Автореферат и диссертация по медицине (14.03.07) на тему:Экспериментальное исследование фармакологии и токсикологии 3,4-функционально производных карболина

академія Медичних наук України

ІНСТИТУТ ФАРМАКОЛОГІЇ ТА ТОКСИКОЛОГІЇ

РГ5 СІ

_ і д-р ■. ] На правах рукопису

ПЕТРЕНКО Євгенія Володимирівна

ФАРМАКОЛОГІЯ І ТОКСИКОЛОГІЯ

3,4-ФУНКЦІОНАЛЬНО ПОХІДНИХ КАРБОЛІНА (ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ)

14.03.07 - фармакологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття вченого ступеня кандидата медичних наук

Київ - 1996

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі фармакології Донецького державного медичного університету ім. М. Горького Міністерства охорони здоров’я України

Науковий керівник: доктор медичних наук, професор

Долженко А.Т.

Офіційні опоненти: доктор медичних наук, професор

Громов Л.О.

доктор медичних наук, професор Тараховський М.Л.

Провідна установа — Державний науковий центр

лікарських засобів, м. Харків

Захис^ відбудеться "/0" 1996 року о

_______год. на засіданні спеціалізованої вченої ради

Д.01.44.01. при Інституті фармакології та токсикології АМН України за адресою 252057, Київ, вул. Е.Потьє,14.

З дисертацією можна, ознайомитися у бібліотеці Інституту фармакології та токсикології АМН України.

Автореферат розіслано " 9 " ■*-£<.£- 1996 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради,

доктор медичних наук Середа П.І.

з

АКТУАЛЬНІСТЬ ТЕМИ. Тривога і страх е одними з найпоширеніших психопатологічних симптомів, що супроводжують практично всі психічні захворювання. У ряді випадків тривога і страх виступають у ролі факторів, що посилюють перебіг і наслідок основного патологічного проце-са. Серед затверджених у клінічній практиці засобів, здатних усувати відчуття тривоги і страху, у останні роки найбільше розповсюдження отримали транквілізатори бен-зодіазепінового ряду (Авруцький Г.Я., Недува А.А., 1988). Проте, невважаючи на певні досягнення у психофармакології тривожних станів, пошук та вивчення нових транквілізаторів залишається актуальним і сьогодні. Це зумовлено головним чином тим, що існуючі препарати не позбавлені побічних ефектів, мають невелику обраність дії, що значно знижує їх терапевтичну цінність. Вказані обставини побуджують до винаходу анксиолітичних засобів з більш прицільним впливом на синдром страху і тривоги, позбавлених характерних для бензодіазепінових транквілізаторів м’язорозслаблюючої і снотворної активності.

Пошуки лікарських засобів, які усувають синдром тривоги, ускладнюється відсутністю однозначних даних щодо нейрофізіологічних і нейрохімічних її механізмів. Лише за останнє десятиріччя виконані дослідження, які дозволяють припускати існування у мозку речовин, регулюючих рівень тривожності людини і тварин. З’ясовується їх відношення до бензодіазепінових рецепторів нейронів мозку та їх роль як "ендогенних лігандів бензодіазепінових рецепторів" (Дуленко В.І. і співавт., 1992). З цієї точки зору на механізм тривоги увагу привертають р-карболіни, відомості про які як про можливі ліганди БДР з’явилися у 1980 році, коли була встановлена здатність гармана і норгармана (Аігакзіпеп М., Міккопеп Е., 1980) у нано- і мікромолярних концентраціях витісняти 3Н-діазепам з місць його специфічного зв’язування у мембранних фрагментах мозку. Ці дані задовільно корелювали з дослідженнями, які були ви-

конані на кафедрі фармакології Донецького медичного університету (Долженко А.Т., Комісаров І.В., Абра-мець 1.1.), які довели, що гарман та його похідні мають спектр фармакологічної активності, що збігається із спектром дії бензодіазепінових транквілізаторів. Одночасно вони виявляють також властивості, притаманні трициклічним антидепресантам (Долженко А.Т., 1986) та ноотропам

(Sarter М., Stephens D.N., 1988). Наявність транквілізую-чої активності у гармана і відношення p-карболинів до БДР мозку спонукало до пошуку речовин з протистраховою і протитривожною дією серед 3,4-функціонально заміщених карболінів.

МЕТА даного дослідження - обгрунтування можливості створення на основі 3,4-функціонально заміщених карболіну речовин з анксиолітичною і ноотропною активністю.

