Применение пептида thr-lys-pro-arg-pro-gly-pro (селанк) для повышения резистентности организма к острой гипотермии

Изобретение относится к медицине и касается применения пептида Селанк для протективного воздействия при общем охлаждении. Описано применение пептида формулы Thr-Lys-Pro-Arg-Pro-Gly-Pro (селанк) в качестве протекторного средства при профилактике и/или лечении общего охлаждения организма млекопитающего при интраназальном введении. Технический результат - снижение летальности и повышение активной работоспособности при общем охлаждении организма. 1 пр., 2 табл.

 

Изобретение относится к медицине, а именно к военной медицине, медицине катпастроф, физиологии, патофизиологии, и может быть использовано для профилактики и лечении воздействия на организм низких температур.

Переохлаждение в условиях зимнего климата является одной из важных причин потери здоровья, а нередко и смерти человека. Особенно опасно водное переохлаждение, так как при одинаковой температуре воды и воздуха теплоотдача в воде превышает в 5 раз таковую в воздухе. Например, при нахождении в воде с температурой 18°С несколько часов более половины спасенных людей погибает от переохлаждения [Лосик Т. К., 2005; Чудаков А.Д. Исаков В.Д., Доронин Ю.Г., 1999; Hiltzer M, Xu X, Marrao M, et al., 1999]. Анализ случаев массовых переохлаждений людей в воде показывает, что большая часть потерпевших погибала уже после спасения из-за глубокой гипотермии, как это произошло с пассажирами парома «Эстония» в 1994 году (более половины из 852 пассажиров) или с экипажем атомной подводной лодки "Комсомолец" в 1989 году (из 31 человека находившихся в воде в течение 75-80 минут выжило только 6) [Ивашкин В.Т., Тельных Ю.В., Ковалев В.И. и др., 1989; Шустов Е.Б., Зайцев А.Г., 1996].

Проблема переохлаждения наиболее актуальна в условиях Северных морей, Заполярья, Сибири и Дальнего Востока, где с каждым годом возрастает уровень народнохозяйственной деятельности. Однако до настоящего времени в практике медицины отсутствуют эффективные термопротекторы, которые можно использовать как в полевых условиях, так и при лечении в стационаре. Предложенные до настоящего времени препараты (РОН, представляющее собой комбинацию реланиума и натрия оксибутирата; сидноглютон: комбинация сиднокарба с глютаминовой кислотой; ноопепт; некоторые адаптогены) не удовлетворяют практическую медицину по целому ряду причин: сложность применения, только профилактический прием, выраженные побочные эффекты или недостаточная терапевтическая активность [Бажанов Н.О., 1997; Доровских В.А., Коршунова Н.В., Целуйка С.С., 1996; Аржакова Л.И., 1996; Зайцев А. Г., 1997; Шибанов П.Д., Ганапольский В.П., 2009]. Поэтому разработка препарата, обладающего термопротективной активностью, является важной и актуальной задачей для фармаколога, поскольку с его помощью можно будет не только уменьшить показатели смертности в ходе экстремальных ситуаций, но и повысить адаптацию и работоспособность в условиях холода [Komberger E, Mair PJ.,1996].

Многообразным защитным действием обладают соединения, созданные на основе регуляторных пептидов. Регуляторные пептиды (РП) – группа биологически активных веществ олигопептидной природы. Их основными признаками являются полифункциональность, каскадный механизм действия и способ образования из полипептида-предшественника. Регуляторные пептиды выполняют важные нейромедиаторные, модулирующие и интегративные задачи, формируют единый функциональный континуум и являются связующим звеном между основными информационными системами (нервная, эндокринная, иммунная). Их значимость возрастает при воздействии на организм негативных факторов (стрессы, повреждения и пр.) [Мясоедов Н.Ф. Инновационные лекарства: от фундаментальных исследований к производству //Вестник Российской академии наук, 2016, т.86, №6, 488-494; Ашмарин И.П., Незавибатьков Н.Н., Мясоедов Н.Ф., Каменский А.А. и др. Ноотропный аналог адренокортикотропина 4-10 – Семакс (15-летний опыт разработки и изучения) //Журнал высшей нервной деятельности. -1997. – т. 47. – с. 419-425; Ашмарин И.П., Каменский А.А., Ляпина Л.А., Самонина Г.Е., Мясников Н.Ф. Глипролины как самостоятельные регуляторы и стабилизаторы других пептидов// Вопр. биологии, медицины и фармацевтической химии. 2002, №1, с.24-27]. При различных заболеваниях регуляторные пептиды активируют процессы саморегуляции и самовосстановления нарушенных функций пораженных органов и систем [Алтунбаев Р.А. Нейропептиды (регуляторные пептиды головного мозга) в лечении цереброваскулярных заболеваний// Медицинский советник, 2013,7, 63-64].

