Автореферат и диссертация по медицине (14.00.25) на тему:Изучение кардиоваскулярных свойств новых аналогов гамма-аминомасляной кислоты

На правах рукописи 120 полы Экз №

Дли служебного яользо^

ПЕГФШЮВА ВАЛЕНТИНА НИКОЛАЕВНА

ИЗУЧЕНИЕ КАРДИОВАСКУЛЯРНЫХ СВОЙСТВ НОВЫХ АНАЛОГОВ ГАММА-АМИНОМ АСЛ Я НОЙ КИСЛОТЫ

14.00.25 - фармакология

Автореферат на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Волгоград -1998

Работа выполнена в НИИ фармакологии при Волгоградской медицинской академии

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор И.Н.Тюренков

Официальные оппоненты:

заслуженный деятель науки Российской Федерации, доктор медицинских наук, профессор М.Д.Гаевый

ведущий научный сотрудник

_НИИ фармакологии РАМН,

доктор биологических наук Т.Л.Гарибова

Ведущая организация:

Воронежская медицинская академия им.H.H.Бурденко

Защита состоится "АУ Мс&Я1998 в /О" часов

на заседании диссертационного совета К 084.54.06. при Волгоградской медицинской академии (400066 г.Волгоград, площадь Павших борцов, 1).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградской медицинской академии.

Автореферат разослан "/Vi" _

Ученый секретарь диссертационного совета старший научный сотрудник,

старшин научный сотрудник, / кандидат биологических наук /^у _ Л.И.Бугаева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Частота артериальной гипертонии среди неорганизованного населения в зависимости от возраста колеблется от 10 до 35%. Эта болезнь рассматривается как один из основных факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний, т.е. ее распространение связывают с преждевременной смертЕЮстыо и ранней инвалидиза-цией (Т.А.Айвазян и соавт.., 1989; Е.В.Белова, 1993; А.Г. Автандилов., 1995; Ю.И.Бубнов и соавт., 1997). Все это оставляет первоочередной проблему разработки методов ранней диагностики и эффективного лечения данной патологии (М.И.Лосев и соавт., 1991, А.Н.Бритов, 1996; В.М.Горбунов, 1997).

Поэтому поиск и создание новых высокоэффективных препаратов для лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы по-прежнему является актуальной задачей фармакологии.

Литературные данные зарубежных авторов, а также материалы, полученные Волгоградскими фармакологами со всей очевидностью свидетельствуют, что ГАМК оказывает гипотензивное и антигипертен-зивное действие, играет важную роль в регуляции кровообращения (Г.В.Ковалев, 1971-85; В.И.Петров, 1978-87; И.Н.Тюренков, 1978-95).

Установлено, что ГАМК и ее аналоги влияют на различные патогенетические механизмы развития гипертонической болезни:

1 .угнетают центральные симпатические структуры;

2.ингибируют центральные эффекты ангиотензина

3.уменьшают выработку и высвобождение вазопрессина;

4.оказыватот антистрессорное и антигипоксическое действие;

5. ГАМК и вещества ГАМК-позитивного действия улучшают мозговое кровообращение, могут оказывать коронаролитическое и ан-тианпшальное действие.

Перечисленные свойства ГАМК позволяют предполагать, что вещества ГАМК-позитивного действия могут быть эффективными средствами в лечении гипертонической болезни.

На основе ГАМК и модификаций ее молекулы за последние 30 лет созданы эффективные лекарственные средства: аминалон (Россия), гаммалон (Япония), пикамилон - улучшающий мозговое кровообращение, фенибут - отечественный транквилизатор, пирацетам, относящийся к группе психоактивирующих препаратов-ноотропов, лиоресаль-миорелаксант центрального действия и др. В клинике успешно используются метаболиты ГАМК - оксибутират натрия и оксибутират лития.

Целенаправленный поиск веществ с антигипертензивным действием среди структурных аналогов ГАМК позволил получить новый оригинальный препарат карфедон, который по разрешению Фармакологического комитета МЗ РФ проходит клинические испытания в качестве средства лечения гипертонической болезни.

Исходя из всего изложенного можно считать целесообразным и перспективным поиск кардиоваскулярных средств среди структурных аналогов ГАМК, что и послужило поводом к выполнению настоящего исследования.

Тема является составной частью научного плана института фармакологии при Волгоградской медицинской академии, имеет N гос. регистрации 01930008548 и утверждена на заседании Ученого Совета BMA. Протокол N4 от 13.12.95.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. На основе целенаправленного поиска и анализа зависимости между химической структурой и кардиоваскулярным действием получить новые производные ГАМК - соединения с выра-

женными гипо- и антигипертензивными свойствами, изучить гемоди-намический механизм гипотензивного действия наиболее активного соединения и его влияние на механизмы регуляции сосудистого тонуса.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. В соответствии с поставленной целью предусматривалось решение следующих задач:

1.Провести скрининг 18 новых веществ - производных линейной и циклической формы ГАМК для выявления наиболее эффективного и малотоксичного антигипергензивного средства.

2. Установить зависимость между химической структурой и гипотензивным действием изученных веществ.

3.Изучить гемодинамический механизм гипотензивного действия наиболее активного соединения (лабораторный шифр РГПУ-135).

4.Исследовать антигипертензивное действие РГПУ-135 на различных экспериментальных моделях артериальных гипертензий.

5.Определить влияние РГПУ-135 на центральные и периферические механизмы регуляции кровообращения, провести нейрохимический анализ его гипотензивного действия.

6. Изучить нейротропную активность соединения РГПУ-135.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые проведено изучение кардиоваску-лярных свойств 18 новых линейных и циклических производных ГАМК, проанализирована зависимость химическая структура- кардиоваску-лярное действие. Выявлено 5 веществ, обладающих гипотензивной активностью, наиболее выраженной у соединения гемисукцинат 4-фенил-М-карбамоилпирролидон-2 (лабораторный шифр РГПУ-135). Установлен гемодинамический механизм гипотензивного действия новых соединений. Исследовано влияние соединения РГПУ-135 на центральные и периферические механизмы регуляции кровообращения, особенности действия вещества на кардио- и гемодинамику в условиях экспериментальной патологии (на трех моделях экспериментальной гипертензии).