Для досягнення поставленої мети вирішувались такі ЗАВДАННЯ:

1) проведення первинного відбору 3,4-функціонально заміщених карболіну у якості потенційних анксиолітиків і ноотропів;

2) порівняння спектра дії відібраних активних сполук із спектром еталонних транквілізаторів і ноотропів;

3) проведення дослідження механізмів анксиолітичної і ноотропної дії відібраних сполук у порівнянні з еталонними транквілізаторами та ноотропами;

4) на базі досліджень, передбачених у п.п. 1-3, відібрати сполуки, потенційно придатні для клінічного застосування у якості лікарських засобів (анксиолітиків, ноотропів), оцінити їх можливі токсичні та побічні ефекти.

ПОЛОЖЕННЯ, ЩО ВИНОСЯТЬСЯ НА ЗАХИСТ:

1. 3,4-функціонально заміщені карболіна виявляються перспективними сполуками для пошуку потенційних анксиолітиків та ноотропів.

2. Гідрохлорид 1,4,4-триметил-6-оксо-3,4,5,6-тетрагідро-індола (2,3-с) хіноліна (сполука С-559) має спектр фармакологічної дії, властивий транквілізаторам. Слаба гіпносе-дативна та м’язорозслаблююча дія С-559 при східній анк-сиолітичній активності з буспіроном вигідно відрізняє його від бензодіазепінового транквілізатора — діазепама.

3. Експериментальні дослідження фармакологічних властивостей сполуки С-549 (натрієвої солі іміда 1,4,4-триметил-6-оксо-3,4,5,6-тетрагідроіндоло (2,3-с) хіноліна) підтверджують вірність вихідної передумови щодо перспективності дослідження засобів, які мають виразну ноотропну активність серед 3,4-функціонально похідних 1-метил-р-карболін-дікарбонової кислоти.

4. Принципово новою властивістю 3,4-функціонально похідних карболіну є їх здатність моделювати нейронні ефекти ГАМК та серотоніна, а також підвищувати вивільнення ГАМК та 5-ОТ терміналями аксонів відповідних нейронів мозку, що є провідним нейрохімічним механізмом анксиолітичного ефекту сполуки С-559. Здатність сполуки С-549 підвищувати спорідненість НМДА-рецепторів до збуждуючих амінокислот полягає у основі протиамнестич-ної активності 3,4-функціонально заміщених Р-карболіну.

5. Висока специфічна активність сполук С-559 та С-549, відповідно як потенційного анксиолітика і ноотропа, при порівняно низькій їх токсичності, свідчить про доцільність поглибленого доклінічного вивчення цих сполук.

НАУКОВА НОВИЗНА ТА ТЕОРЕТИЧНА ЦІННІСТЬ ДОСЛІДЖЕНЬ. Вперше обгрунтована та експериментально підтверджена доцільність пошуку високоефективних психотропних засобів з анксиолітичними та/або ноотропними властивостями серед 3,4-функціонально заміщених карболіну. У роботі вперше доведено, що у ряді 3,4-функціонально заміщених карболіну існують речовини з переважно депреміруючими ЦНС властивостями, притаманними тран-

квілізаторам (сполука С-559) або речовинам із властивостями ноотропів (С-549). Висока специфічна активність при низькій токсичності дозволяє передбачати можливість їх клінічного застосування.

Вперше виявлено, що нейрохімічною основою анк-сиолітичної дії 3,4-функціонально заміщених карболіну є їх здатність посилювати ГАМК-ергічне гальмування у ЦНС, збільшуючи імпульсне звільнення медіатора ГАМК-ергічними нейронами і модулюючи афінність рецепторів ГАМК до нейромедіатора. Встановлена участь у анк-сиолітичному ефекті 3,4-функціонально заміщених кар-болінів серотонінергічних систем мозку.

Вперше у радіолігандних дослідженнях встановлено, що протиамнестична активність 3,4-функціонально заміщених карболіну визначається здатністю останніх підвищувати спорідненість НМДА-рецепторів до збуджуючих амінокислот.

ПРАКТИЧНЕ ЗНАЧЕННЯ ОДЕРЖАНИХ РЕЗУЛЬТАТІВ. Проведені дослідження підтвердили доцільність і перспективність направленого пошуку психотропних засобів, які мають властивості транквілізаторів і ноотропів, серед 3,4-функціонально заміщених карболіну. Розробка цього напряму призвела до створення сполуки С-559 з анк-сиолітичною дією і сполуки С-549 з протиамнестичними властивостями. Одержані у експериментах результати дозволяють рекомендувати сполуку С-559 для поглибленого доклінічного дослідження у якості потенційного тран-квілізуючого засобу, а сполуку С-549 - як речовину з протиамнестичними властивостями, з метою подальшого подання матеріалів до Фармакологічного комітету МОЗ України. Результати досліджень доцільно використовувати для синтезу та ціленаправленого пошуку високоефективних психотропних засобів серед похідних карболіну.

