Автореферат и диссертация по медицине (14.00.25) на тему:Поиск антагонистов серотониновых 5-НТ3-рецепторов среди конденсированных и неконденсированных производных бензимидазола и бензимидазолина и изучение их фармакологических свойств

Яковлев Дмитрий Сергеевич

Поиск антагонистов серотониновых 5-НТ3-рецепторов среди конденсированных и »сконденсированных производных бензимидазола и бензимидазолина и изучение их фармакологических свойств

14 00 25 - фармакология, клиническая фармакология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Волгоград 2007

□030В0821

003060821

Работа выполнена в Государственном учреждении «Волгоградский научный центр Российской академии медицинских наук и Администрации Волгоградской области», Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Волгоградский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ

А А Спасов, член-корр РАМН, з д н РФ, д м н , профессор И Н Тюренков, д м н , профессор МН Ивашев, дмн, профессор

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ГУ НИИ фармакологии им

В В Закусова РАМН

Защита состоится Q^f- 2007 года в fó часов на заседании

Диссертационного Совета Д 208 008 02 при ГОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет» (400066, г Волгоград, пл Павших борцов, 1)

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ГОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Автореферат разослан «5^» ßf 2007 года

Ученый секретарь Диссертационного Совета доктор медицинских наук, профессор

А Р Бабаева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Известно, что 5-НТз-рецепторы могут модулировать функции центральной нервной, сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной, выделительной и других систем организма (Сергеев П В и соавт., 1999; Мирзоян Р С , 2001, Adaev Т et al, 2005, Miranda A et al, 2006) В ЦНС 5-ШУрецепторы участвуют в регуляции рвотных рефлексов, процессов восприятия, поведенческих актов (Wolf-Dieter H, 2006, O'Mahony S et al, 2006, Bagdy G et al, 2007, Jordan К et al, 2007) Известные на сегодняшний день препараты, проявляющие 5-НТз-антагонистическую активность (трописетрон, бемесетрон, ондансетрон и другие), внедрены в медицинскую практику как антиеметические средства Кроме того, весьма значительный интерес представляет анксиолитическая и анальгетическая активность избирательных 5-НТ3 антагонистов (Bell R et al, 2003, Spath M et al, 2004, Chang et al, 2005, Yoon M et al, 2006)

Однако, все имеющиеся в настоящее время препараты, несмотря на достаточно высокий уровень специфической активности, обладают целым рядом побочных эффектов (Goodm S , Cunningham К, 2002, Зборовский А Б , Тюренков H И, 2003) и имеют высокую стоимость (Jordan К, 2006) Выявление новых активных веществ с 5-НТз-серотониноблокирующими свойствами среди конденсированных и неконденсированных производных имидазола, может послужить базисом для создания нового класса эффективных средств с противорвотной, анксиолитической и анальгетической активностью Данные теоретические предпосылки подтверждаются обнаружением антисеротониновой активности у некоторых производных бензимидазола в ранее проводимых исследованиях (Ozaki A et al, 1999, Андронати С.А , 2001, Спасов А А и соавт, 2006)

Целью исследования является поиск новых соединений, обладающих 5-НТз-антагонистической активностью среди новых конденсированных и неконденсированных производных бензимидазола и бензимидазолина и изучение их фармакологических свойств

Для достижения указанной цели представляется необходимым решение следующих задач

1 Изучить 5-НТз-антагонистическую активность новых конденсированных и неконденсированных производных бензимидазола и бензимидазолина

2 Определить зависимости блокирующего действия веществ на третий подтип серотониновых рецепторов от их химической структуры и физико-химических свойств

3 Изучить острую токсичность наиболее активных соединений

4 Изучить антиеметические свойства наиболее активных веществ и сравнить с известными антагонистами серотониновых 5-ШУрецепторов

5 Исследовать анксиолитические свойства наиболее активных соединений на конфликтных и неконфликтных поведенческих моделях

6 Изучить обезболивающую активность соединений на моделях периферической и центральной гипералгезии.