Проведено сравнительное изучение антигипертензнвного действия гемисукцината 4-фенил-М-карбамоилпирролидона-2 (вещества РГПУ-135), клофелина (как эталонного препарата, который используется в кардиологической клинике) и карфедона - нового производного ГАМК, обладающего выраженной гипо- и антигипертензивной активностью и близкого по структуре к соединению РГПУ-135.

Исследованы некоторые аспекты нейротропной активности соединения РГПУ-135.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Проведенный анализ зависимости химическая структура - кардиоваскулярное действие в исследованном ряду производных ГАМК позволяет рекомендовать химикам-синтетикам пути направленного синтеза веществ с предполагаемым 'гипо-~1га11ти1ипертсцз11вным- дейстрием _сред11 циклических и линейных аналогов ГАМК.

Наибольшей кардиоваскулярной активностью обладает соединение -РГПУ-135, которое оказывает "лечебное" действие на животных с различными моделями экспериментальных гипертензиий. Антигипертен-зивный эффект при его применении развивается постепенно и сохраняется продолжительно. Соединение РГПУ-135 очевидно обладает ГАМК-ергическим механизмом действия, усиливая тормозные влияния на симпатические структуры. Прямое миотропное и кардиотропное действие выражено слабо. Исследуемое вещество обладает низкой токсичностью и не угнетает дыхание.

Соединение РГПУ-135 является перспективным для проведения дальнейших расширенных доклинических испытаний.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ. 1. В результате целенаправленного синтеза выявлен ряд веществ, среди которых соединение РГПУ-135 оказывает выраженное гипо- и антиги-

пертензивное действие, является перспективным для разработки в качестве антигипертензивного средства.

2. Механизм кардиоваскулярного действия соединения РГПУ-135 связан с активацией центральной ГАМК-ергической системы и опосредованно со стимуляцией центральных аг-адренорецепторов.

3. Соединение РГПУ-135 оказывает гипо- и антигипертензивное действие вследствие уменьшения ОПС, одновременно с этим наблюдается повышение силы сердечных сокращений и увеличение сердечного выброса.

4. Исследуемое соединение оказывает антигипертензивное действие на различных экспериментальных моделях (почечной, эндокринной и ней-рогенной) артериальной гипертензии.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы и положения диссертации доложены на научных конференциях Волгоградской медицинской академии (1994-199бг.г.), II и III Российских национальных конгрессах "Человек и лекарство", Москва, 1995-1996 г., I Съезде Российского научного общества фармакологов, Волгоград, 1995г., Fourth National Congresse of Pharmacology "The challenges in the face of pharmacology on the verge af 21 st century". Sofia. (1994, 1997r.r.), 5 th International Congress on Amino Acids. Chalkidiki, Grecce, 1997r., International Symposium "Drug targets in heart and brain ischemia",Florena, 1997r., Республиканской научно-практической конференции "Проблемы диагностики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний", Саратов, 1997г.

ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликовано 10 работ.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация изложена на 233 страницах машинописи и состоит из введения (5 стр.), обзора литературы (28 стр.), 5 глав с изложением проведенных исследований (105 стр.),

обсуждения полученных результатов (16 стр.), выводов ( 2 стр.), списка литературы (41 стр.).

Библиография включает 350 литературных источников, из которых 133 отечественных и 217 иностранных авторов. Работа проиллюстрирована 40 рисунками и 33 таблицами.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Эксперименты выполнены на 460 белых нелинейных крысах, 410 кошках, 350 белых мышах.

В работе исссследованы новые производные ГАМК линейной и циклической формы, синтезированные на кафедре органической химии

-Российского_государственного педагогического университета

им.А.И.Герцена (г.Санкт-Петербург) под руководством заслуженного деятеля науки РФ, профессора В.В.Перекалина и профессора В.М.Берестовицкой, на кафедре общей химии Краснодарского технологического университета под руководством заслуженного деятеля науки РФ, профессора Л.А.Бадовской.

В работе использованы методики поиска и изучения антигинертен-зивных средств, дающие комплексное представление о влиянии анти-гипертензивных препаратов на механизмы регуляции кровообращения, действии на гемодинамику, периферическое кровообращение, функциональные (ино- и хронотролные) резервы миокарда.

Скрининг проводили на нормотензивных крысах, при внутривеннм введении исследуемых веществ. Предварительно у животных катетеризировалась наружная яремная вена и общая сонная артерия, вещества изучались в дозах 1/100-1/30 от LDso, что чаще равнялось 5-50 мг/кг. В качестве растворителя использовали дистиллированную воду или вод-но-спиртовый раствор. АД регистрировалось ртутным манометром в

сонной артерии, ЧСС - по электрокардиограмме во втором стандартном отведении. Рассчитывали эффективную дозу (ЭД20), снижающую артериальное давление на 20%.

Острую токсичность (1ЛЗ50) при однократном внутрибрюшинном введении соединений определяли в опытах на белых беспородных мышах обоего пола массой 18-22 г. экспресс-методом (В.Б.Прозоровский, 1978). Количество погибших и выживших животных отмечали в течение 24-х часов после введения вещества. Далее вычисляли величину терапевтического индекса (ТИ= ЬОбо/ ЭД20). Предпочтение отдавалось веществу, имеющему наиболее высокий терапевтический индекс.

Влияние наиболее активных структурных аналогов ГАМК на основные показатели кардио- и гемодинамики изучали методом электромагнитной флуометрии в опытах на наркотизированных кошках (И.Н.Тюренков, К.Г.Гурбанов, 1981).