Thr-Lys-Pro-Arg-Pro-Gly-Pro (селанк) - гептапептид, являющийся комбинацией гликопролина и молекулы тафцина. Глипролин (Pro-Gly-Pro) - фрагмент коллагена, который при присоединении к другим олигопептидам с С-конца способен повышать устойчивость конечной молекулы к действию протеаз. Тафцин (Thr-Lys-Pro-Arg) - синтетический аналог короткого фрагмента тяжелой цепи иммуноглобулина G - является неспецифическим иммуномодулятором, обладающим защитным действием на ЦНС [Зозуля А.А., Незнамов Г.Г., Сюняков Т.С. и др. Эффективность и возможные механизмы действия нового пептидного анксиолитика Селанка при терапии генерализованного тревожного расстройства и неврастении // Журн. неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. - 2008. - Т.108, № 4. - C. 38–49].

В медицинской практике Селанк используется как анксиолитик с антидепрессивной активностью, антиастеническим действием и положительным влиянием на мнестические функции. Селанк также обладает стресспротективной и вегетостабилизирующей активностью [Козловская М.М., Козловский И.И., Вальдман Е.А., Середенин С.Б. Селанк и короткие пептиды семейства тафтсина в регуляции адаптивного поведения при стрессе. Рос. физиол. Журн. 2002. 88(6): 751–761; Козловская М.М. Влияние гептапептида селанка на депрессию поведения высоко- и низкотревожных мышей BALB/c и C25BL/6 и крыс с наследуемой депрессивностью поведения WAG/RIJ. / М.М. Козловская, К.Ю. Саркисова, И.И. Козловский // Психофармакология и биологическая наркология. - 2005. -Т. 5. - №3. - С. 989-996; Зозуля А.А., Незнамов Г.Г., Сюняков Т.С. и др. Эффективность и возможные механизмы действия нового пептидного анксиолитика Селанка при терапии генерализованного тревожного расстройства и неврастении // Журн. неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. — 2008. — Т.108, № 4. — C. 38–49].

В ЦНС и на периферии селанк нормализует кругооборот катехоламинов и серотонина, что обусловлено его влиянием на активность ключевых ферментов, контролирующих биосинтез моноаминов de novo (тирозин- и триптофангидроксилазу). Селанк также является ингибитором энкефалиназ, что препятствует ускоренному распаду энкефалинов [Козловская М.М., Незнамов Г.Г., Кошелев В.В., Телешова Е.С., Бочкарёв В.К. Результаты клинико-фармакологического исследования пептидного препарата Селанк в качестве анксиолитического средства //Социальная и клиническая психиатрия, 2003.-N 4.-С.28-36; Сюняков Т.С. Клинико-фармакологическая характеристика анксиолитического действия нового пептидного препарата селанк. Автореферат канд. диссертации, М., 2010, 24 с.; Клодт П.М., Кудрин В.С., Наркевич В.Б., Козловская М.М., Майский А.И., Раевский К.С. Содержание моноаминов и их метаболитов в структурах мозга крыс. Психофарм. биол. наркология. 2005. 5(3): 1012–1015]. Повышая на периферии уровень лей- и метэнкефалинов, селанк влияет на симпатическую и парасимпатическую регуляцию внутренних органов и кровеносных сосудов (эндотелий-независимый сосудорасширяющий эффект), предотвращая гиперактивацию симпатической нервной системы, например, при хроническом стрессе [Кост Н.В. Опиоидергические механизмы тревожных расстройств и эффектов анксиолитических препаратов. Автореферат докт. диссертации. М., 2007, 49 с.].

