Автореферат и диссертация по фармакологии (15.00.02) на тему:Получение и изучение комплексных соединений индия(III) с аминокислотами и возможности их использования в фармации

На правах рукописи

Мокрушина Марианна Александровна

ПОЛУЧЕНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИН-ДИЯ(Ш) С АМИНОКИСЛОТАМИ И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ФАРМАЦИИ

15.00.02 - фармацевтическая химия, фармакогнозия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени

кандидата фармацевтических наук I

0034563*76

ПЯТИГОРСК-2008

003456376

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пятигорская государственная фармацевтическая академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный руководитель: доктор фармацевтических наук, профессор

Вергейчик Евгений Николаевич

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Озеров Александр Александрович

кандидат фармацевтических наук, доцент Мыкоц Лилия Петровна Ведущая организация: ГОУ ВПО «Башкирский ГМУ Росздрава»

Защита состоится (^¿аХ^^Я. 2008 года в й. ()0 часов на заседании Диссертационного совета Д 208.069.01 при ГОУ ВПО Пятигорская ГФА Росздрава (357532, Ставропольский край, Пятигорск, пр. Калинина, 11)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Пятигорская ГФА Росздрава.

Автореферат разослан « » иш^'^ 2008 г. Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор фармацевтических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Исследования последних лет показывают, что многие микроэлементы, такие как титан, ванадий, хром, марганец, железо, селен, кобальт, никель, цинк, оказывают разнообразное фармакологическое действие. Это связано с тем, что микроэлементы вступают во взаимодействие с субклеточными системами, начиная с мембран и заканчивая микросомами. Соединения индия интересны как малоизученные с химической и, особенно, фармакологической точки зрения. По химическим свойствам индия следует ожидать, что его соединения могут проявлять высокую фармакологическую активность. Известно, что соединения индия стимулируют рост волос, влияют на водный и углеводный обмен, обладают иммуносу-прессорной, антиканцерогенной активностью и гипотензивным действием. По литературным сведениям известно, что иммуносупрессорное действие индия может быть использовано при лечении воспалигельных заболеваний суставов: артритов, артрозов. Имеющиеся в литературе сведения показывают, что соединения индия представляют интерес для фармакологов как перспективные объекты для дальнейших исследований.

В отечественной медицинской практике, несмотря на достаточно высокую фармакологическую активность индия, официально не используются индийсодер-жащие лекарственные препараты (кроме радиофармацевтических средств). Это объясняется прежде всего отсутствием хорошо разработанных и доступных методов получения соединений индия, пригодных для фармацевтических целей, методик их анализа и стандартизации.

Кроме того, неорганические соединения индия обладают высокой токсичностью. Более перспективными, на наш взгляд, являются комплексные соединения индия с органическими лигандами. Такими лигандами могут быть аминокислоты, которые являются малотоксичными соединениями, а кроме того снижают токсичность многих соединений. Однако литературные сведения по получению и изучению комплексных соединений касаются в основном комплексов с неорганическими лиган-

дами. Методики получения комплексных соединений индия с аминокислотами не разработаны. Поэтому получение и изучение комплексных соединений индия(Н1) с аминокислотами является актуальной проблемой для фармацевтической науки и практики.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является получение и исследование комплексных соединений индия(Ш) хлорида с аминокислотами и предварительные фармакологические испытания полученных субстанций.

Достижение поставленной цели в нашей работе стало возможным путем решения следующих задач:

- Разработать методику получения комплексных соединений индия (Ш) с аминокислотами: глицин, а-аланин, фенилаланин, триптофан, лейцин, изолейцин.

- Определить состав и устойчивость полученных соединений.

- Разработать методики качественного и количественного определения соединений индия(Ш) с аминокислотами.

- Провести предварительные фармакологические исследования полученных соединений.

Научная новизна. Установлена возможность получения соединений ин-дия(П!) с такими аминокислотами как глицин, а-аланин, фенилаланин, триптофан, лейцин, изолейцин и впервые исследованы свойства полученных субстанций различными химическими и физико-химическими методами.

Изучены условия получения комплексных соединений индия с аминокислотами. Показана возможность получения данных соединений в спиртовой или спирто-водной среде, с последующим их осаждением с помощью ацетона.

На основе комплекса физических, физико-химических и химических методов установлен состав полученных комплексных соединений, который составляет соотношение 1:3 для комплексного соединения индия(1П) с глицином и 1:2:1 - для остальных полученных комплексов. Методом ИК-спектроскопии показано, что в ком-плексообразованки участвует амкно- к карбоксильная группы аминокислот. Опре-

делены молекулярные массы полученных комплексных соединений подтверждающие их состав. Вычислены константы диссоциации полученных комплексных соединений. Установлено, что наибольшие значения констант устойчивости имеют комплексные соединения индия с глицином и триптофаном.