3Н-ГАМК, 3Н-серотоніну, 3Н-глутамінової кислоти і їх імпульсне вивільнення при електростимуляції зрізів мозку щурів, преінкубованих з радіоактивними мітками, використовували методи, описані А.Т. Долженко (1989). З метою отримання інформації про характер взаємодії досліджених речовин з різними типами рецепторів нейронів мозку вико-ристовано методи радіолігандного з’вязування (Еппа Б.Л. еі аі., 1985). Для визначення ступеню небезпеки і прогнозування хронічного отруєння при багатократному вживанні сполук вивчали їх кумулятивні властивості за методом Цш И.К. еі аі. (1961) на щурах. Одержані у роботі цифрові дані обробляли за допомогою загальноприйнятих методів варіаційної статистики, визначаючи помилку середніх величин і довірчи інтервали середніх величин при рівні достовірності р=0.05.

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Використовуючи методи фармакологічного скринінга і спеціальні прийоми, досліджено десять сполук у ряді

3,4-функціонально заміщених карболіна (табл. 1). Встановлено, що досліджені сполуки виявляють насамперед анк-сиолітичну активність (С-559) або протиамнестичні властивості (С-549), чи властивості речовини із змішаною активністю (С-556).

Суттєво, що усі досліджені похідні карболіна, виявляючи слабку амінопотенціючу активність, мають, разом з тим, достатньо високий анксиолітичний ефект, виявляючи при цьому незначний депреміруючий вплив на ЦНС: вони слабко пригнічують локомоцію і не виявляють м’язороз-слаблюючої дії, а також не потенцюють наркотичного ефекту гексенала. Це дає підставу розглядати досліджені сполуки у якості потенційних анксиолітиків, позбавлених характерної для бензодіазепінових транквілізаторів (діазе-пама та інших препаратів) м’язорозслаблюючої і гіпноседа-тивної дії.

Таблиця 1

Досліджені 3,4-функціонально заміщені карболіну

Иі=Н;

Яі=Н;

Иі=СНз;

К2,І?з,йі=Н

К2,Кз,І?4=СНз

ІЇ2,Кз,ІІ4;=Н

Иі=н

Иі=н

К2=СН3;

И2=С2Н5;

Й2=СНз;

Кз,К4=СНз

%й(=СНз

Кз,Й4=Н

С-559

о

Яі=н

112,1*3,йі=СНз

йз

п4

Кі=Н;

йі=Н;

Н2=СН3;

Я2=СН3;

йз=Н

Rз=Na

С-556

С-549

Аналіз експериментальних даних доводить, що анк-сиолітичну активність мають усі досліджені речовини, проте найбільш виражені властивості транквілізатора встановлені у сполуки С-559, яка у рівноефективних діазепаму (1 мг/кг) і буспірону (3 мг/кг) дозах значно збільшує кількість взяттій води щурами і кількість підходів до поїлки, незважаючи на вплив аверсивного дратівника в умовах методу конфліктної ситуації (табл. 2).

Таблиця 2

Параметри, характеризуючі анксиолітичну активність С-559 в умовах методу конфліктної ситуації (щури)

Уюви досліду. Кількість Кількість (х ± ^

доза у мг/кг тварин у групі взяттій води підходів до поїлки горизонтальних переміщень

Контроль (сільовий розчин; в/чер) 15 5.4*0.32 25.2*2.40 130.0+32.6

Діазепам (в/чер)

0.5 10 6.2±0.66 24.4*3.90 110.6*18.4

1.0 10 12.20*4.30* 28.9*3.72 95.8±10.6*

2.5 10 17.46*8.25* 31.0±4.90 81.0± 14.4*

5.0 12 21.05* 8.92* 36.6*5.32* 74.3+12.8*

Буспірон (в/чер)

1.0 10 6.2±0.30 12.4±0.86 123.8±16.4

3.0 10 12.4*0.80* 16.0±0.90* 130.4±24.6

10.0 10 14.6*1.0* 18.8±1.0* 128.2*30.4

Сполука С-559 (в/чер)

1.0 8 8.00+0.1» 25.1 ±3.40 128.4*18.6

3.0 10 8.09*0.27* 25.0±2.70 125.0*15.1

6.0 10 9.36*0.16* 27.6±3.6б 127.0*12.4

12.5 10 11.08*0.20* 28.2±4.50 122.8*18.8

Середня ефективна доза (ЕД50) сполуки С-559, що збільшує число взяттій води в умовах караної поведінки, у 10 разів менше доз, викликаючих зміни рухової активності і орієнтовної поведінки та у 17 разів поступається дозам, які виявляють м’язорозслаблюючий ефект. На відміну від класичних транквілізаторів бензодіазепінового ряду, сполука С-559 у значно більших дозах потенцює наркотичну дію гексенала і у дозах, що у 10 разів превищують дози діазе-пама, пригнічує рефлекс перевертання у мишей. Сполука С-559, на відміну від діазепама, не виявляє протикоразоло-вої і протипікротоксинової дії. Значно менш виразна гіпно-седативна дія, відсутність міорелаксуючого ефекту, при високій анксиолітичній активності, вигідно відрізняє сполуку С-559 від діазепама і наближує його за спектром фармако-

логічних ефектів до небензодіазепінового транквілізатора буспірона.

