Комплекс ацетата цинка с 1-пропаргилимидазолом, обладающий антигипоксической активностью

Изобретение относится к области фармацевтики и представляет собой комплекс бис(1-пропаргилимидазол)цинкдиацетат, обладающий антигипоксическими свойствами в условиях острой гипоксии (гипобарической, гемической, гипоксии с гиперкапнией). Выраженность антигипоксического эффекта превосходит действие этомерзола, мексидола, нооглютила и гипоксена. 1 табл.

 

Изобретение относится к медицине, а именно к фармакологии и клинической фармакологии, и касается поиска и разработки новых высокоэффективных химических соединений, обладающих выраженной антигипоксической активностью при различных видах гипоксии.

Фармакотерапия гипоксии является важной проблемой для науки в целом и практической медицины в частности. Поиск и разработка новых высокоэффективных химических соединений с широким диапазоном антигипоксических доз, высокой активностью и отсутствием нежелательного побочного действия является актуальной проблемой современной экспериментальной и клинической фармакологии.

Известны металлокомплексы цинка с производными 1-алкенилимидазола (Трофимов Б.А., Самойлов Н.Н., Бабаниязов Х.Х., Станкевич В.К., Нечипоренко С.П. и соавт. Производные 1-алкенилимидазола. Патент на изобретение №2397175, 2010; Лебедева С.А., Бабаниязова З.Х., Радионов И.А., Скальный А.А. Металлокомплексы цинка и кобальта в восстановительном лечении гипоксических состояний // Вестник восстановительной медицины. – М., 2013. - №2. - С. 67-69; Шахмарданова С.А., Галенко-Ярошевский П.А. Металлокомплексные производные 1-алкенилимидазола. Антигипоксические свойства, механизмы действия, перспективы клинического применения. - Краснодар: Просвещение-Юг, 2015. - 267 с.), алленилимидазола (Стратиенко Е.Н., Богус С.К., Катунина Н.П. и соавт. Изучение антигипоксической активности новых металлокомплексных соединений производных алкенилимидазола // Кубанский научный медицинский вестник. - 2009. - Т. 113, №8. - С. 76-78), аллилимидазола (Трофимов Б.А., Бабаниязов Х.Х., Станкевич В.К., Нечипоренко С.П., Бабаниязова З.Х. и соавт. Производные 1-аллилимидазола. Патент на изобретение №2430090, 2011; Лебедева С.А., Бабаниязова З.Х., Нечипоренко С.П., Паршина Л.Н. Изучение противогипоксической активности соединений цинка и кобальта с производными аллилимидазола // Микроэлементы в медицине. - Т. 11, №1. - М., 2010. - С. 31-34), обладающие антигипоксическими свойствами при острой гипоксии разного генеза.

Задача изобретения - новый металлокомплекс ацетата цинка с 1-пропаргилимидазолом, обладающий антигипоксическими свойствами при различных видах острой гипоксии.

Поставленная задача достигается путем синтеза нового металлокомплекса ацетата цинка с 1-пропаргилимидазолом и изучения его биологической активности в экспериментальных фармакологических исследованиях на животных.

Данное соединение, не описанное ранее в технической и патентной литературе, синтезировано в лаборатории академика Б.А. Трофимова Иркутского института химии им. А.Е. Фаворского СО РАН и имеет следующую формулу:

Ниже приведен синтез нового производного 1-пропаргилимидазола и результаты исследования его фармакологической активности.

Синтез комплекса на основе 1-пропаргилимидазола

Бис(1-пропаргилимидазол)цинкдиацетат (шифр БИС-1).

Получен при комнатной температуре добавлением ацетата цинка к раствору 1-пропаргилимидазола [Zn(OAc)₂ : 1-пропаргилимидазол = 1:2.0-2.2] в ацетоне.

К раствору 3.4 г (32.0 ммоль) N-пропаргилимидазола в 30 мл ацетона при комнатной температуре добавляли при перемешивании небольшими порциями в течение 40 мин 2.75 г (15.0 ммоль) ацетата цинка. Через 3 суток осадок отфильтровали, промыли диэтиловым эфиром, сушили в вакууме (5 мм) 5-6 ч при комнатной температуре. Получили 4 г (65%) комплекса бис(N-пропаргилимидазол)цинкдиацетата, белого аморфного продукта с т.пл. 119-123°С. Полученный комплекс растворим в воде, хлороформе, диметилсульфоксиде, не растворим в эфире и ацетоне.