Проведены предварительные фармакологические испытания комплексных соединений индия(Ш) с глицином и триптофаном. Изученная острая токсичность и биохимическая диагностика эндогенной интоксикации у крыс показали снижение токсичности комплексных соединений по сравнению с индия(Ш) хлоридом. Установлено влияние комплексных соединений индия на клеточный иммунитет. Ком!! пу "'I .;,'<!!!•'' ЧНН^М/'ИП С Ч ГТГЧТ^ММ УГТПЯНЧРТ Р 1.Щ I ( ; ;л 1'; ГГРППРГГОГ»--------- ----------------, . — / - —-------•--------------- - - г------1---1-----------------г----г

ный эффект неорганического соединения индия(Ш) хлорида, тем самым нивелируя токсический эффект индия. Выявлена активация роста волос у крыс при применении комплексных соединений индия.

Практическая значимость работы. Предложены методики получения комплексных соединений индия с аминокислотами: глицин, а-аланин, фенилаланин, триптофан, лейцин, изолейцин.

Разработаны методики качественного и количественного анализа в субстанциях индия(Ш) хлорида и аминокислот, которые позволяют определить состав комплексных соединений индия(Ш) с аминокислотами.

При изучении острой токсичности (ЫЭзо) установлено, что полученные комплексные соединения индия(Щ) с глицином и триптофаном относятся по классификации К.К. Сидорова к классу умеренно токсичных веществ.

Результаты фармакологических исследований показали отсутствие токсического действия комплексных соединений, по сравнению с индия(Ш) хлоридом. Установлено влияние комплексного соединения индия(Ш) с глицином на рост волос крыс. Выявлено иммунно-, фагоцитоз-стимулирующее действие комплекных соединений индия(Ш) с глицином и триптофаном.

Полученные данные биологической активности комплексных соединений ин-дия(П1) с аминокислотами позволяют рекомендовать их для дальнейшего углублен-

ного доклинического исследования с целью создания эффективных лекарственных средств для лечения аллоппеций и воздействия на иммунную систему.

Внедрение результатов исследования в практику. На основании результатов исследования составлено информационное письмо «Исследование биологической активности комплексных соединений индия(ПГ) с аминокислотами как средств, влияющих на клеточный иммунитет и рост волос», и получено заключение проблемной комиссии ГОУ ВПО «Пермская ГФА Росздрава» о принятии полученных комплексных соединений индия(Ш) с аминокислотами: глицин, а-аланин, фенила-ланин, триптофан, лейцин, изолейцин - на расширенные фармакологические испытания.

Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ГОУ ВПО ПятГФА Росздрава (номер государственной регистрации 01.2.00101060).

Апробация и публикация результатов исследования. Фрагменты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 61-ой и 63-ей научных конференциях «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции» (г. Пятигорск, 2006,2008 гг.).

По теме диссертации опубликовано 7 работ (в том числе 2 статьи опубликованы в журнале, рекомендуемым ВАК), в которых отражено основное содержание диссертации.

Положения выносимые на защиту:

1. Способы препаративного получения комплексных соединений индия(Ш) с глицином, а-аланином, фенилаланином, триптофаном, лейцином, изолейци-ном.

2. Результаты определения состава полученных комплексных соединений индия(НГ) с указанными выше аминокислотами.

3. Методики анализа полученных комплексных соединений индия(Ш) с аминокислотами: глицином, а-аланином, фенилаланином, триптофаном, лейцином, изолейцином.

4. Результаты определения молекулярных масс полученных комплексных соединений индия(Ш) с аминокислотами.

5. Значения рассчитанных констант устойчивости комплексных соединений ин-дия(Ш) с аминокислотами: глицином, а-аланином, фенилаланином, триптофаном, лейцином, изолейцином.

6. Данные предварительного фармакологического исследования полученных комплексных соединений индия(Ш) с аминокислотами: глицином, триптофаном.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 141 страницах машинописного текста, содержит 29 таблиц, 25 рисунков, состоит из «Введения», «Обзора литературы», 2 глав собственных исследований, общих выводов, списка литературы, включающего 122 источника, в том числе 21 иностранного.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Получение и изучение комплексных соединений индия(Ш) с аминокислотами

До настоящего времени методики препаративного получения комплексных соединений индия(Ш) с аминокислотами не разработаны. Поэтому нами изучена возможность получения комплексных соединений индия(П1) с аминокислотами.

Предварительные исследования показали, что при смешивании водных растворов индия(Ш) хлорида и аминокислот видимых изменений не происходит. Поэтому нами изучена возможность получения комплексных соединений путем концентрирования растворов, а затем осаждения соединений с помошью ацетона или этанола. Разработаны две основные методики, основывающиеся на свойствах растворимости аминокислот в неводных растворителях.

На рисунке 1 представлена схема получения комплексных соединений индия(Ш) с аминокислотами нерастворимыми в спирте этиловом: а-аланином, фе-ниламанином, триптофаном, лейцином и изолейцином. После растворения индия(Ш) хлорида в минимальном количестве воды добавляли сухой десятикратный избыток аминокислоты и перемешивали при нагревании в течение 4 часов. Затем непрореа-гировавший избыток аминокислоты (АК) отфильтровывали, фильтрат упаривали до сиропообразного состояния и добавляли небольшими порциями ацетон, наблюдая выпадение осадка. Выход комплексного соединения (КС) индия(П1) с аминокислотами: а-аланином, фенилаланином, триптофаном, лейцином и изолейцином составил 97%.