(З-Карболіни відомі як ендогенні ліганди бензодіазепіно-вих рецепторів. Разом з тим, виявлене у радіолігандних та інших методичних підходах функціональне і фізичне со-пряжіння рецепторів бензодіазепінів і рецепторів ГАМК, дозволяє розглядати карболіни у якості імовірних ендогенних модуляторів функцій ГАМК-ергічних синапсів. Здатність трансформувати ефекти екзогенної і ендогенної (синаптичної) ГАМК дійсно є характерною властивістю карболінів.

Одержані нами дані (табл. 3) підтверджують здатність досліджених 3,4-функціонально заміщених карболінів залучати до розвитку властивого їм анксиолітичного і проти-тривожного ефекту ГАМК-ергічну систему мозку ссавців. Встановлено, що в умовах методу конфліктної ситуації сполука С-559 у меншому ступені виявляє свій анксио-літичний ефект на фоні попереднього введення щурам специфічного інгібітора синтезу ГАМК нервовою тканиною мозку тиосемікарбазида і, напроти, спостерігається істотне потенціювання протитривожного ефекту С-559 після попереднього введення тваринам депакіну, речовини, що підвищує рівень ГАМК у мозку щурів.

У проведених радіолігандних дослідженнях з використанням мембранних препаратів мозку щурів встановлено, що сполука С-559, подібно до діазепаму, конкурентно інгібірує зв’язування міченого по тритію флунітразепаму з макромолекулами у мембранних препаратах мозку і модулює у дослідах in vitro здатність ГАМК підвищувати зв’язування радіоактивного ліганда з рецепторами бен-зодіазепинів за рахунок збільшення спорідненості міченого флунітразепама до специфічних рецепторів, про що свідчить зменшення констант дисоціації (Kd) без зміни щільності (Втах) насичення рецепторів (табл. 4). У експериментах in vivo встановлено також, що сполука С-559, не

мінюючи щільності місць специфічного зв’язування міченої 'АМК, істотньо збільшує спорідненість радіоактивної 'АМК до рецепторів ГАМК (табл. 5), що спостерігається ю значному зниженню константи дисоціації (Ксі) у порів-іянні з контрольними дослідженнями.

Таблиця З

Вплив тіосемікарбазиду і депакіну на транквілізуючу дію сполуки С-559 в умовах методу конфліктної ситуації у щурів

Речовина Доза, Кількість (х ± Б И

мг/кг взяттій води підходів до поїлки горизонтальних переміщень

контроль (сільовий озчин) - 3.2±0.25 24.8*6.5 68.6*8.6

Іполука С-559 3.0 6.6*0.48* 25.2*7.4 66.4*12.2

г559 + тіосемікарбазид 3.0+5.0 4.4*0.30** 24.6*8.2 67.2*14.6

;-559 + депакін 3.0+1.0 8.8*0.52** 25.4*9.6 68.0*10.4

- відмінності статистично значимі у порівнянні з контролем; ** -татистично достовірні відмінності при р=0.05 у порівнянні з ефектом ;-559.

Таблиця 4

Вплив сполуки С-559 на базальне і ГАМК-стимулююче зв’язування 3Н-флунітразепама з мембранами гіппокампа мозку щурів (х ± Бх • і; п=3)

Добавлені сполуки, Без ГАМК 10-5 М ГАМК

концентрація ^тах Кл Втах Ко

кільовий розчин контроль) 1062*84 2.54*0.40 989* 32 1.45*0.53

;-559, 10 5 М 1082 * 98 3.47*0.23 1038*72 0.86*0.28*

Ііазепам, 10'5 /Л 992*60 3.87*0.22 1011*53 0.64*0.12*

успірон, 10‘5 М 984*68 2.60*0.80 995*74 1.38*0.94

Разом з тим, механізм депреміруючої, зокрема, анк-иолітичної дії досліджених 3,4-функціонально заміщених ;арболіна, значно відрізняється від механізму дії бензодіа-епінових транквілізаторів. Відомо, що основою фармако-югічних ефектів бензодіазепінових транквілізаторів є здат-

ність останніх потенціювати ефекти синаптичної ГАМК, що визначає посилення функції ГАМК-ергічних систем мозку.