Введение селанка способствует активизации пептидергической системы организма и синтезу широкого спектра регуляторных пептидов [Соловьев В. Б. Роль пептидергической системы в адаптационных процессах и регуляции метаболизма при физической работе/ Автореф. докт. дисс. М., 2011, 39 с.; Соловьев В.Б., Генгин М.Т., Соллертинская Т.Н., Латынова И.В., Живаева Л.В. Влияние семакса на активность карбоксипептидазы Н в отделах мозга и надпочечниках крыс // Нейрохимия. – 2011. – Т. 28. – № 2. – С. 169-172.] и, в частности, соединений, обладающих трофическими свойствами. Сложное биологическое действие селанка на организм, по крайней мере, частично, обусловлено его действием на экспрессию генома в различных органах [Т.А. Коломин, М.И. Шадрина, Я.В. Агниуллин, С.И. Шрам, П.А. Сломинский, С.А. Лимборская, академик РАН Н.Ф. Мясоедов. Транскриптомный ответ клеток гиппокампа и селезенки крысы на однократное и курсовое введение пептида селанка// ДАН, 2010, 1, 127-129].

Судя по литературным данным, фармакологические препараты могут повышать резистентность организма к переохлаждению в воде за счет: повышения устойчивости нервных центров к действию холода; увеличения резистентности сердца к охлаждению; воздействия на терморегуляторные механизмы, приводящего к уменьшению скорости развития гипотермии. Важное значение для холодовой резистентности имеет метаболическая перестройка, а также стабильно низкий уровень активности перекисных процессов организма [Лосик Т.К., 2005; Шустов Е.Б., Зайцев А.Г., 1996; Зайцев А. Г., 1997]. По-видимому, это в полной мере относится и к исследуемым глипролинам.

Тем не менее, использование пептида Thr-Lys-Pro-Arg-Pro-Gly-Pro (селанк) для защитного воздействия в условиях низких температур не изучено.

Задача, решаемая при создании настоящего изобретения, состоит в расширении арсенала средств для термопротекторного воздействия при общем охлаждении организма. Техническим результатом, достигаемым при решении такой задачи, является повышение эффективности лечения и профилактики отрицательного воздействия низких температур на организм человека.

Для достижения поставленного результата предлагается в качестве протекторного средства при общем охлаждении (переохлаждения) организма млекопитающего применять пептид общей формулы Thr-Lys-Pro-Arg-Pro-Gly-Pro (селанк).

Предметом изобретения является также способ профилактики и/или лечения общего охлаждения организма млекопитающего, заключающийся в ведении пациенту, нуждающемуся в этом, эффективного количества лекарственного препарата, содержащего пептид формулы Thr-Lys-Pro-Arg-Pro-Gly-Pro (селанк).

Химическая формула данного пептида Селанк известна. Был использован препарат, синтезированный в ЗАО «Инновационный научно-производственный центр «Пептоген». Растворенный в изотоническом растворе хлорида натрия пептид вводили экспериментальным животным (крысы) интраназально в дозе 200 мкг/кг.

Экспериментальные животные содержались в помещении при температуре воздуха 22-24°С, световом режиме: 12 часов - свет, 12 часов - темнота и получали стандартный гранулированный корм и воду в свободном доступе с соблюдением всех правил и Международных рекомендаций Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях (1997), в соответствии с действующими "Правилами лабораторной практики" [Приказ Минздравсоцразвития РФ от 23 августа 2010 г. № 708н «Об утверждении Правил лабораторной практики»] и «Руководством по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ» [Москва, 2005]. На момент выполнения эксперимента все животные были здоровыми, изменений поведения, аппетита, режима сна и бодрствования не выявлено.

Пример конкретного выполнения №1

Для воспроизведения острой гипотермии использовалась модель свободного плавания крыс в воде с температурой 9°С. Показателем сопротивляемости животных служило время активного плавания в мин. [Русин В.Я., Полтырев С.С., 1976].

