмония-D-глюцитола сукцинат | 0,9% раствор натрия хлорида (контроль) | Адреналин 10 мкг (негативный контроль) | |
| Число тромбоцитов (×109) | 234.6±5.2 | 220.1±6.6 | 238.1±5.0 |
| Степень агрегации, % | 0.83±0.13#¤ | 1.28±0.14 | 46.4±2.2 |
| Скорость агрегации, (%/мин) | 1.22±0.17*¬ | 2.23±0.19 | 47.3±3.1 |
| Примечание: различия с группой контроля достоверны при:* - р<0.01, # -р<0.03; различия между группами достоверны при: ¬ - р<0.01, ¤ - р<0.03 |
| Таблица 6 | |||
| Показатели агрегации тромбоцитов по данным относительного среднего радиуса агрегатов | Индуктор агрегации | ||
| 1-дезокси-1-N-метиламмония-D-глюцитола сукцинат | 0,9% раствор натрия хлорида (контроль) | Адреналин 10 мкг (негативный контроль) | |
| Число тромбоцитов (×109) | 234.6±5.2 | 220.1±6.6 | 238.1±5.0 |
| Показатель агрегации А (усл.Ед) | 0.71±0.15#¤ | 1.32±0.17 | 12.3±3.6 |
| Время максимальной агрегации (с) | 98.4±3.7*^ | 75.6±3.1 | 34.5±3.6 |
| Степень дезагрегации R (%) | 33.4±1.5 | 36.8±1.4 | 45.6±3.8 |
| Примечание: различия с группой контроля достоверны при: * - р<0.01, # - р<0.03; различия между группами достоверны при: ¤ - р<0.03, ^ - р<0.05 |
1. 1-Дезокси-1-N-метиламмония-D-глюцитола сукцинат формулы
2. Соединение по п.1, проявляющее антидиабетическую активность.
3. Соединение по п.1, проявляющее диуретическую активность.
4. Соединение по п.1, проявляющее антиагрегантную активность.