Таблиця 5

Вплив гострого введення С-559 щурам на параметри, характеризуючі специфічне зв’язування ЗН-ГАМК с мембранними препаратами мозку щурів (х + Бх-і; п=6)

Досліджена речовина Доза, (мг/кг) Параметри специфічного зв’язування 3Н-ГАМК з рецепторами мембран

Вшах’ (Фм/мг білка) Ка, (нМ/л)

Фізіолог, розчин (контроль) — 160.4±11.0 2.59±0.36

С-559 3 і 74.8± 14.0 1.32*0.11*

Буспірон 3 162.0±18.4 1.90±0.08*

Діазепам 1 156.4±24.5 1.24±0.18*

Примітка: препарати вводили щурам внутрішньочеревно у дозах, які виявляють анксиолітичну дію в умовах методу конфліктної ситуації.

Згідно з даними електрофізіологічних спостережень, виконаних Абрамцем І.І. та Комісаровим І.В. (1982) та підтверджених проведеними нами радіолігандними дослідженнями, у карболінів також спостерігається ГАМК-потен-цюючий ефект, проте досліджені 3,4-похідні карболіну посилюють викликане електростимуляцією звільнення 3Н-ГАМК зрізами кори, у той час як бензодіазепінові транквілізатори (діазепам) не виявляють істотнього впливу на спонтанне та імпульсне звільнення міченої ГАМК (табл. 6).

З іншого боку, чисельні експериментальні та клінічні спостереження вказують на участь у прот'итривожному і анксиолітичному ефектах бензодіазепінових (діазепам) і не-бензодіазепінових (буспірон) транквілізаторів серотонінер-гічної системи мозку. Зміна серотонінергічних впливів може бути істотньою і у анксиолітичному ефекті досліджених

3,4-функціонально заміщених карболіна, тому що блокатор серотонінових першого типу рецепторів альпренолол у більшому ступені і блокатор другого типу серотонінових рецепторів дезеріл у меншому ступені змінюють анксио-літичний ефект сполуки С-559 в умовах метода конфліктної ситуації з водною депривацією щурів (табл. 7).

Таблиця 6

Вплив сполук С-559 і С-549 на викликане електростимуляцією і спонтанне вивільнення 3Н-ГАМК (А), 3Н-5-ОТ (В) і 3Н-глутамінової кислоти (С) зрізами мозку щурів

Речовина у концентрації, 10'5 М/л Импульсне вивільнення, Со/С, Базальне вивільнення (X ± Бх • 1 )

45/40 хв 50 / 45 хв 55 / 50 хв 60/ 55 хв

А Контроль 0.98*0.04 0.98*0.02 0.99*0.06 0.98*0.04 0.98*0.08

С-559 1.89±0.08* 0.97*0.10 0.98*0.04 0.97*0.06 0.99*0.03

С-549 1.28*0.06* 0.99*0.04 0.98*0.08 0.98*0.05 0.98*0.04

Діазепам 1.02*0.10 0.99*0.08 0.98*0.04 1.00*0.06 0.99*0.04

Буспірон 0.96*0.12

Пірацетам 0.98*0.10

В Контроль 0.98*0.06 0.98*0.10 0.99*0.06 0.98*0.08 0.99*0.10

С-559 2.68*0.08* 1.00*0.08 1.02*0.12 1.06*0.10 1.00* 0.08 .

С-549 1.50*0.10* 1.02*0.10 1.04*0.08 1.00*0.10 1.03*0.10

Діазепам 2.38*0.16* 0.97*0.08 0.98*0.06 0.98*0.10 0.97*0.12

Буспірон 0.36*0.08* 0.98*0.06 0.99*0.10 1.00*0.14 0.98*0.10

Пірацетам 0.97*0.10

С Контроль 0.98*0.04 0.97*0.06 0.98*0.08 0.99*0.10 1.00*0.12

С-559 1.64*0.18* 0.99*0.08 0.98*0.10 0.98*0.08 0.99*0.11

С-549 2.42*0.16* 0.98*0.10 0.98*0.08 0.97*0.12 0.98*0.10

Діазепам 0.65*0.08*

Буспірон 1.00*0.12

Пірацетам 2.35*0.10* 0.98*0.08 0.97*0.10 0.98*0.12 0.99*0.08

* відмінності з контролем при р<0.05. Вивільнення 3Н-ГАМК досліджували на зрізах кори великих півкуль мозку щурів, 3Н-5-ОТ - на зрізах дорсальних ядер шва середнього мозку і 3Н-ГЛУ - на зрізах гіппокампа.