Было изучено влияние вещества на срочные адаптивные реакции сердца. При этом использовались функциональные пробы; - нагрузка объемом;

-максимальная изометрическая нагрузка;

-дозированная стимуляция адренорецепторов сердца (введение адреналина ). Используемые функциональные гесты предложены Ф.З.Меерсоном (Ф.З.Меерсон, 1975,1978, 1981, 1984).

Для изучения действия на центральные механизмы регуляции АД и ЧСС использовали введение исследуемого вещества в боковые желудочки и четвертый желудочек головного мозга. Иглы вводились по координатам, приведенным в стереотоксическом атласе Фифковой, Маршалл (1963).

В этих опытах проводился и нейрохимический анализ кардиовас-кулярного действия исследуемого соединения с введением агонистов и

антагонистов различных медиаторных систем. Исследуемое соединение и вещества-анализаторы вводили в желудочки мозга в микрограммах (10-1000 мкг.). Это позволяло повторять инъекции многократно, не получая существенной материальной кумуляции. Изменения АД и ЧСС развивались относительно быстро, а сохранялись кратковременно. Это имеет важное значение, так как гипотензия, вызванная введением исследуемого соединения внутривенно, развивается медленно и сохраняется в течение многих часов, что затрудняет анализ нейрохимического механизма его сосудистого действия.

* Для изучения влияния соединения на ГАМК-рецепторы наркотизированным кошкам (нембутал 50 мг/кг, внутрибрюшинно) вводили в желудочки антагонист синаптического действия ГАМК пикротоксин и .антагонист ГАМКа-рецепторов бикукулин. Для анализа влияния исследуемого соединения на ГАМКб-рецепторы была использована 5Г аминовалериановая кислота и глутамат. Фентоламин, иохимбин и пра-зозин вводили в боковые желудочки мозга до введения исследуемого соединения с целью выяснения влияния соединения на он-и 0.2-адренорецеоторы, резерпин для выяснения возможного симпатомиме-тического действия, ангиотензин II и раствор хлористого натрия для выяснения влияния вещества на прессорные эффекты ангиотензина и ва-зоирессина. Возможное участие опиатных, серотониновых и дофаминовых рецептороз в формировании кардиоваскулярных эффектов соединения выясняли предварительным введением блокатора опиатных рецепторов налоксона, стимулятора центральных серотониновых рецепторов 5-окситриптофана и блокатора дофаминовых рецепторов гало-перидола.

Прямое миотропное действие структурных аналогов ГАМК изучалось на модели бариевого спазма изолированного отрезка тонкого кишечника с использованием общепринятой тензометрической методи-

ки (Ю.Г.Бобков, Н.А.Лосев, 1967). Спазмолитическую активность вещества оценивали по эффективной концентрации, уменьшающей силу бариевого спазма на 50% (ЭК50). Процент подавления спазма Н определяли по формуле: Ио - 1и

н=---------------- 100%, где;

Ьо

H - спазмолитическая активность; ho - амплитуда первого спазма, мм;

hi - амплитуда второго спазма при концентрации исследуемого вещества I, мм.

Прямое кардиотропное действие исследуемого соединения изучалось в опытах на изолированных спонтанно-сокращающихся предсердиях крыс.

Антигипертензивное действие изучали на почечной (Т.А.Оробинская, С.А.Никитин, 1979), нейрогенной (Э.А.Конза, 1970), надпочечниково-регенеративной (C.E.Hall, 1974) экспериментальных моделях гипертензий.

В экспериментах на белых беспородных крысах изучали но-отропную активность соединения по методике условной реакции пассивного избегания (Bures, Buresova, 1963).

Спонтанная двигательная активность, ориентировочно-исследовательское поведение и уровень эмоционального реагирования животных изучались методом "открытого поля" (модификация Р.А.Хауниной, И.П.Лапина, 1976). Опыты были выполнены на белых беспородных крысах.

Снотворное действие исследуемого соединения изучали на модели гексеналового сна (В.Б.Закусов, 1966), противосудорожное действие - на модели коразоловых судорог (В.В.Гацура, 1974).

РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

Химическая структура, гипотензивная активность и острая токсичность изученных новых производных ГАМК представлены в таб.1.

Скрининг 18 новых производных гамма-аминомасляной кислоты проведен в экспериментах на наркотизированных крысах и кошках. Установлено, что наиболее выраженной гипотензивной активностью обладают структурные аналоги линейной формы ГАМК: соединение -РГПУЛ,42,.имеющее фенильный радикал в ^-положении и карбоксильную группу в у-положении (гидрохлорид 3-фенилглутаминовой кислоты) и соединение РГПУ-120 (гидрохлорид 3-(п-хлорфенил)-4-аминобутановой кислоты). Величина эффективной дозы (ЕД 20) этих веществ - 5 - 10 мг/кг.

Значимо снижает АД РГПУ-136 - линейный аналог ГАМК, имеющий индольный заместитель в (З-положении (3(3'-индолил)-4-аминобутановая кислота). ЕД20 его равняется 5 мг/кг, однако, соединение уже в этой дозе угнетает дыхание. LD50 =1200 (per os).

Незначительной гипотензивной активностью обладают соединения: Р-фенилгомотаурин (РГПУ-130), гидрохлорид фенилового эфира карбометокси-(Цп-хлорфенил)-у-аминопропансульфокислоты (РГПУ-133). Соединение РГПУ-134 (3-(п-метоксифенил)-4-аминобутановая кислота) повышает артериальное давление.

Среди циклических аналогов ГАМК соединение под лабораторным шифром РГПУ-131 (4-фенил-2-пирролидон-3-сульфокислота) и РГПУ-121 (4-(п-хлорфенил)-лирролидон-2) обладают прессорным дей-

Таблица 1,

Химическая структура, гипотензивная активность и острая токсичность новых аналогов линейной формы ГАМК.