Спектр ЯМР ¹H (CDCl₃, δ, м.д., J, Гц): 8.23 с (1H, Н²), 7.34 с (1H, Н⁴), 7.06 с (1H, Н⁵), 4.76 д (2Н, NCH₂, ⁴J 2.3), 2.53 т (1Н, ≡СН, ⁴J 2.3), 2.06 с (3Н, Me); спектр ЯМР ¹³С (CDCl₃, δ, м.д.): 179.14 (СОО), 139.09 (С²), 129.10 (С⁴), 119,14 (С⁵), 75.87 (≡С), 75.40 (≡СН), 37.32 (NCH₂), 23.15 (Me). ИК спектр, ν, см^-1: 462, 499, 508 сл, 617, 626, 656, 672, 741, 780, 848, 889, 930, 952 1016, 1044, 1100, 1110, 1202, 1238 с, 1290, 1333, 1356, 1392, 1432, 1527, 1619, 2125 (С≡С), 2938, 2973, 3039, 3110, 3210, 3264. Найдено, %: С 48.96; Н 4.62; N 14.86; Zn 16.77. C₁₆H₁₈N₄O₄Zn. Вычислено, %: С 48.56; Н 4.58; N 14.16; Zn 16.52.

Изучение биологической активности комплекса 1-пропаргилимидазола

Исследование проведено на 904 белых нелинейных половозрелых мышах-самцах массой 18-23 г в соответствии со статьей 11-й Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации (1964), правилами лабораторной практики (Приказ Минздравсоцразвития РФ от 23.08.2010 г. №708н). Содержание, питание, уход за животными и выведение их из эксперимента осуществляли согласно требованиям ГОСТ Р от 02.12.2009 53434-2009 «Принципы надлежащей лабораторной практики (GLP)» (Руководство по лабораторным животным и альтернативным моделям в биомедицинских исследованиях / под ред. Н.Н. Каркищенко, С.В. Грачева. - М.: Профиль-2С. - 2010. - 358 с.). Животных доставляли из «Центрального питомника лабораторных животных РАМН» (Московская обл., п. Андреевка) и содержали на стандартной диете в условиях свободного доступа к водопроводной очищенной воде. Эксперименты проводили после 20-дневной адаптации в виварии. Животных содержали в соответствии с нормами группового размещения в вентилируемых клетках при температуре 18-20°С и относительной влажности воздуха 60-70% в условиях естественно-искусственного 12-часового цикла освещения.

Методики исследования

Использовали адекватные методы экспериментальной острой гипоксии. Острую токсичность определяли вычислением ЛД₁₆, ЛД₅₀, ЛД₈₄ с использованием принятой методики (Арзамасцев Е.В., Гуськова Т.А., Березовская И.В., Любимов Б.И. и др. Методические указания по изучению общетоксического действия фармакологических веществ // Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. - 2-е изд., перераб. и доп. - М., 2005. - С. 41-54) и согласно классификации химических веществ (Березовская И.В. Классификация химических веществ по параметрам острой токсичности при парентеральных способах введения // Химико-фармацевтический журнал. - 2003. - Т. 37, №3. - С. 32-34).

Антигипоксическую активность соединений оценивали на 4-х моделях острой гипоксии (Медицинские рекомендации по экспериментальному изучению препаратов, предлагаемых в качестве антигипоксических средств / Под ред. Л.Д. Лукьяновой. - М., 1990. - 18 с.). Острую гипобарическую гипоксию (ОГБГ) моделировали в электровакуумной печи путем «поднятия» животных на «высоту» 10 тысяч метров над уровнем моря со скоростью 50 м/с. Учитывали продолжительность жизни мышей в течение 20-минутного пребывания на заданной высоте. Острую гипоксию с гиперкапнией (ОГсГк) вызывали помещением животного в аптечный шланглас объемом 250 мл с притертой пробкой. Острую гемическую гипоксию (ОГеГ) моделировали подкожным введением мышам летальной дозы натрия нитрита (400 мг/кг), а острую гистоксическую гипоксию (ОГтГ) - подкожным введением 0,2% раствора натрия нитропруссида в дозе 20 мг/кг. На всех моделях гипоксии регистрировали продолжительность жизни животных в минутах.

В качестве препаратов сравнения были взяты химически чистые субстанции этомерзола и нооглютила, а также лекарственные формы мексидола (ООО «НПК «Фармасофт», Россия) и гипоксена (ЗАО «Корпорация Олифен», Россия).

Исследуемое соединение вводили внутрибрюшинно (в/б) в дозах от не вызывающих эффекта до оказывающих токсическое действие за 1 час до воздействия гипоксии. Лекарственные средства вводили тем же путем в дозах, которые по данным литературы, проявляют эффект при той или иной патологии (Шахмарданова С.А., Галенко-Ярошевский П.А. Металлокомплексные производные 1-алкенилимидазола. Антигипоксические свойства, механизмы действия, перспективы клинического применения. - Краснодар: Просвещение-Юг, 2015. - 267 с.). Животные контрольных групп тем же путем и в тот же срок получали равный объем дистиллированной воды. В каждой серии опытов была контрольная и подопытная группа из 10 животных примерно одинаковой массы.

Результаты опытов обрабатывали методом вариационной статистики с помощью компьютерной программы Microsoft Excel ХР в среде Windows ХР и STATISTIC А 6,0. Нормальность выборок проверяли по критерию Шапиро-Уилка. Так как выборки имели близкое к нормальному распределению, значимость различий между экспериментальными группами определяли с помощью одномерного дисперсионного анализа с дальнейшей обработкой методом множественных сравнений Стьюдента с поправкой Бонферрони.