Таблиця 7

Вплив альпренолола та дезеріла на транквілізуючу дію сполуки С-559 в умовах методу конфліктної ситуації у

щурів

Речовина Доза, мг/кг Кількість (х і

взяттій води підходів до поїлки горизонтальних переміщень

Контроль - 3.2±0.25 24.8*6.5 68.6*8.6

(сільовий розчин)

Сполука С-559 3.0 6.6*0.48* 25.2*7.4 66.4*12.2

С-559 + альпренолол 3.0 + 20.0 12.2*2.30** 24.6*4.4 69.4*12.6

С-559 + дезеріл 3.0 + 0.5 9.4*1.64** 26.0*6.5 70.2*14.8

* - відмінності статистично значимі у порівнянні з контролем; ** -статистично достовірні відмінності при р=0.05 у порівнянні з ефектом С-559.

Сполука С-559, подібно до діазепаму, вповільнює швидкість метаболічного обміну серотоніну у мозку (табл. 8) і підсилює імпульсне звільнення радіоактивного серотоніна при електростимуляції зрізів дорсальних ядер шва мозку щурів (див. табл. 6, В).

Разом з тим, відомо, що анксиолітик нового покоління — буспірон, який не має властивостей ліганда бензодіа-зепінових рецепторів і вплива на ГАМК-ергічні синапси, також пригнічує метаболічний оберт серотоніна (див. табл. 8) та згідно з даними ряду авторів гальмує електричну активність нейронів ядер шва середнього мозку.

За даними Weiss та співавторів (1986), гальмуючий вплив на спайкову активність більшості серотонінергічних нейронів ядер шва середнього мозку виявляють підведені мікроіонофоретичним методом та (3-карболіни, які за цим інгибуючим ефектом рівнозначні пригнічуючий активність серотонінових нейронів дії серотоніна.

Очевидно, що серотонінергічні механізми втягуються у анксиолітичні ефекти досліджених нами p-карболінів або непрямим шляхом через змінення ГАМК-ергічного контролю нейронів ядер шва середнього мозку, або як результат впливу на чутливу до серотоніну мембрану цих нейронів.

Таблиця 8

Вплив сполуки С-559 і препаратів порівняння на вміст серотоніна (5-ОТ) та його метаболіта - 5-оксиіндолуксусної кислоти (5-ОІУК) у мозку щурів (х ± • і)

Речовина 5-ОТ (мкг/г тканини) 5-ОІУК (мкг/г тканини)

К СТ ГП К СТ ГП

Контроль 0.82±0.10 1.6±0.05 1.75±0.15 0.62*0.08 1.54±0.08 1.86±0.10

(сільовий

розчин)

С-559 1.30±0.12* 1.74±0.16 2.50*0.20* 0.46±0.04* 0.80±0.10* 0.74±0.08*

Буспірон 1.04±0.04* 1.68±0.04 А 2.27±0.08 0.38±0.01* 0.96±0.02* 0.67±0.01 *

Діазепам 1.28±0.09* 1.82±ОЛІ 2.46±0.10 0.84±0.06* 1.78±0.04* 2.05±0.12*

* - відмінності статистично значимі з контролем при р<0.05. К - кора великих півкуль, СТ - стриатум, ГП — гіпоталамус.

У радіолігандних дослідженнях нами встановлено, що сполука С-559 у концентрації ЮмкМ/л інгибуе зв’язування радіоактивного 5-ОТ з серотоніновими рецепторами мембранних препаратів мозку щурів.

Оскільки відомо, що р-карболіни безпосередньо не змінюють характеристик мембранного потенціалу серо-тонінергічних нейронів та не відтворюють ефектів серотоніну, можливо припустити, що модуляція ефектів серо-тоніна Р-карболінами обумовлена їх здатністю змінювати функціональну активність серотонінових рецепторів, яка здійснюється за аллостеричним механізмом.

Таким чином, серотонінсенсибілізуючими властивостями сполуки С-559 можна пояснити подібність спектра його фармакологічної активності та ефектів анксиолітика буспірона, проте необхідно мати на увазі, що для С-559 притаманні також явні ГАМК-потенціючі властивості.

У фармакологічних тестах сполука С-549 виявляеє властивості, характерні для ноотропів. Препарат відновлює умовнорефлекторний навик уникання у щурів, які піддавалися максимальному електрошоку. Протиамнестична активність С-549 у цій моделі у 86 разів перевищує ефективність пірацетама і порівняна з активністю етимізола. Сполука С-549 у 35 разів перевищує пірацетам у моделі гіпоксичної гипоксії за протигіпоксичною дією і у 10 разів за цією ж активністю перевищує етимізол.

Оскільки передбачається, що глутамінова кислота бере участь у тривалій постсинаптичній потенціації, пов’язаній з навчанням і пам’яттю, була сприйнята спроба визначити вплив сполуки С-549, у порівнянні з пірацетамом, на вміст глутамінової та аспарагінової кислот у мозку щурів. Встановлено, що 3,4-функціонально заміщені карболіна істотньо не впливають на метаболізм визначаємих кислот на відміну від пірацетаму, який, навпроти, знижує вміст як глутамінової, так і аспарагінової кислот (табл. 9) і значно знижує співвідношення глутамата і ГАМК у гомогенатах мозку щурів.