В случае, когда аминокислота растворима в спирте этиловом, на примере глицина, синтез проводили в спирто-водной среде, растворяя глицин в минимальном количестве воды и приливая его к спиртовому раствору индия(Ш) хлорида. Полученную реакционную смесь упаривали на водяной бане при постоянном перемешивании до сиропообразного состояния на водяной бане. К остатку добавляли ацетон, при этом получали кристаллический осадок. Осадок промывали ацетоном и вьгсу-

шивали при комнатной температуре до появления сыпучего порошка. Выход продукта реакции при этом составил 98%. Схема получения представлена на рисунке 2.

Индия(Ш) хлорид

Растворение в 10 мл спирта этилового 96% + сухой 10-кратный избыток АК Смешение раствору в течение 4х часов Фильтрование непрореагировавшего избытка АК

Осадок на фильтре Фильтрат

Концентрирование раствора Осаждение органическим растворителем

Маточный раствор Осадок

Сушка

Целевой продукт (комплексное соединение)

Рисунок 1 - Схема получения комплексных соединений индия(Ш) с аминокислотами нерастворимыми в спирте этиловом 96% методом осаждения органическим растворителем.

Растворение глицина в 5 мл воды Растворение индия(Ш) хлорида

в 10 мл спирта этилового 96%.

Смешение растворов, отстаивание

I

Концентрирование раствора

I

Осаждение органическим растворителем

Целевой продукт (комплексное соединение)

Рисунок 2- Схема получения комплексного соединения индия(Ш) с глицином методом осаждения органическим растворителем.

Полученные соединения представляют собой белые кристаллические вещества, легко растворимые в воде и близки по свойствам. Основные свойства приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Основные свойства комплексных соединений индия(Ш) с аминокислотами

Наименование веществ Внешний вид Температура плавления, °С Растворимость в воде при 20 °С рН

КС индия(П1) с глицином бел.гигроскоп. порошок 154,3 - 154,6 легко растворим 3,8±0,2

КС индия (ГЦ) с а-аланином бел.гигроскоп. порошок 154,3 -154,5 легко растворим 3,8±0,3

КС индия(Ш) с фенилаланином бел.хлопьевидн. порошок 154,9- 155,3 легко растворим 3,8±0,3

КС индия(111) с триптофаном бел.хлопьевидн. порошок 155,0- 155,4 легко растворим 3,8+0,2

КС индия(Ш) с лейцином бел.с метал.блеском порошок 154,4- 154,8 легко растворим 3,7±0,4

КС индия(И1) с изолейцином бел.с метал.блеском порошок 154,5- 154,8 легко растворим 3,7±0,3

Состав полученных веществ рассчитывали после количественного определения всех компонентов. Содержание индия(Ш) определяли комплексонометриче-ски с помощью трилона Б, содержание аминокислот - формольным титрованием (по методу Серенсена), хлорид ион определяли аргентометрически (методом Фаянса).

Расчет молярных соотношений комплексных соединений показан на примере соединения индий - а-аланин - хлорид.

Молярное соотношение 1п (А) : а-аланина (В): хлорид ионов (С)

СодержаЕше индия в комплексном соединении X = 35,13%

Содержание а-аланина в комплексном соединении X = 53,98% Содержание хлорид ионов в комплексном соединении Х= 10,87%

А : В :С = = 0,30596 : 0,60584:0,30619= 1 :2:1

114,8 89,1 35,5

Комплексное соединение с глицином не содержит хлорид иона и имеет соотношение 1:3, а другие соединения имеют состав 1:2:1.

В результате рассчитан следующий состав представленный в таблице 2.

Таблица 2 - Результаты анализа комплексных соединений индия(Ш) с аминокислотами

Комплексные Содержание. % Состав

соединения и- 1П С\ 1п ь сГ

КС индия(Ш) с глицином 33,72 66,23 - ! з

КС индия(Ш) с а-аланином 35,13 53,98 10,87 1 2 1

КС индия(Ш) с фенилаланином 24,09 68,53 7,41 1 2 1

КС индия(Ш) с триптофаном 20,54 73,14 6,39 1 2 1

КС индия(Ш) с лейцином 28,02 63,35 8,65 1 2 | 1

КС индия(Ш) с изолейцином 27,93 63,45 8,66 I 2 1

Примечание: Ь - аминокислота.

Экспериментальные данные близки к рассчитанному содержанию компонентов. Поэтому можно считать, что в данных условиях образуются соединения тригпи-цининдий(ГП) в соотношении 1:3; монохлордиаланининдий(Ш), монохлордифенилалани-

ниндий(ПГ), монохчордитриптофаниндшХШ), монохлордш¡ейци:««¡дий(Ш), монохлордки-золейцининдий(Ш) в соотношении 1:2:1.

Характер связи в комплексных соединениях изучали методом ИК-спектроскопии. ИК-спектры комплексных соединений, таблетированных с калием бромидом измеряли на приборе ИКС-40 в области 4000-400 см"'. На рисунке 3 приведены ИК-спектры исходных веществ и комплексного соединения индия(Ш) с 1 триптофаном.

"Г; %

.............'

„и. -3 * \

44»-?