Опыты были поставлены на 20 белых крысах-самцах, массой 200-210 г, разделённых на 2 группы по 10 животных. Первая (контрольная) группа животных за 20 минут до плавания однократно интраназально получала физ. раствор в объеме 0,04 мл в каждый носовой ход; крысам второй группы за 20 минут до плавания однократно интраназально вводили раствор селанка в объеме 0,04 мл в каждый носовой ход (всего 200 мкг/кг), ежедневно в течение 14 дней пока шло наблюдение за животными. Плавание крыс происходило в бассейне размерами 180 см × 65 см × 60 см.

Таблица 1. Влияние селанка на переносимость белыми крысами гипотермии.

*) – достоверные сдвиги по отношению к контролю при р<0,05.

Исследование показало (табл.1), что селанк обладает термопротективной активностью, достоверно повышая длительность активного плавания на 23% по сравнению с животными контрольной группы.

Пример конкретного выполнения №2.

Для более углубленного исследования протективного действия селанка при общем охлаждении животных была выбрана модель свободного плавания крыс в холодной воде с температурой 9°С в течение 60 минут. Однако при обычном свободном плавании крыс в холодной воде (см. пример 1) было показано, что крысы активно держатся на воде не более 7-15 минут, после чего вследствие релаксации шейных мышц голова опускается ниже уровня воды и они погибают. Данная модель прежде всего предназначена для определения времени активного сопротивления животных холоду. Исходя из этих данных, модель общей гипотермии крыс нами была модифицирована: крысам одевали специальные воротники (изготавливаемые из материала с положительной плавучестью), не позволяющие им опускать голову в воду.

Использовалось два способа введения препарата: лечебное, когда лекарство вводили сразу после того, как крысу доставали из воды и лечебно-профилактическое – препараты назначались до плавания (за 20 минут) и сразу после плавания.

Опыты были поставлены на 36 белых крысах-самцах, массой 200-210 г, разделённых на 3 группы по 10-16 животных. Плавание крыс происходило в бассейне размерами 180 см × 65 см × 60 см. Первая (контрольная) группа животных за 20 минут до плавания интраназально получала физ. раствор в объеме 0,04 мл в каждый носовой ход. Крысам второй группы до плавания никаких манипуляций не проводили, но через 10 минут после плавания в холодной воде вводили интраназально вводили раствор селанка в объеме 0,04 мл в каждый носовой ход (всего 200 мкг/кг); животным третьей группы селанк вводили как за 20 минут до плавания, так и через 10 минут после.

Выжившим после плавания животным препараты вводились раз в сутки на протяжении 5 дней. Анализировалось 3 показателя: гибель крыс в течение первого часа после плавания, выживаемость в течение 5 суток и средняя длительность жизни животных, выживших после плавания, но погибших в течение первых пяти суток (определяет длительность интенсивной терапии в клинике: чем она дольше, тем больше шансов на выживание больных).

Таблица 2. Влияние селанка на выживаемость крыс при 60-минутном плавание в воде с температурой 9°С

*) – достоверные сдвиги по отношению к контролю при р<0,05.

В контроле часовой рубеж после плавания перешли лишь 25% животных, которые затем все погибли в течение первых-вторых суток.

Лечебное применение селанка позволило повысить выживаемость животных в течение первого часа в 3,2 раза. Более того, 40% белых крыс выжило. Возросла также на 74% (p<0,05) и продолжительность жизни умерших крыс. В условиях клиники – это дополнительное (а возможно и определяющее) время для проведения интенсивной терапии.

Лечебно-профилактическое введение селанка не изменяло показателя выживаемости животных, но увеличивало продолжительность жизни 96% умерших крыс.

Таким образом, результаты выполненных исследований показали, что пептид Thr-Lys-Pro-Arg-Pro-Gly-Pro (селанк) оказывает выраженный протективный эффект при общем охлаждении организма белых крыс.

Применение пептида формулы Thr-Lys-Pro-Arg-Pro-Gly-Pro (селанк) в качестве протекторного средства при профилактике и/или лечении общего охлаждения организма млекопитающего при интраназальном введении.