Таблиця 9

Вміст глутамінової (ГЛУ) і аспарагінової (АСП) кислот у тканинах мозку інтактних щурів і тварин, що піддавалися впливу сполуки С-549 (М±ш; п=6).

Доза, Вміст у мкМ/г свіжої тканини

Речовина мг/кг глутамінової кислоти аспарагінової кислоти

к ГП гт К ГП ГТ

Контроль (сільовий розчин) 10.1 ±0.5 8.40±0.4 6.6±0.4 3.1 ±0.2 2.4±0.2 3.6±0.3

С-559 3 11,5±0.9 8.56±0.3 6.8±0.6 3.3±0.5 2.3±0.4 3.8±0.6

С-549 3 10.6±1.2 8.32±0.6 6.4±0.8 3.0±0.4 2.5±0.3 3.5±0.4

Буспірон 3 9.8±0.8 8.28±0.9 6.4±0.8 3.2±0.6 2.6±0.6 3.6±0.5

Діазєпам 2.5 10.4±0.6 8.45±0.5 6.6±0.9 3.0±0.5 2.3±0.8 3.2±0.8

Пірацетам 300 7.35±0.6* 7.15±0.2 4.5±0.2* 2.6±0.2* 2.0±0.Г 2.8±0.4*

* — Відмінності статистично вагомо відрізняються від контролю при р=0.05; К - кора, ГП - гіппокамп, ГТ - гіпоталамус

Сполука С-549 не виявляє значного впливу на процес нейронального захвату 3Н-глутамінової кислоти зрізами гіппокампа мозку щурів.

Разом з тим, С-549 підсилює, подібно до пірацетаму, викликане електростимуляцією вивільнення радіоактивної мітки зрізами гіппокампа, преінкубованих з міченою глу-таміновою кислотою, не впливаючи при цьому на спонтанне вивільнення мітки (див. табл. 6, С).

У радіолігандних дослідженнях, виконаних на мембранних препаратах гіппокампа щурів, встановлено, що 3Н-глутамінова кислота повно та насичено (Втах=4290 фМ/ мг білка) взаємодіє з місцями специфічного зв’язування з константою дисоціації (Kd), що дорівнює 360 нМ/л.

Зв’язування 3Н-глутамінової кислоти з макромолекулами мембран мозку конкурентно пригнічується пірацета-мом (ІС5о=7.2±0.4 мкМ/л), а також сполукою С-549, IC5Q для якого становить 25 мкМ/л, що вказує на високий афінитет дослідженої речовини до рецепторів глутамата.

Внутрішньочеревне введення щурам пірацетаму (300 мг/кг) та сполуки С-549 (3 мг/кг) не призводило до зміни щільності місць специфічного зв’язування (Втах=3986 фМ/мг білка), але у значній мірі підвищувало чутливість рецепторів до ліганду (К^=120 нМ/л). Встановлена у експериментах in vivo здатність сполуки С-549, подібно до ноотропу пірацетаму, підвищувати спорідненість рецепторів глутамінової кислоти до ліганду, добре співвідноситься з даними Комісарова І.В. та співавторів (1991), які довели у електрофізіологічних експериментах на мотонейронах ізольованого спинного мозку жаби, що пірацетам потенцює ефекти глутамата та аспартата, діючи у аллостеричних гліцинрегулюємих ділянках НМДА-рецепторів. Оскільки НМДА-сенсибілізуючи властивості мають ноотропи з різною хімічною будовою, можна передбачити, що суперсенситивність НМДА-рецепторів є, певно,

6. Механізмом, що визначає вплив 3,4-функціонально заміщених тетраметіленгарману, як потенційних ноотропів, £ здатність посилювати імпульсне вивільнення глутамінової кислоти та потенціювати ефекти останньої, очевидно, мо-цулгоючи спорідненість НМДА-рецепторів до ліганду.

7. 3,4-Функціонально заміщені карболіну мають низьку (3-й клас небезпеки) гостру токсичність та не пошкоджують життєво важливих органів та систем при хронічному введенні.

СПИСОК РОБІТ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Петренко Е.В. Синтез и фармакологические свойства

3.4-функционально замещенных гармана// Тез. докл. симпозиума "Экспериментальная фармакология - клинике”. —Винница-Киев, 1992. —С.64.

2. Петренко Е.В. Фармакология и анксиолитические свойства 3,4-функциональных производных р-карбо-лина/ / Мат. конф. "Проблемы профилактики и лечения заболеваний в условиях крупного промышленного региона". -Донецк, 1992. -С.25-26.