Г, :

р..........

• «ад»-'

./' \ !

-мУН

|Л I )'

V V

1 ы.

б)

а, чг~. я

Рисунок 3- ИК-спектр индия(Ш) хлорида; а) ИК-спектр триптофана; б) ИК-спектр комплексного соединения индия(Ш) с триптофаном.

В полученном спектре комплексного соединения индия(Ш) с триптофаном можно выделить следующие характеристические полосы:

3040-2820,2564 и 2105 см1: >Шз+.

11. 1620 см'1: ЫН/ асимметричное деформационное колебание.

12. 1484 см'1: СОСУ асимметричное валентное колебание.

13. 1452 см'': СН3 асимметричное деформационное колебание.

14. 1409 см'1: СОО" симметричное валентное колебание.

15. 1352 см'1: СН3 симметричное валентное колебание.

16. 1228 см'': ИНз+ маятниковое колебание.

17.1088 см'1: Ме^

18. ЮООсл/"': СН3 маятниковое колебание.

19. 816 см'1: С-СНз валентное колебание.

20. 744 см'1: СОО" ножничное колебание

При сравнении ИК-спектров индия(Ш) хлорида, аминокислот и комплексных соединений наблюдали появление новых полос (от 1200-до 1000 см"1), которые отсутствуют в спектрах аминокислот и индия(Ш) хлорида. По литературным данным известно, что в этой области характерны полосы координационной связи металл-азот, В спектре поглощения исчезает полоса свободной карбоксильной группы, при этом характерно появление новых полос координационной связи Ме-И. Такие изменения ИК-спектров характерны для всех полученных комплексных соединений. На основании этого можно считать, что ко мплексообразование проходит по аминогруппе и карбоксильной группе. Характеристики полос поглощения приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Характеристические полосы ИК-спектров исследуемых веществ

Комплексные соединения -1 Частота, см

Индия(Ш) с глицином (1:3) 1632,1508,1400,1316,1184, 1113,1048, 924, 852, 824

Индия(Ш) с а-аланином (1:2) 1624, 1508,1553,1448,1384,1356, 1300, 1188,1116, 1080, 1040, 932, 836, 720

Индия(Ш) с фенилалашшом (1:2) 1628,1492,1444,1404,1332,1228,1072,912, 848,748

Ипдия(И1) с триптофаном (1:2) 1620,1484, 1452,1409,1352,1228,1088,1000, 816, 744

Индия(Ш) с лейцином (1:2) ¡624, 1476, 1404, 1344, 1160, 1116, 972, 928, 816, 752

Индия(Ш) с изолейцином (1:2) 1620, 1484, 1332,1161,1096. 992, 924, 872, 792

На основании проведенных исследований мы предполагаем, что полученные комплексные соединения имеют следующую химическую структуру (рис. 4).

и ' '2

Рисунок 4- Предполагаемая химическая структура А-комплексных соединений ин-дия(Ш) с аминокислотами имеющими состав 1:2:1; Б - комплексного соединения индия(Ш) с глицином имеющего состав 1:3.

Для подтверждения состава комплексных соединений нами была определена их молекулярная масса методом Раста. Для этого готовили смесь камфоры с исследуемым комплексным соединением и определяли депрессию температуры плав-

ления. По указанным данным с учетом состава смеси полученного сплава и крио-скопической постоянной камфоры находили молекулярную массу по формуле:

К-С-10

МГ(кс)= д^ , где

Мт(кс)_ молекулярная масса комплексного соединения, К - криоскопическая постоянная камфоры, К = 40,0; С - содержание комплексного соединения, % ;

ДТ - депрессия температур плавления (разница температур плавления камфоры и твердого раствора. Температура плавления камфоры 178,5.

Результаты определения молекулярной массы представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Результаты определения молекулярной массы комплексных соединений индия (III) с аминокислотами

Комплексное со- Состав

единение t пл., °С Мг(КС) практ. Мг(КС) теор. 3+ , In L cf

КС индия(Ш) с глицином 166,6 337,1 336,8 1 3 -

КС индия(Ш) с а-аланином 166,3 327,1 326,5 1 2 1

КС индия(П1) с фенилаланином 170,1 478,3 478,7 1 2 1

КС индия(Ш) с триптофаном 171,3 556,2 556,8 1 | 2 1

КС индия(Ш) с лейцином 168,7 408,4 410,7 1 ) 1 2 1

КС индия(Ш) с изолейцином 168,8 411 410,7 i 1 2 I 1

Примечание: L - аминокислота.

Как следует из данной таблицы, найденное значение молекулярной массы близко к рассчитанной молекулярной массе для соответствующих комплексных соединений. Разброс результатов не превышает ± 5,0 %, что допустимо для данной методики определения. Т.о. данные свидетельствуют о получении комплексного соединения индия(Ш) с глицином в соотношении 1:3 и 1:2:1 для других комплексных соединений.

Для всех полученных комплексных соединений нами была определена константа нестойкости. Для этого был использован криоскопический метод, позволяющий по криоскопическим данным рассчитать а - степень диссоциации и значение константы диссоциации комплексных соединений. Для исследований были использованы 0,)М водные растворы веществ. Для измерения использовали криостат фирмы «Буревестник».