7 Изучить влияние соединений на основные медиаторные системы мозга с определением возможного спектра нейротропной активности

Научная новизна Впервые была изучена 5-НТз-серотониноблокирующая активность новых конденсированных и неконденсированных производных бензимидазола и бензимидазолина Выявлены зависимости между структурой, а также физико-химическими свойствами и уровнем 5-НТ3-антагонистической активности у данного класса химических соединений Выраженность 5-ШУблокирующих свойств зависит от вида азотсодержащего радикала в положении "Ы9 и ароматического радикала в С2 положении гетероциклического ядра, коррелирует с величиной заряда входящих в них атомов и липофильностью С2- и С3/Н3-заместителей На основании экспериментальных данных установлено, что наибольшей 5-НТ3-антагонистической активностью обладает Н9-пиперидиноэтил замещенное имидазо[1,2-а] бензимидазола, под лабораторным шифром РУ-1204

Впервые исследованы антиеметические, анксиолитические и анальгетические свойства соединения РУ-1204, а также влияние на основные

медиаторные системы мозга

Научно-практическая ценность

1 Установленные в ходе исследований закономерности между структурой, физико-химическими свойствами и 5-ШУ блокирующей активностью соединений являются базисом для целенаправленного поиска и оптимизации синтеза новых производных бензимидазола и бензимидазолина с заданной структурой и уровнем 5-ШУантагонистической активности

2. Наличие выраженных антиеметических, анксиолитических и анальгетических свойств Ы'-производпого имидазо[1,2-а]бензимидазола под лабораторным шифром РУ-1204, представляет основу для планирования расширенных доклинических фармакологических исследований данного вещества

Реализация результатов исследования В результате выявленных закономерностей между структурой, физико-химическими свойствами и 5 -Шублокирующей активностью производных бензимидазола и бензимидазолина составлены рекомендации, которые учитываются при целенаправленном поиске биологически активных веществ с подобным типом действия в НИИ физической и органической химии при Южном федеральном университете Результаты работы используются в лекционных курсах на кафедрах фармакологии, фармакологии и биофармации ФУВ, фармацевтической химии Волгоградского государственного медицинского университета, кафедре фармакологии Кубанского медицинского университета, кафедре клинической и экспериментальной фармакологии Ростовского государственного медицинского университета

Основные положения, выносимые на защиту 1. И'-замещенные имидазо[1,2-а]бензимидазола, Ы'-замещенные дигидроимидазо[1,2-а]бснзимидазола, Ы1,^-замещенные бензимидазолина, Ы1- замещенные 2-аминобензимидазола, 2,5-замещенные бензимидазола являются перспективными классами соединений для поиска новых антагонистов 5-НТ3-рецепторов

2 Соединение под лабораторным шифром РУ-1204 по влиянию на 5-НТ3-рецепторы превосходит препарат сравнения трописетрон более чем в 10 раз

3 Соединение под лабораторным шифром РУ-1204 обладает выраженными противорвотными, транквилизирующими и обезболивающими свойствами

Апробация работы Основные материалы диссертации докладывались и обсуждались на VIII Региональном собрании Европейского Колледжа Нейропсихофармакологии, Москва, 2005 г, X Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области, 2005 г, 63, 64 итоговых научных конференциях студентов и молодых ученых Волгоградского государственного медицинского университета, Волгоград 2005,2006 гг Публикации По теме диссертации опубликовано 9 работ Объем и структура работы Диссертация изложена на 164 страницах машинописного текста, иллюстрирована 13 рисунками, 26 таблицами Состоит из введения, обзора литературы (глава I), экспериментальной части (главы II-VI), обсуждения результатов (глава VII), выводов и списка литературы, включающего 169 источника, в том числе 133 зарубежных СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования

Материалы Объектами исследования являлись 49 новых конденсированных и неконденсированных производных бензимидазола и бензимидазолина соединений, синтезированных в НИИ физико-органической химии Южного федерального университета* И'-замещенные имидазо[1,2-а] бензимидазола (26 соединений), N'-замещснные дигидроимидазо[1,2-а] бензимидазола (2 соединения), N1, ^-замещенные бензимидазолина (6 соединений), N'-замещенные 2-аминобензимидазола (6 соединений), 2,5-замещенные бензимидазола (9 соединений)