3. Петренко Е.В., Долженко А.Т., Борисов С.Б. Пресинап-тические компоненты противотривожного действия

3.4-функционально замещенных р-карболина - психотропных веществ с анксиолитической активностью// Тез. докл. IX Областной научной конференции морфологов. -Донецк, 1992. -С.160.

4. Петренко Е.В., Титиевский А.В. 3,4-Функционально замещенные производные р-карболина сочетают свойства транквилизаторов и ноотропов// Тез. докл. симпозиума “Экспериментальная фармакология - клинике”. -Винница-Киев, 1992. -С.65.

5. Петренко Е.В., Кибальный А.В., Долженко А.Т. Двойственный характер психотропного действия 3,4-функционально замещенных гармана// Тез. докл. науч.-практ.

конф., посвященной 60-летию кафедры акушерства и гинекологии №1 Дон. МИ. -Донецк, 1993. —4.11. -С.40.

6. Петренко Е.В., Кибальный А.В., Осман Низар. Влияние

3,4-функционально замещенных гармана на нейрональный захват и импульсное высвобождение 3Н-серотонина и 3Н-ГАМК тканью мозга млекопитающих// Тез. докл. науч.-практ. конф., посвященной 60-летию кафедры акушерства и гинекологии №1 Дон. МИ. -Донецк, 1993. -Ч.11. -С.41.

7. Dolzhenko А.Т., Petrenko E.V., Osman N. p-Carbolines show nootropic properties: pharmacological, biochemical and electrophysiological studies// Abst. 7th FECHEM. Conference on “Heterocyclis in bio-organic chemistry”. -Santiago de Compostela, Spain. —1993. -P.18.

8. Петренко E.B., Долженко A.T., Петров Ю.В., Кузнецов Ю.В. Протиамнестические свойства некоторых Р-карболинов// Тез. конф. поев. 100-летию со дня рождения акад. А.И. Черкеса. -Киев, 1994. -С.25.

9. Петренко Е.В., Вощула В.Н., Долженко А.Т., Попов В.Ю. p-Карболины как модуляторы центральных нейромедиаторных систем, участвующих в когнитивной функции мозга// Тез. докл. республиканской научно-практич. конференции “Фундаментальные и клинические аспекты современной реабилитации”. -Полтава,

1995. -С.97-98.

10.Петренко Є.В., Долженко А.Т., Попов Ю.В. Нейрохі-мічні основи протиамнестичної дії деяких р-карбо-лінів// Тез. допов. І національного з’їзду фармакологів України “Сучасні проблеми фармакології”, -Полтава,

1995. -С.128.

11.Долженко А.Т., Петренко Е.В. Сравнительное исследование модулирующего влияния веществ с анти- и амне-стическим действием на функцию глутаматергических синапсов мозга млекопитающих/ / Республіканська збірка наукових праць “Актуальні питання педагогіки,

експериментальної та клінічної медицини”. -Донецк,

1995. - Т.1. - С. 152-154.

2.Петренко Є.В. Нейромодулюючий вплив р-карболінів на формування навиків та пам’яті у ссавців / / Ліки. -

1996. -№1. -С.27-28.

Петренко Е.В. Экспериментальное исследование фармако логии и токсикологии 3,4-функционально производных карболи на.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата меди цинских наук по специальности 14.03.07 - фармакология. Ин статут фармакологии и токсикологии АМН Украины, Киев

1996. Защищается 12 научных работ, в которых представлень результаты исследований 3,4-функционально производных кар болина, являющихся оригинальными соединениями и прояв ляющих в фармакологических экспериментах свойства анксио литиков и/или ноотропов, обладающих принципиально новым] нейрохимическими механизмами наблюдаемых эффектов. Под тверждена правильность исходной посылки о перспективності изыскания транквилизаторов и ноотропов среди производные карболина. Предложены для углубленного доклинического ис следования соединения С-559 и С-549 в качестве анксиолитикі и ноотропа соответственно.

Ключові словам похідні карболіну, анксиолітичні та но отропні властивості, фармакологія і токсикологія.

Petrenko E.V. Experimental study of pharmacology and toxi cology 3,4-functional derivatives by carbolines.

Thesis for candidate degree in medicine sciences in speciality

14.03.07 — pharmacology. Institute of Pharmacology an< Toxicology of Academy of Medical Sciences of the Ukraine, Kiev

1996. 12 scientific Works are defended, in which investigation re suits of 3,4-functional derivatives of carbolines are presented, whicl act as new original compounds and show in pharmacological ex periments, their anxiolytic and/or nootropic characteristics whicl have principally new neurochemical mechanisms of the investigate! effects. The fact of the basic suggestion is confirmed about the per spective of tranquilizers and nootropics findings amount carbolim derivatives. There are suggestions for detailed investions preclinica findings of C-559 and C-549 compounds for anxiolytic an< nootropic substances respectively.