Исходя из значений рассчитанной и экспериментально найденной депрессий температуры замерзания, можно рассчитать значение степени диссоциации. Так как состав комплексного соединения соответствует отношению 1 : 3, то можно найти концентрацию всех компонентов раствора.

[1п] = С • а, [С1у4] = 3 • С ■ а, [1п(01у4)з] = С(1-а),

где С - концентрация раствора комплексного соединения, рассчитанная по массе навески;

а - степень диссоциации.

На основании этого можно составить следующее уравнение: А1 = С • (1-а) + С • а + 3 ■ С • а

Из этого уравнения можно найти значение степени диссоциации, используя значение концентрации и депрессии температуры замерзания. • -

Константу диссоциации (Кд) комплексного соединения рассчитывали по фор>

муле:

_им

Кд~ [1пС1у,\

Подставляя значение концентраций компонентов, с учетом степени диссоциации получили формулу:

Кд = с. (1 _

В таблице 5 приведены фактическая моляльнос1ь раствора и депрессия температуры замерзания, рассчитанные степень диссоциации и конетанш диссоциации полученных комплексных соединений.

Таблица 5 - Результаты определения константы диссоциации КС крноско-пическим методом

Комплексное соединение Измеренные данные Вычисленные данные

М - молялыюсть, Д1 смеси депрессия температуры замерзания Степень диссоциации Константы диссоциации

М смеси а КД±АК £

КС индия(Ш) с глицином 0,337 -0,291 0,188 (4,21 ±0,06) х 10° 8= 15,1%

КС индия(Ш) с а-аланином 0,287 -0,338 0,272 (2,03±0,08)х 104 е= 4,03%

КС индия(III) с фенилаланином 0,294 -0,324 0,248 (1,37±0,16)х10^ £ = 11,6%

КС индия(Ш) с триптофаном 0,320 -0,300 0,204 <5,89±0,18)хЮ"3 е = 31,4%

Продолжение таблицы 5

Комплексное соединение Измеренные данные Вычисленные данные

М - МОЛЯДЫЮСТЬ, ¿1 смеси депрессия температуры замерзания Степень диссоциации Константы диссоциации

М Д1 смеси а Кд±ДК £

КС индия(Ш) с лейцином 0,319 -0,315 0,231 (9,92±0,09)х10'4 е= 9,07%

КС индия(Ш) с изолейцином 0,307 -0,315 0,2314 (9,96±0,09)х10"4 е~ 9,9%

Примечание: Ь - М-моляльность, А! - депрессия температуры замерзания, о. - степень диссоциации, К0±ЛК- значение константы диссог/иаг/гт, е - относительная

погрешность

Определенные константы диссоциации комплексных соединений индия крио-скопическим методом позволяют сделать вывод, что наиболее устойчивым из них является комплекс с глицином и триптофаном.

Фармакологические исследования комплексных соединений индия(Ш) с аминокислотами

Для предварительных фармакологических исследований нами выбраны комплексные соединения индия с глицином и триптофаном, так как эти соединения имеют наибольшие значения констант устойчивости. Острую токсичность определяли методом Кёрбера.

Изучение острой токсичности (ЬО50) показало, что комплексообразование индия с глицином и триптофаном уменьшают токсичность в 2,5 раза и почти в 5 раз соответственно по сравнению с неорганическим индия(Ш) хлоридом, в пересчете на индий. Это позволяет отнести полученные комплексные соединения по классификации К.К.Сидорова к классу умеренно токсичных веществ.

18

100

92,6 ± 2,1

--!---

1пС13 1п+С1у 1п+Тгу

- достоверно по отношению к интактной группе

20-

40-

80-

0

19,2 ± 1

50

Рисунок 5 - ЛД 50 - острая токсичность соединений индия

Для определения выраженности повреждающей активности неорганического соединения индия по сравнению с новыми синтезированными комплексами наблюдали за изменением массы крыс, влиянием веществ на диурез, гепатотоксичность, а также устанавливали органы-мишени.

Сравнение фармакологического действия индия(Ш) хлорида и комплексного соединения индия(ГП) с глицином показало следующее. При приеме индия(Ш) хлорида наблюдается снижение массы тела крыс, увеличение продолжительности нем-буталового сна и снижение диуреза. При введении комплексного соединения показатели массы тела, диуреза, а также продолжительности нембуталового сна были на уровне интактннх животных. Это указывает на отсутствие токсического действия комплексного соединения на печень и почки. Определение органов-мишений позволяет сделать заключение, что наиболее всего неорганический индия(Ш) хлорид накапливается в печени, легких, почках и селезенке, а комплексное соединение индия не оказывает такого отрицательного повреждающего действия на органы.

Биоантиоксидантную защиту определяли по каталазной активности. Эндогенную интоксикацию определяли по показателям: общий белок, мочевина, «средние молекулы». Проведенная биохимическая диагностика эндогенной интоксикации у крыс показала, что применение комплексного соединения индия(Ш) с глицином препятствует развитию эндогенной интоксикации, по сравнению с индия(Ш) хлори-

Одной из актуальных проблем фармакологии является поиск средств для | лечения аллопеции. Поэтому нами проведено исследование влияния соединений индия на рост волос. О влиянии комплексного соединения на волосяной покров судили | на 9 и 14 день по скорости обновления шерсти, ее длины на участке заднего бедра крыс без волос, рисунок 6.