В ходе скрининга по выявлению 5-НТз-антагонистической активности использовались 5-гидрокситриптамина гидрохлорид («Sigma», США), атропина сульфат («Sigma», США) В качестве индуктора рвоты при изучении

' Выражаем искреннюю благодарность ведущему специалисту к х н В А Анисимовой

антиеметических свойств использовался цисплатин («Лэнс-Фарм», Россия) Для изучения анальгетической активности исследовались формалин («Биомед», Россия), адъювант Фрейнда («Grand Island Biological Company», США) В качестве препаратов сравнения использовались трописетрон («Sigma», США), ондансетрон («Ленс-Фарм», Россия), метокпопрамид (AWD, Германия), диазепам (Реланиум, «Польфа», Польша), диклофенак натрия (Диклофенак, «ICN Pharmaceuticals», США), промедол («Биомед», Россия) Для изучения взаимодействия с основными медиаторными системами мозга использовались фенамин («Sigma», США), галоперидол («Gedeon Richter», Венгрия), апоморфина гидрохлорид («ICN Biomedical», США), L-3,4-диоксифенилаланин («Sigma», США), клофелин («Биомед», Россия), 5-гидрокситриптофан («Sigma», США), ареколин («Sigma», США), никотин («Sigma», США), пикротоксин («ICN Biomedical», США)

Эксперименты были выполнены на изолированных предсердиях 120 половозрелых нелинейных морских свинок обоего пола массой 400-600 г, на 8 беспородных собаках обоего пола массой 9,5-12,2 кг, на 826 половозрелых нелинейных крысах обоего пола массой 200-240 г, 84 белых половозрелых неимбредных мышах обоего пола массой 20-22 г

До начала эксперимента все животные содержались в стандартных условиях вивария с естественным световым режимом на полнорационной сбалансированной диете (ГОСТ Р 50258-92) с соблюдением Международных рекомендаций Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях (1997), а также правил лабораторной практики при проведении доклинических исследований в РФ (ГОСТ 3 51000 3-96 и 51000 4-96) Все исследования были одобрены комитетом по этической экспертизе испытаний (протокол № 25-2005 от 10 12 2005 г)

Методы исследования Скрининг по выявлению блокирующего действия соединений на третий подтип серотониновых рецепторов проводилось на изолированных предсердиях морских свинок Величина 5-НТз-антагонистической активности оценивалась по изменению степени

выраженности положительного хронотропного эффекта, вызванного 5-гидрокситриптамином (Nishio Н et al, 1996). Для наиболее активных соединений изучались концентрационные зависимости антисеротонинового эффекта, и определялись величины Кв и рА2 (Комиссаров И В , 1969)

Острая токсичность определялась на мышах-самцах при внутрибрюшинном введении соединений (Беленький В Я, 1963) В качестве интегрального показателя условной широты терапевтического действия использовался условный терапевтический индекс соединений (LD50/KB)

При изучении зависимости 5-ШУантагонистической активности соединений от их физико-химических свойств с помощью квантово-химических методов производился расчет липофильности (LogP), величины молекулярной рефракции (MR) и парциальный заряд атомов всей молекулы, гетероциклического ядра и радикалов по отдельности (Burkert U, 1982, Розенблит А Б и др, 1983, Минкин В И, 1997)*

Антиеметическое действие соединения РУ-1204 изучалось с использованием методики цисплатин-индуцированной рвоты у собак (Fukui Н et al, 1992), основанной на способности цисплатина вызывать острую рвоту (Andreas et all, 1990) Критерием оценки противорвотного действия вещества являлось удлинение латентного периода и уменьшение числа рвотных приступов