Яз Я2 Кл

I I I

ШТ^-СН-СН-СН-СОСЖ

N п/п Шифр соединения И Яг Яз ЕДго мг/кг ЛДзо мг/кг ТИ

1. РГПУ-120 н н СбН5-п-С1 н 5 380 76

2. РГПУ-130 БОз Н СбШ Н малоактивно

3. РГПУ-134 н н СбН5-ОСНз н повышает АД

4. РГПУ-133 БОз-СвШ СООСНз С5Н5-С1 Н малоактивно

5. РГПУ-142 Н Н СбН5 соон 10

6. РГПУ-136 Н Н 1п(1 Н 5 >1200 рег оэ 28,2

Химическая структура, гипотензивная актив аналогов циклической формы ГАМК.

Н3г--Я2

Таблица 1 (продолжение).

лость и острая токсичность

И4\ О

N

I

N п/п Шифр соединения Ы2 Из И4 ЕД20 ЬЭзо ТИ

1. Л-201 Н н2 СбН5-ОСН3 Н2 малоактивно

2. Л-67 СН^-МНа О Н2 С6Н5СНз Н2 малоактивно

3. Л-72 СНг-С^Н-МШ О н2 СбН5 Н2 малоактивно

4. РГПУ-131 Н БОзН СбН5 Н2 повышает АД

5. РГПУ-138 СНг-С-ИН-С-СНз II II О о На СбН5 Н2 25

6. РГПУ-132 н 80зН СбН5-|1-С1 н2 малоактивно

Таблица 1 (продолжение).

7. Л-78 (^-О-СНз О н2 СбНз Н2 малоактивно

8. РГПУ-141 н Н2 1пс1 Н2 7,5 >1000 рег оз 13,3

9. РГПУ-121 н н2 СбН5-п-С1 Н2 повышает АД

10. РГПУ-137 СНг-С- №ЩК II 1 О н Н2 н2 н2 14,8 6000,0 41,7

11. РГПУ-139 СН2-С- и-як II 1 о н Н2 Н2 Н2 15,7 4700,0 23,5

12. РГПУ-135 СНг-С-И-ГС II 1 О н Н2 СбН5 н2 43 1180,0 28

•р»

Примечание: ЩС-щавелевая кислота, ЯС-янтарная кислота ГС-гемисукцинат

ствием, соединения 4-(п-метоксифенил)-пирролидон-2 (JI-201), N-карбамошшетют-4-(п-толш1)-пирролидон-2 (Л-67), гидразид (2-оксо-4-фенилпирролидоно-1) уксусной кислоты (Л-72), метиловый эфир 4-фенилпирролидон-2-угольной -1-кислоты (Л-78), 4-(п-хлорфенил)-2-пирролидон-3 сульфокислота (РГПУ-132) имеют слабый гипотензивный эффект.

Производное с индольным заместителем в положении 3 (4(3'-индолил)-4-аминобутановая кислота, лабораторный шифр РГПУ-141), оказывает выраженное гипотензивное действие, ЕД20 7,5 мг/кг. Но соединение в этой дозе угнетает дыхание. Уменьшение дозы до 1 мг/кг устраняет угнетающее действие на дыхательный центр, однако, существенно снижается и гипотензивный эффект.

Аналоги нирацетама,-имеющие в химическом хоставе м^шжулу_ян-^ тарной ( сукцинат 1Ч-карбамоилметил-пирролидона-2, лабораторный шифр РГПУ-139) и молекулу щавелевой (оксалат N-карбамоилметил-пирролидона-2 - РГПУ-137) кислот, обладают значительной гипотензивной активностью в дозах 25 мг/кг, но действуют непродолжительно, уже на 90 минуте АД восстанавливается до исходного уровня. РГПУ-138 (ацетамид (4-фенил-2-оксопирролидоно-1)- уксусной кислоты) в дозе 25 мг/кг снижает артериальное давление на 19%, но действует соединение также кратковременно. Соединение РГПУ-135 (гемисукцинат 4-фенил->?-карбамоилпирролидон-2) обладает выраженным и, что на наш взгляд особенно важно, продолжительным гипотензивным действием, ЕД20 его равно 43 мг/кг, LDso -1180 мг/кг, терапевтический индекс - 28.

На следующем этапе в опытах на наркотизированных кошках было выполнено сравнительное изучение гемодинамического механизма гипотензивного действия четырех наиболее активных соединений (РГПУ-135, РГПУ-136, РГПУ-137, РГПУ-141) при внутривенном и пероральном введении.

Соединение РГПУ-135 в дозе 25-50 мг/кг вызывает умеренное (на 18-20%), но продолжительное снижение артериального давления. Снижение давления происходит постепенно, достигая максимума на 60-90 минутах. Оно обусловлено уменьшением общего периферического сопротивления на 38%, в то время как МОК существенно возрастает на 18%. ЧСС статистически значимо не меняется. Данное вещество в дозе 50 мг/кг выраженно увеличивает скорость сокращения (на 26,5+8,7%) и скорость расслабления (на 14,7+5,4) миокарда. Изменения гемодинами-ческих параметров сохраняются более 2-4-х часов наблюдения, в отдельной серии опытов- в течение 8 часов.

При сопоставлении кардиоваскулярных эффектов соединения РГПУ-135 при внутривенном и пероральном введении отмечаются приблизительно равное гипотензивное действие и структура изменений основных показателей кардио- и гемодинамики, с той лишь разницей, что при приеме вещества через рот гипотензивный эффект развивается медленнее.

Соединение РГПУ-136 - структурный аналог линейной формы ГАМК, имеющий индольный радикал в Р-положении, в дозе 5-10 мг/кг при внутривенном введении снижает артериальное давление на 14- 15%. Падение давления также обусловлено достоверным снижением общего периферического сопротивления (на 21%). Ударный и минутный объем крови при этом незначительно возрастают ( на 10 и 8% соответственно). Соединение действует относительно непродолжительно, через 60-120 минут наблюдения артериальное давление и другие параметры гемодинамики восстанавливаются.

Аналогично изменяются параметры гемодинамики и при пероральном введении данного соединения, с той лишь разницей, что гипотензивный эффект развивается медленнее, выражен меньше, но продолжительность гипотеизии возрастает.