9 день 14 день

Рисунок 6 - Средняя длина волос крыс при применении соединений индия,* - достоверно по отношению к интактной группе, # - достоверно по отношению к контрольной группе индия(Ш) хлорида

Результаты исследования показали, что наиболее интенсивный рост волос (в 2,5 раза) наблюдался на 9 день в группе животных, принимавших комплексное соединение индия(Ш) с глицином.

Проведено исследование влияния полученных комплексных соединений индия с глицином и триптофаном на иммунную систему крыс. Животным внутрибрю-шинно вводили 2 дозировки веществ, составляющих 1/50 и 1/100 от ЛД50. Определяли следующие иммунологические показатели: количество лейкоцитов, содержание в крови циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК); фагоцитарную активность лейкоцитов (ФАЛ), фагоцитарный индекс лейкоцитов (ФИЛ), показатель завершенности фагоцитоза (ПЗФ); содержание антителообразующих клеток в селезенке (АОК) и содержание клеток селезенки.

Результаты опытов свидетельствуют, что при введении животным индия(Ш) хлорида, уровень лейкоцитов и циркулирующих иммунных комплексов резко воз-

растает, что возможно свидетельствует о протекании воспалительного процесса в организме крыс, в то время как комплексные соединения, в особенности с триптофаном, не влияют на эти показатели. Одновременно высокий уровень антителопро-дуцентов и клеток селезенки в группе комплексных соединений указывают на поддержание иммунной системы и детоксицирующей активности печени крыс. Результаты исследований показали, что наибольшую фагоцитарную активность и наибольшую переваривающую способность фагоцитами микробов проявило КС индия с триптофаном.

Таким образом, комплексные соединения индия(Ш) с триптофаном и глицином снижают депрессорный эффект неорганического соединения индия, тем самым нивелируя его токсический эффект. В большей степени это относится к соединениям индия с триптофаном.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Изучены условия и разработаны методики получения комплексных соединений

индия(Ш) с аминокислотами.

2. Химическими и физико-химическими методами анализа идентифицированы комплексные соединения индия(П1) с аминокислотами и доказано, что образование комплексов происходит в соотношении индий : глицин 1:3, индий : а-апанин : хлорид в соотношении 1: 2 : 1, индий : фенилаланин : хлорид 1:2: 1, индий : триптофан : хлорид 1:2:1, индий : лейцин : хлорид 1:2: 1, индий : изолейцин : хлорид 1:2: 1.

3. Изучена химическая структура полученных комплексных соединений методом инфракрасном спсктроскопик. ГТсказано, что коя индия встуттист в координационную связь с аминокислотами по аминогруппе, а ионная связь аминокислот с ионом индия(Ш) происходит за счет карбоксильной группы. Высказано предположение о химической структуре комплексных соединений индия с аминокислотами.

4. Методом Раста определена молекулярная масса полученных соединений, которая соответствует установленному составу комплексных соединений.

5. Найдены значения констант диссоциации комплексных соединений криоскопи-ческим методом, которые равны для комплексных соединений триглицинин-

дий(Ш) - 4,205x10"5, монохлордиаланининдий(Ш) - 2,03x10"4, монохлордифе-

•4 -5

нилаланининдий(Ш) - 1,37><10 , монохлордитриптофаниндий(Ш) - 5,89x10 ,

_4

монохлордилейцининдий(Ш) - 0,992x10 , монохлордиизолейцининдий(Ш) -1,007x10"4.

6. Доказано, что комплексообразование с аминокислотами снижает острую токсичность индия, препятствует развитию эндогенной интоксикации, оказывает иммунно-, фагоцитоз-стимулирующее действие.

7. Выявлено стимулирующее влияние КС индия(Ш) с глицином на рост волос у крыс.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Получение и состав соединения индия хлорида с глицином // Фармация и здоровье: материалы Междунар. науч.-практ. конф. 9-12 ноября 2005 г. / под ред. В.В. Юшкова. - Пермь: ПГФА, 2005. - С.95-96. (Соавт. Вергейчик E.H., Губанова Л.Б.)

2. Биологическое действие индия // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. - 2006. - №3. - С.3-6. (Соавт. Вергейчик E.H., Губанова Л.Б.)

3. Получение и изучение комплексных соединений индия с аминокислотами // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сб. науч. тр. / Пятигорская ГФА, СПб ГХФА. - Пятигорск, 2007. - Вып.62 - С.266-268. (Соавт. Вергейчик E.H., Губанова Л.Б.)

4. Исследование острой токсичности комплексного соединения индия хлорида с триптофаном и влияния его на параметры иммунной системы // Медико-социальная экология личности: состояние и перспективы: материалы 6 Междунар. конф. 4-5 апр. 2008 г. - Минск: БГУ, 2008. - Ч.2.- С. 199-201. (Соавт. Вергейчик E.H.)