Результаты исследования

Оценка острой токсичности показала, что исследованный металлокомплекс ацетата цинка с 1-пропаргилимидазолом относится к классу умеренно токсических соединений. ЛД₁₆, ЛД₅₀, ЛД₅₀ для мышей-самцов при в/б введении составили 95, 113, 135 мг/кг.

Установлено, что антигипоксический эффект исследуемого соединения и препаратов сравнения зависел от дозы химического соединения и модели гипоксии (табл. 1).

Соединение под шифром БИС-1 статистически значимо увеличивало выживаемость мышей в условиях ОГБГ в дозах 1, 5, 10, 25, 50 и 100 мг/кг на 77, 91, 163, 193, 317 и 168% соответственно по сравнению с контрольными животными. В условиях ОГсГк БИС-1 в дозах 10, 25, 50 мг/кг увеличивал выживаемость мышей на 32, 53 и 93% соответственно по сравнению с животными контрольных групп (p<0,05). На модели ОГеГ БИС-1 был эффективен в дозах 10, 25, 50 и 100 мг/кг на 19, 25, 34 и 21% соответственно по сравнению с мышами контрольных групп (p<0,05). В условиях ОГтГ БИС-1 в дозах 25 и 50 мг/кг не обладал выраженным защитным действием.

Следовательно, антигипоксический эффект комплекса ацетата цинка с 1-пропаргилимидазолом проявлялся на 3-х моделях острой гипоксии (ОГБГ, ОГсГк, ОГеГ) в диапазоне доз 1-100 мг/кг, увеличивая продолжительность жизни мышей на 19-317% по сравнению с контрольными значениями.

Установлено, что в условиях ОГБГ этомерзол в дозе 100 мг/кг статистически значимо на 57% увеличивал время жизни подопытных мышей по сравнению с контрольной группой. Дозы 25 и 50 мг/кг не оказывали антигипоксического действия. Мексидол в дозах 25, 50, 100 мг/кг не проявлял антигипоксических свойств. Нооглютил оказывал защитное действие в дозах 25, 50, 100 мг/кг, введение которых увеличивало время жизни подопытных мышей на 74, 34, 37% по сравнению с контрольными животными (p<0,05). Введение гипоксена в дозах 50, 100, 150 мг/кг повышало выживаемость мышей на 144, 151 и 167% по сравнению с контрольными показателями (p<0,05). В дозе 25 мг/кг препарат был неэффективен.

В условиях ОГсГк этомерзол и мексидол увеличивали продолжительность жизни мышей только в дозе 100 мг/кг. Положительный эффект превышал контрольные значения на 32 и 21% соответственно (p<0,05). Нооглютил был эффективен в 3-х дозах, равных 25, 50, 100 мг/кг. При их введении время жизни мышей значимо увеличивалось на 16, 22, 37% соответственно. Гипоксен в дозах 100 и 150 мг/кг увеличивал время жизни подопытных животных на 26 и 29% соответственно по сравнению с контрольными животными (p<0,05).

При введении этомерзола в дозах 25 и 50 мг/кг продолжительность жизни опытных мышей в условиях ОГеГ значимо увеличивалась на 25 и 43% соответственно по сравнению с контрольными показателями. В дозе 100 мг/кг препарат антигипоксических свойств не проявлял. Мексидол в дозе 100 мг/кг увеличивал время жизни подопытных мышей на 14% по сравнению с контрольными животными (p<0,05). При введении нооглютила в дозах 25, 50 и 100 мг/кг время жизни подопытных мышей значимо увеличивалось соответственно на 16, 30 и 23%. Гипоксен в дозах 100 и 150 мг/кг повышал выживаемость мышей в условиях ОГеГ на 12 и 21% соответственно (p<0,05).

Установлено, что в условиях ОГтГ этомерзол был эффективен в дозе 25 мг/кг на 14%, а мексидол в дозах 25, 50 и 100 мг/кг не оказывал существенного влияния на продолжительность жизни мышей. В тех же условиях опыта нооглютил оказывал защитный эффект в дозе 100 мг/кг, при введении которой продолжительность жизни опытных животных была больше контрольных показателей на 20% (p<0,05). Препарат гипоксен оказывал антигипоксическое действие в дозах 50, 100 и 150 мг/кг, значимо увеличивая время жизни подопытных мышей на 43, 89 и 19% соответственно по сравнению с контрольными животными.

Таким образом, результаты проведенных опытов позволяют заключить, что бис(1-пропаргилимидазол)цинкдиацетат является умеренно токсичным и оказывает выраженное защитное действие на моделях острой гипоксии. Противогипоксический эффект этого соединения в условиях ОГБГ, ОГсГк, ОГеГ по широте действующих доз и степени выраженности превосходит таковой у известных антигипоксантов и/или антиоксидантов: этомерзола, мексидола, нооглютила и гипоксена.

Комплекс ацетата цинка с 1-пропаргилимидазолом формулы:

обладающий антигипоксической активностью в условиях острой гипоксии.