Соединение РГПУ-137 при внутривенном введении вызывает падение артериального давления в течение первых 15 минут за счет уменьшения ОПС, а в последующем и МОК. К 120 минуте наблюдения все гемодинамические показатели восстанавливаются.

При введении per os отмечается слабый, равный в дозе 10 и 25 мг/кг гипотензивный эффект, который развивается на 45-90 минуте и продолжается от 1,5 до 3-х часов.

Соединение РГПУ-141 вызывает дозозависимое снижение артериального давления за счет изменений МОК, ОПС, скорости сокращения и расслабления миокарда, ЧСС, причем, при пероральном введении гипотензивный эффект выражен значительно слабее, чем при внутривенном.

-Таким-образом,ло^сслещташ^_соеданений, на наш взгляд, вещество РГПУ-135 является наиболее перспективным для дальнейшего изучения. Данное соединение, оказывающее практически равное гипотензивное действие при внутривенном и пероральном введении, снижает артериальное давление мягко и продолжительно. Снижение АД обусловлено падением ОПС с одновремнным увеличением МОК, что может способствовать улучшению кровоснабжения жизненно важных органов.

Для решения вопроса о перспективности дальнейшего доклинического исследования изучено антигипертензивное действие вещества на животных с экспериментальной патологией (нейрогенной, почечной, надпочечниково-регенеративной гипертензиями).

Целесообразность изучения специфической активности на нескольких моделях обусловлена тем, что ни одна из множества экспериментальных гипертензий не является идеальной для отождествления ее с гипертонической болезнью человека (М.И.Гуревич, 1981; В.В.Закусов, 1985).

Считают, что почечная модель гипертензии является одной из адекватных моделей вазоренальной гипертензии человека (В.И.Петров и со-авт., 1984), нейрогенная по своим патофизиологическим особенностям ближе к эссенциальной гипертензии (Н.И.Аринчин, 1982), надпочечни-ково-регенеративная - к эндокринной модели гипертензии (Д.Кипров и соавт., 1976).

Необходимым этапом для изучения антигипертензивных веществ является подбор препарата сравнения (Г.В.Ковалев, И.Н.Тюренков, 1987). Мы использовали в качестве препаратов для сравнения антиги-пертензивной активности соединения РГПУ-135 карфедон в дозе 50 мг/кг и клофелин в дозе 0,06 мг/кг.

В наших экспериментах у кошек с эндокринной моделью гипертензии уровень АД возрастал по сравнению с контрольным на 35,9±2,3% за счет возросших значений МОК и ОПС.

При лечении соединением РГПУ-135 кошек с эндокринной моделью гипертензии отмечалось снижение АД в среднем на 29%, обусловленное уменьшением ОПС, тогда как ударный и минутный объем незначительно возрастали, либо оставались на прежнем уровне. (Рис.1).

При лечении карфедоном максимальное снижение АД происходит на второй неделе лечения ( на 32,2%). Падение артериального давления обусловлено также снижением ОПС.

Через неделю после отмены соединения РГПУ-135 и карфедона повышения давления не наблюдалось.

Лечение клофелином кошек с надпочечниково-регенеративной моделью гипертензии снижало артериальное давление на 30,5% за счет выраженного снижения МОК , ОПС при этом возрастало. Через неделю после отмены препарата артериальное давление возвращалось практически к исходному уровню. (Рис.1).

При лечении кошек с эндокринной моделью гипертензии соединением РГПУ-135 и карфедоном исходный эукинетический тип гемодинамики переходит в гиперкинетический, при лечении клофелином - в гипокинетический.

В экспериментах на животных с нейрогенной моделью гипертензии высокий уровень артериального давления поддерживался за счет увеличения общего периферического сопротивления, производительность сердца значительно снижается.

В процессе лечения гипертензии соединением РГПУ-135 артериальное давление снизилось на 28,1% за счет снижения ОПС, производительность сердца при этом возрастала. Гемодинамический механизм гипотензивного действия не менялся на протяжении лечения. После отме-пы~пренарата-через ^гсделю^ртермльное давление оставалось сниженным на 23% по сравнению с исходным уровнем до начала лечения: (Рис.1).

Карфедон снижал артериальное давление у кошек с нейрогенной моделью гипертензии в среднем на 32,2% также за счет снижения ОПС, МОК при этом увеличивался. Показатели кардио- и гемодинамики после месяца лечения и через неделю после отмены препарата практически не отличались друг от друга.

Клофелин снижал артериальное давление у животных с данной моделью гипертензии на 33% за счет еще большего падения МОК при повышении ОПС. После отмены препарата в течение недели артериальное давление повышалось на 27,3%. (Рис.1)

Таким образом, во время лечения веществом РГПУ-135 и карфедоном происходила трансформация одного типа гемодинамики в другой. Исходный гипокинетический тип гемодинамики переходил в гиперкинетический, когда МОК увеличен, а ОПС снижено. При лечении клофелином тип гемодинамики не изменялся.

В1 В2

С1 С 2

Рис.1 Изменения параметров кар дно - и гемодинамики после хронического введения соединения РГПУ-135 и клофелина почечной (А),надпочечниково- регенеративной (В), нейрогенной (С) гипертензиями.

Примечание: 1- РГПУ-135 2 - клофелин

-до лечения

после лечения

У кошек с почечной моделью гипертеюии исходным типом гемодинамики был гипокинетический. При лечении исследуемым соединением и карфедоном артериальное давление снижалось за счет уменьшения общего периферического сопротивления, минутный объем крови при этом оставался на прежнем уровне, либо незначительно увеличивался. Через неделю после отмены препаратов АД оставалось сниженным на 27-28% по сравнению с первой неделей лечения. (Рис.1)

При лечении клофелином значительно снижался минутный объем крови, ОПС существенно возрастало. После отмены препарата через неделю артериальное давление восстанавливалось до исходного уровня. (Рис.1).