5. Изучение острой токсичности соединений индия(Ш) с глицином и триптофаном // Человек и лекарство: тез. докл. 15 Рос. нац. конгресса 14-18 апреля 2008 г. -М, 2008. - С.551. (Соавт. Вергейчик E.H.)

6. Получение и изучение комплексного соединения индия(Ш) хлорида с триптофаном // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сб. науч. тр. / Пятигорская ГФА. - Пятигорск, 2008. - Вып.63. - С.305-308.

7. Получение и изучение соединений индия хлорида с а-аланином и фенилала-нином // Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье». -2008. - №4. — С.92-96. (Соавт. Вергейчик E.H.)

\\

Мокрушина Марианна Александровна

ПОЛУЧЕНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИН-ДИЯ(Ш) С АМИНОКИСЛОТАМИ И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ФАРМАЦИИ

15.00.У2 — фарМадс?£яИЧ^СКЙЯ ХИМИЯ, фармакогнозия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук

Подписано к печати ормат бумаги 60x84 1/16

Бумага книжно-журнальная. Печать ротапринтная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пятигорская государственная фармацевтическая академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (357532, Ставропольский край, г. Пятигорск, пр. Калинина, 11)

Актуальность темы. Исследования последних лет показывают, что многие микроэлементы, такие как титан, ванадий, хром, марганец, железо, селен, кобальт, никель, цинк, оказывают разнообразное фармакологическое действие [38, 42, 57, 83]. Это связано с тем, что микроэлементы вступают во взаимодействие с субклеточными системами и влияют на различные системы клетки, начиная с мембран и заканчивая микросомальными системами [27, 52, 63, 113]. Соединения индия интересны как малоизученные с химической и, особенно, фармакологической точки зрения [113, 114]. По химическим свойствам индия следует ожидать, что соединения индия могут проявлять высокую и разнообразную фармакологическую активность. Так, по литературным источникам, соединения индия стимулируют рост волос, влияют на водный и углеводный обмен, обладают иммуносупрессорной, антиканцерогенной активностью и гипотензивным действием [17, 34, 64, 74]. По литературным сведениям известно, что иммуносупрессорное действие индия может быть использовано при лечении воспалительных заболеваний суставов: артритов, артрозов [73].

В то же время в России в медицинской практике, несмотря на достаточно высокую фармакологическую активность индия, официально не используются ин-дийсодержащие лекарственные препараты (кроме радиофармацевтических средств) [71, 72, 75, 84]. Это объясняется прежде всего отсутствием хорошо разработанных и доступных методов получения соединений индия, пригодных для фармацевтических целей, методик их анализа и стандартизации.

Соединения индия изучены недостаточно. Приведенные данные имеют, как правило, односторонний характер. Авторы приводят исследования отдельных сторон соединений индия. Изучение соединений индия, проведенное химиками, не касается вопросов биологического действия. Фармакологическое изучение соединений индия проводилось без связи с их химическим строением. Также известно, что неорганические соединения индия оказывают токсический эффект на организм. Для повышения всасывания соединений индия, повышения биодоступности и снижения токсичности целесообразно использовать в качестве биологически активных веществ комплексные соединения индия с биолигандами. Токсичность соединения индия значительно снижается при образовании комплексных соединений с органическими соединениями, в том числе с аминокислотами [28]. Поэтому получение комплексных соединений индия с аминокислотами представляет интерес и с точки зрения снижения токсичности этого микроэлемента.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является получение и исследование комплексных соединений индия(Ш) хлорида с аминокислотами и предварительные фармакологические испытания полученных субстанций.

Достижение поставленной цели в нашей работе стало возможным путем решения следующих задач:

- Разработать методику получения соединения индия (III) с аминокислотами: глицин, а-аланин, фенилаланин, триптофан, лейцин, изолейцин.

- Определить состав полученных соединений.

- Определить структуру полученных соединений.

- Определить молекулярную массу комплексных соединений.

- Определить устойчивость комплексов индия(Ш) с аминокислотами.

- Разработать методики качественного и количественного определения соединений индия(Ш) с аминокислотами.

- Провести предварительные фармакологические исследования полученных соединений.

Научная новизна. Разработаны методики получения соединений индия(Ш) с такими аминокислотами, как глицин, а-аланин, фенилаланин, триптофан, лейцин, изолейцин, и исследованы впервые полученные субстанции различными химическими и физико-химическими методами. Изучены условия получения координационных соединений индия с аминокислотами. Установлены состав и структура комплексных соединений. Определены молекулярные массы и константы диссоциации полученных координационных соединений. Проведены предварительные фармакологические испытания.

Практическая значимость исследования заключается в разработке комплексных соединений индия с аминокислотами со сниженной токсичностью по сравнению с неорганическими соединениями индия, что позволит более широко исследовать и применять соединения индия в медицинской и фармацевтической практике. Проведенные исследования показали, что комплексные соединения индия с глицином и триптофаном снижают острую токсичность на 31 и 73 мг/кг соответственно по сравнению с индия(Ш) хлоридом, что позволяет их отнести по классификации К.К. Сидорова к классу умеренно токсичных веществ.