Таким образом, проведенные исследования показали, что вещество ~РРПУ-135-проявляех_выраженное антигипертензивное действие на всех используемых экспериментальных моделях гипертензии. Исходя~из~осо-бенностей влияния на кардио- и гемодинамику соединение РГПУ-135 наиболее благоприятно при гипокинетическом типе кровообращения, т.е. у кошек с нейрогенной и почечной моделями гипертензии. Наблюдается преимущество исследуемого соединения перед препаратом сравнения клофелином, который при лечении кошек с данными моделями снижает исходно низкий МОК и повышает уже повышенное ОПС, что может привести к нарушению кровоснабжения жизненно важных органов. Кроме того, при отмене исследуемого соединения РГПУ-135 артериальное давление остается сниженным в течение недели наблюдения, т.е. не отмечается "синдрома отмены".

Известно, чго при гипертонической болезни сердце работает в неблагоприятном режиме, адаптируясь к повышенной нагрузке. От степени адаптации к повышенной нагрузке в определенной мере зависит прогноз течения данного заболевания. В связи с чем оценка влияния ве-

щества на процессы срочной и долговременной адаптации к повышенной нагрузке приобретает особую значимость.

Нами выполнено исследование влияния наиболее активного соединения РГПУ-135 на срочную адаптацию миокарда к повышенной нагрузке. Используемые тесты ( нагрузка объемом, введение адреналина, максимальная изометрическая нагрузка) показали увеличение ЧСС, ВЖД, dp/dt, индексов сокращения и расслабления миокарда, интенсивности функционированя структур и максимальной интенсивности функционирования структур в группе животных, получивших РГПУ-135, по сравнению с контрольной группой, что говорит о позитивном действии препарата на срочную адаптацию сердца к повышенной нагрузке.

Для изучения влияния на механизмы регуляции кровообращения использовалось внутрижелудочковое введение исследуемого вещества.

При внутрижелудочковом введении соединения РГПУ-135 наблюдается выраженная гипотензия и брадикардия. Снижение артериального давления и уменьшение частоты сердечных сокращений под влиянием соединения РГПУ-135 более выражено при введении в боковые желудочки, чем в четвертый. Эти данные свидетельствуют о влиянии вещества на центральные механизмы регуляции кровообращения и преимущественном действии его на супрабульбарные структуры.

Кардиоваскулярные эффекты вещества, вызванные его внутривенным и внутрижелудочковым введением, на 55-60% ослабляются бикуку-лином и пикротоксином. Это дает основание предполагать, что действие исследуемого вещества опосредуется через ГАМК-ергическую систему.

Участие ГАМК-ергической системы в центральной регуляции кровообращения в значительной мере опосредовано ее взаимодействием с центральной катехоламинергической системой (Г.В.Ковалев, И.Н.Тюренков, 1989; Gillis et al„ 1984).

Гипотензивное действие, вызванное введением РГПУ-135 в боковые желудочки подавлялось фентоламином на 50-60% и почти полностью йохимбином (преимущественно аг-адреноблокатором). Празозин (ai-адреноблокатор) практически не влиял на гипотензивные эффекты РГПУ-135. Предварительное внутривенное и внутрижелудочковое введение резерпина устраняет гипотензивное действие РГПУ-135. Эти результаты свидетельствуют об участии центральной норадренергической системы в формировании кардиоваскулярных эффектов РГПУ-135 и возможном его пресинаптическом действии на катехоламинергических нейронах. Данные, полученные в результате проведенных экспериментов согласуются с литературными данными. Dhumal и соавт. (1980) при предварительном введении фентоламина и резерпина в желудочки мозга ~наблюдали—подавление гипотензивного эффекта после введения

ГАМК. На основании этого авторами сделано заключение, что снижен-

ние артериального давления при введении ГАМК в желудочки мозга вызвано высвобождением норадреналина.

Установлено, что стимуляция пресинаптических ГАМКа-рецепторов приводит к высвобождению норадреналина из нервных окончаний (M.A.Summonds, 1984; Fung, Fillenz, 1985; K.Nonogaki et al., 1994; L.G.Wu, P.Saggau, 1995). Вероятно, соединение РГПУ-135 взаимодействуя с ГАМКа -рецепторами, приводит к усилению высвобождения эндогенного норадреналина, который в свою очередь стимулирует а.г -адренорецепгоры, что приводит к угнетению центральных вазомоторных образований и снижению артериального давления. Механизм действия РГПУ-135 сходен с ююфелином и карфедоном. Однако, клофелин действует непосредственно на ал -адренорецепторы, что приводит к резкому снижению артериального давления вплоть до ортостатической гипотензии, а исследуемое соединение, действующее опосредованно (через ГАМК-рецепторы) на «л -адренорецепторы вызывает постепен-

ное, умеренное, но продолжительное снижение артериального давления.

Для анализа возможного влияния РГПУ-135 на ГАМКб-рецепторы (баклофенчувствительные) была использована 5- аминовалериановая кислота (5-АВК - слабый блокатор субпопуляции ГАМК-рецепторов, не чувствительных к бикукулину) и глутамат. Известно, что баклофен тормозит выделение глутамата. Это позволило предположить, что активация ГАМКб-рецепторов связана с подавлением высвобождения глу-таминовой кислоты. Поэтому, для предотвращения действия исследуемого вещества на ГАМКб-рецелторы предварительно животным вводили глутамат. Ранее было показано, что внутривенное и внутрижелудоч-ковое введение глутаминовой кислоты вызывает повышение АД, обусловленное активацией симпатических структур (Г.В.Ковалев, В.И.Петров, И.Н.Тюренков, 1985). Предварительное внутривенное или внутрижелудочковое введение одновременно бикукулина и глутаминовой кислоты более значительно подавляет гипотензивное действие РГПУ-135, чем предварительное введение раздельно только бикукулина или глутаминовой кислоты. Уменьшало кардиоваскулярное действие соединения РГПУ-135 и одновременное предварительное введение в боковые желудочки 5-АВК и глутаминовой кислоты. Таким образом, полученные данные свидетельствуют о вероятном участии в формировании гипотензивного эффекта РГПУ-135 как ГАМКа- так и ГАМКб-рецепторов.

Гипотензивное действие ГАМК в определенной мере обусловлено подавлением центральных эффектов ангиотензина II, повышающего активность симпатической нервной системы (К.А.ЯоЬеЛБ ^ а1., 1993; А-У-Бип еЧ а1.,1994), а также угнетением спонтанного и стимулируемого высвобождения вазопрессина (А.М.МадпшБоп а1., 1993). Эти данные побудили нас изучить влияние соединения РГПУ-135 на прессорные ре-

акции САД, индуцированные внутривенным и внутрижелудочковым введением ангиотензина II и внутрижелудочковым введением гипертонического раствора хлористого натрия, увеличивающего высвобождение вазопрессина. Исследуемое соединение не влияло на лрессорные реакции, вызванные внутривенным и внутрижелудочковым введением ангиотензина II. Введение гипертонического раствора в боковые желудочки мозга приводит к выраженному (на 25%) и продолжительному (более 30 минут) повышению артериального давления. Соединение РГПУ-135 подавляло прессорные реакции, вызванные внутрижелудочковым введением гипертонического раствора, что свидетельствует об угнетении исследуемым соединением выработки и высвобождения вазопрессина.

Предварительная блокада опиатных рецепторов налоксоном не изменяет-гигютензию и^р^щн^рдию, индуцированную внутрижелудочковым введением РГПУ-135.

Учитывая литературные данные о возможном участии серотони-нергической системы в формировании кардиоваскулярных эффектов ГАМК, мы провели опыты с предварительным введением 5-окситриптофана в боковые желудочки. Гипотензивное действие исследуемого соединения не подавлялось 5-окситриптофаном.

Предварительное введение блокатора дофаминовых рецепторов га-лоперидола не влияет на кардиоваскулярные эффекты РГПУ-135.

Наличие литературных данных о влиянии ГАМК на периферические механизмы регуляции кровообращения (Риру/ага е1 а1., 1975; В.П.Акопян и соавт., 1990), послужило поводом для проведения исследований кардиотропного и спазмолитического действия ГАМК.

В результате проведенных экспериментов обнаружено, что соединение РГПУ-135 в концентрации от 10~8 до 10"3 не оказывало спазмолитического действия, лишь в концентрации 1х10"2 спазмолитическая активность его равна 36%. При исследовании прямого кардиотропного

действия препарата выяснилось, что в концентрации 1x10 4 частота сердечных сокращений снижается на 8,5%, сила сокращений - на 3,6%. С уменьшением концентрации отрицательное ино- и хронотропное действие ослабевает. В концентрациях 10 6 и 108 соединение РГПУ-135 на частоту и силу сердечных сокращений практически не влияет.

Известно, что различные производные ГАМК обладают разнонаправленной нейротропной, психотропной (возбуждающей и угнетающей) и в том числе ноотропной активностью. С целью изучения спектра биологической активности соединения РГПУ-135 было исследовано влияние вещества на поведенческие реакции животных, на когнитивные процессы, на фармакологические эффекты препаратов, оказывающих депримирующее влияние на центральную нервную систему.

В результате проведенных экспериментов выяснилось, что соединение подавляет горизонтальную и вертикальную двигательную активность животных в "открытом поле"при однократном и курсовом введении в дозе 50 мг/кг, внутрибрюшинно, снижает исследовательскую активность в первые 3 недели лечения, параметры груминга после однократного применения препарата снижаются, при курсовом лечении увеличиваются, эмоциональность повышается.

Полученные данные позволяют предположить, что исследуемое соединение обладает психоседативным эффектом.

При изучении ноотропной активности по тесту УРПИ было выявлено, что под действием соединения РГПУ-135 увеличивается латентный период захода животных в темный отсек при воспроизведении через 72 часа, 1, 2, 3, 4 недели и через неделю после отмены препарата по сравнению с контрольной группой животных. На основании данных исследований можно сделать предположение, что соединение РГПУ-135 улучшает процессы обучения и запоминания у животных в эксперименте.

В исследованиях В. Bourgeois (1995), В. PvOgvi-Hansen (1995), O.C.Snead (1996) показано, что аналоги ГАМК обладают противосудо-рожной активностью. Это послужило поводом для изучения данной активности исследуемого соединения.

Эксперименты по изучению противосудорожного действия соединения РГПУ-135 показали, что латентный период первых судорожных проявлений увеличивается в 6,8 раза, интенсивность вызванных судорог снижается в 2,4 раза, продолжительность жизни животных после кора-зол-индудированного судорожного припадка возрастает в 1,5 раза по сравнению с соответствующими показателями у животных контрольной группы, летальность снижается на 50%. Таким образом, на основании полученных данных можно считать, что соединение оказывает выраже-—н н о ел р от и в о суд о р о жн о е действие.

Изучение действия соединения на эффекты веществ, угнетающих-

центральную нервную систему показало, что соединение РГПУ-135 увеличивает латентный период гексеналового сна в 1,1, а продолжительность его сокращается в 1,4 раза по сравнению с контрольной группой. Результаты, полученные при проведении этих экспериментов не согласуются с данными, полученными в предыдущих исследованиях (отмеченное выше психоседативное действие предполагает потенцирование гексеналового сна). Можно предполагать, что соединение обладает способностью индуцировать активность микросомальных ферментов печени и в следствии этого ослаблять действие барбитуратов, метаболи-зирующихся в печени.

Таким образом, целенаправленный поиск веществ с кардиоваску-лярным действием среди 18 новых производных линейной и циклической форм ГАМК позволил выявить вещество РГПУ-135 (гемисукцинат 4-фенил-М-карбамоилпирролидон-2), оказывающее выраженное гипо- и антигипертензивное действие. Соединение РГПУ-135

является высокоэффективным и малотоксичным веществом, оказывающим специфическое влияние, очевидно, главным образом, за счет усиления нисходящих тормозных влияний к симпатическим структурам продолговатого мозга. Вещество практически одинаково активно как при пероральном, так и при внутривенном введении. В сравнении с кло-фелином соединение РГПУ-135 действует более мягко и продолжительно, не дает синдрома отмены, в чем его очевидное преимущество.