Результаты экспериментальных исследований показали влияние соединений индия на клеточный иммунитет. Установлено влияние комплексного соединения индия(Ш) с глицином на рост шерсти крыс.

Внедрение результатов исследования в практику. На основании результатов исследования составлено информационное письмо «Исследование биологической активности комплексных соединений индия(Ш) с аминокислотами как средств, влияющих на клеточный иммунитет и рост волос», и получено заключение проблемной комиссии ГОУ ВПО «Пермская ГФА Росздрава» о принятии полученных комплексных соединений индия(Ш) с аминокислотами: глицин, а-аланин, фенила-ланин, триптофан, лейцин, изолейцин на расширенные фармакологические испытания.

Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ПятГФА Росздрава (номер государственной регистрации 01.2.00101060).

Апробация и публикация результатов исследования. Фрагменты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных конференциях молодых ученых (г. Пятигорск, 2006, 2008 гг.).

По теме диссертации опубликовано 7 работ.

Положения выносимые на защиту:

1. Способы препаративного получения комплексных соединений индия(Ш) с глицином, а-аланином, фенилаланином, триптофаном, лейцином, изолейци-ном.

2. Результаты определения состава полученных комплексных соединений индия(Ш) с указанными выше аминокислотами.

3. Методики анализа полученных комплексных соединений индия(Ш) с аминокислотами: глицином, а-аланином, фенилаланином, триптофаном, лейцином, изолейцином.

4. Результаты определения молекулярных масс полученных комплексных соединений индия(Ш) с аминокислотами.

5. Значения рассчитанных констант устойчивости комплексных соединений ин-дия(Ш) с аминокислотами: глицином, а-аланином, фенилаланином, триптофаном, лейцином, изолейцином.

6. Данные предварительного фармакологического исследования полученных комплексных соединений индия(Ш) с аминокислотами: глицином, триптофаном.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 142 страницах машинописного текста, содержит 29 таблиц, 25 рисунков, состоит из «Введения», «Обзора литературы», 2 глав собственных исследований, общих выводов, списка литературы, включающего 122 источника, в том числе 21 иностранного.

В первой главе диссертации обобщены данные литературы о свойствах индия и его комплексных соединений, о методах получения, анализа соединений индия, используемых для качественного и количественного определения, применении в медицинской практике, о фармакологическом действии. Представлен краткий обзор по материалам, касающимся использования физико-химических показателей для подтверждения структуры комплексных соединений металлов с аминокислотами.

Вторая глава посвящена получению и исследованию комплексных соединений индия(Ш) с глицином, а-аланином, фенилаланином, триптофаном, лейцином, изолейцином. Приведены результаты определения состава комплексных соединений химическими и физико-химическими методами. Методом инфракрасной спектроскопии установлено строение комплексных соединений, методом Раста определена молекулярная масса комплексов, криоскопическим методом определены константы диссоциации полученных соединений.

Третья глава включает результаты определения острой токсичности комплексных соединений индия(П1) с глицином и триптофаном. Была проведена биохимическая диагностика эндогенной интоксикации при применении индия(Ш) хлорида и КС индия(Ш) с глицином. Изучено изменение массы тела крыс, диуретическая активность, гепатотоксичность, влияние на рост волос крыс при применении КС индия(Ш) с глицином. Проводились исследования по изучению влияния комплексных соединений индия(П1) с глицином и триптофаном на иммунную систему.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Изучены условия и разработаны методики получения комплексных соединений индия(Ш) с аминокислотами.

2. Химическими и физико-химическими методами анализа идентифицированы комплексные соединения индия(Ш) с аминокислотами и доказано, что образование комплексов происходит в соотношении индий : глицин 1:3, индий : а-аланин : хлорид в соотношении 1:2: 1, индий : фенилаланин : хлорид 1:2:1, индий : триптофан : хлорид 1:2:1, индий : лейцин : хлорид 1:2: 1, индий : изолейцин : хлорид 1:2: 1.

3. Изучена химическая структура полученных комплексных соединений методом инфракрасной спектроскопии. Показано, что ион индия (III) вступает в координационную связь с аминокислотами по аминогруппе, а ионная связь аминокислот с ионом индия(Ш) происходит за счет карбоксильной группы. Высказано предположение о химической структуре комплексных соединений индия с аминокислотами.

4. Методом Раста определена молекулярная масса полученных соединений, которая соответствует установленному составу комплексных соединений.

5. Найдены значения констант диссоциации комплексных соединений криоскопи-ческим методом, которые равны для комплексных соединений триглицинин-дий(Ш) — 4,205x10 монохлордиаланининдий(Ш) - 2,03x10 4, монохлордифе-нилаланининдий(Ш) - 1,37x10"4, монохлордитриптофаниндий(Ш) - 5,89x10"5, монохлордилейцининдий(Ш) — 0,992x104, монохлордиизолейцининдий(Ш) — 1,007x10"4.

6. Доказано, что комплексообразование с аминокислотами снижает острую токсичность индия, препятствует развитию эндогенной интоксикации, оказывает иммунно-, фагоцитоз-стимулирующее действие.

7. Выявлено стимулирующее влияние КС индия(Ш) с глицином на рост волос у крыс.