Все вышеизложенное свидетельствует о целесообразности дальнейшего углубленного доклинического изучения вещества РГПУ-135. Химическая структура данного соединения может служить основой для создания нового антигипертензивного препарата.

ВЫВОДЫ

1. Целенаправленный поиск веществ с кардиоваскулярным действием среди 18 новых структурных аналогов линейной и циклической формы ГАМК, позволило выявить вещества с выраженным гипотензивным действием. Среди линейных аналогов гамма-аминомасляной кислоты наибольший гипотензивный эффект проявляет соединение, имеющее индольный заместитель в р-положении. Среди циклических производных ГАМК наиболее выраженным гипотензивным действием обладают соединения: с индольным заместителем в 4-положении, соединения, полученные присоединением к пирацетаму янтарной кислоты, щавелевой кислоты, Ы-ацетилзамещенное производное молекулы карфедона и гемисукцинат 4-фешш-М-карбамоилпирролидон-2 (соединение РГПУ-135).

2. Гемисукцинат 4-фенил-1ч[-карбамоилпирролидон-2 (соединение РГПУ-135) оказывает дозозависимое, умеренное, постепенное и про-

должительное снижение артериального давления, LD50 1180 (при внут-рибрюшинном введении), ТИ=28.

3. Соединение РГПУ-135 оказывает выраженное антигипертензивное действие у кошек с надпочечниково-регенеративной, нейрогенной и почечной моделью гипертензий. Через педелю после отмены исследуемого вещества артериальное давление не восстанавливается полностью. Препарат сравнения клофелин снижает артериальное давление быстро, но после прекращения введения клофелина артериальное давление восстанавливается в течение недели почти до исходного уровня.

4. Гипо- и антигипертензивный эффект соединения РГПУ-135 обусловлен уменьшением общего периферического сопротивления, минутный объем крови при этом повышается. Соединение повышает сократимость

_сердца; срочную адаптацию миокарда к повышенной нагрузке.

5. Гипотензивный эффект и урежение ЧСС, вызванные внутривенным-введением и введением соединения РГПУ-135 в боковые и четвертый желудочки мозга, предупреждались предварительным введением антагонистов синаптического действия ГАМК бикукулина и пикротоксина, а также блокатора аг -адренорецепторов - йохимбина. Предварительное введение блокатора опиатных рецепторов налоксона, стимулятора се-ротонинэргических рецепторов 5-окситриптофана и блокатора дофаминовых рецепторов галоперидола не оказывает заметного влияния на АД и ЧСС, вызванные введением РГПУ-135. Прямое миотропное и кардио-тропное действие исследуемого соединения проявляется лишь в концентрации Ю-2 и 104, соответственно, и не играет заметной роли в формировании кардиоваскулярных эффектов.

6. Соединение РГПУ-135 обладает нейротропной и психотропной активностью как при однократном так и при курсовом введении, оказывает седативное и противосудорожное действие, увеличивает латентный период гексеналового сна и сокращает его продолжительность,

улучшает процессы обучения и запоминания у животных в эксперименте.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1.Гипотензивные и противоаритмические свойства ГАМК и ее производных // Фундаментальные исследования как основа создания лекарственных средств: Тезисы 1-го съезда Российского научного общества фармакологов. - Волгоград, 1995. С.324 (совместно с В.В.Ковтун)

2.Изучение гипотензивного и противоаритмического действия производных ГАМК // Тезисы II Российского национального конгресса "Человек и лекарство". - Москва, 1995. С.90-91 (совместно с Т.И.Поповой и И.Н.Тюренковым).

3.Сравнение кардиоваскулярного действия производных линейной и циклической форм ГАМК II Тезисы III Российского национального конгресса "Человек и лекарство". - Москва, 1996. С.53 (совместно с И.Н.Тюренковым).

4.Antiarrytmic activity of GABA. Abstracts book Fourth National Congresse of Pharmacology "The challenges in the face of pharmacology on the verge af 21 st century". Sofia, 1994. P. 123 (with I.N.Tjurenkov, T.I.Popova).

5.Cardiovascular effects of the new GABA-derivatives. Abstracts book Fourth National Congresse of Pharmacology "The challenges in the face of pharmacology on the verge af 21 st century". Sofia, 1997. P. 187 (with I.N.Tjurenkov).

6.Effect of GABA on infarct size in cat in hypo- and hyperactive cat subfected to coronary artery occlusion and reperfusion. Abstracts book 5 th International Congress on Amino Acids. Grecce, 1997. P. 134 (with I.N.Tjurenkov, T.I.Panchenco).

7.Hypotensive effects of new GABA derivatives. Abstracts book 5 th International Congress on Amino Acids. Grecce, 1997. P. 142 (with I.N.Tjurenkov).

8. Effect of GABA on infarct size hypo- and hyperreaktivity cats with postishemic coronary occlusion and reperfusion. Abstracts book International Symposium "Drug targets in heart and brain ischemia". Italy, 1997. P. 85 (with I.N.Tjurenkov, T.l.Panchenco).

9. Изучение гемодинамического механизма гипотензивного действия нового производного ГАМК // Проблемы диагностики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний: Республиканская научно-практическая конференция, Саратов, 1997. С. 67.

10. Reproductive and neurochemical studies of antioxidative drug. Abstracts will be posted on the OBD Interned site starting. Second International oxidative stress and brein damage symposium Г Chicago ,-1997.-P.-37-(vvith -T.V.Khamidova, A.A.Spasov, L.I.Bugaeva, E.A.Kusubova).

Подписано в печать 13.01.98. Формат 60x84/16. Бумага типографская № 1. Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № Издательство Волгоградского государственного университета. 400062, Волгоград, 2-я Продольная, 30.