Изучение анксиолитической активности соединения РУ-1204 проводились на крысах-самцах с использованием 2-х конфликтных методика «наказуемого взятия воды» (Vogel J R et al, 1971), метод «четырех пластин» (Воронина Т А, Середенин С Б, 2000), и 2 неконфликтных тест «темная/светлая камера» (Costal В et al, 1989), метод «приподнятого крестообразного лабиринта» (Воронина Т А, Середенин С Б, 2000), поведенческих моделей С целью выявления у соединения РУ-1204 возможного миорелаксантного действия, характерного для многих транквилизаторов, был

Работа проводилась совместно с докторантом кафедры фармакологии Волгоградского государственного медицинского университета к б н П М Васильевым

проведен тест «удержания на перекладине» (Воронина Т А, 2000)

Антиноцицептивная активность соединения РУ-1204, а также препаратов сравнения диклофенака натрия, ондансетрона и промедола исследовалась на крысах с помощью методов формалиновой гипералгезии (Dubuisson D., 1977), гипералгезии, вызванной адъювантом Фрейнда (Iadarola М J, 1988), теста электрического раздражения хвоста (Carrol N М , 1960)

Для детального изучения центрального механизма психотропного действия соединения РУ-1204 использовались методики, основанные на взаимодействии с основными нейромедиаторами (Андреева Н И, 2005) Влияние на моноаминергические системы мозга изучалось в тестах с фенамином, галоперидолом, апоморфином, клофелином,

5-гндрокситриптамином и L-ДОФА, холинергическое действие изучалось по изменению эффектов апоморфина и никотина; ГАМК-ергическое влияние - в тесте с пикротоксином

Статистическая обработка результатов проводилась с использованием парного критерия Стьюдента, с предварительной проверкой выборки на нормальность распределения, критерия Краскела-Уолиса Достоверность величин Кв, рАг оценивалась методом наименьших квадратов Статистическая значимость регрессионного уравнения, описывающего зависимость антисеротонинового эффекта от физико-химических свойств оценивалась с помощью критерия Фишера Для обработки результатов использовалась статистическая программа «Statistika 6 0»

Результаты исследований и их обсуждение

В результате проведенного поиска было показано, что большинство веществ, относящихся к конденсированным и неконденсированным производным бензимидазола и бензимидазолина, проявляют серотониноблокирующие свойства различной степени выраженности (табл 1) При этом, как показал анализ зависимости 5-НТз-антагонистической активности от химической структуры, наиболее активным оказался класс соединении относящихся именно к N9 -производными имидазо[1,2-а]

бензимидазола Величина антисеротонинового эффекта изменялась в зависимости от строения радикалов в боковой цепочке у 9-го атома азота Так, при замещении пиперидиноэтильного радикала на морфолиноэтил или диэтиламиноэтил наблюдалось снижение 5-НТ3-антагонистической активности Кроме того, изменение строения С2-радикала также влияло на выраженность серотониноблокирующих свойств При этом, более активными были соединения, имеющие фторфенильный либо метилендиоксифенильный радикал во 2-м положении

С помощью проведенного анализа зависимости 5-НТз-антагонистических свойств исследованных соединений от их физико-химических характеристик была построена классическая регрессионная модель Хэнча, показавшая, что уровень 5-НТз-блокирующего эффекта коррелирует с такими электростатическими характеристиками соединений как максимальный положительный, средний положительный и средний абсолютный заряд молекулы и радикалов, а также со значением их липофильности

У = 657,3(тах<2кГ)2 + 5707(МО,„+)2 - 424,6(тах<3,„+)2 + 2,375(1о8Рю)2 + р=7г38»10' р=5,94хЮ5 р«4,98х10~< р=5,92*10л

+ гбгзстахдм*)2 - 994,7хшалОю* + 3844(МдаЬ8К,)2 - 3785(Мдк1+)2 +

Р=8,81х10! р=3,14x10"* р=1,22*103 р-1,62x10"'

+ 10,79(и^Р„4)2 -623,5хМ(2аЬ841| + 63,69

р=2,00хЮ3 р=2,49x102

11=0,88 5=9,15 Т=10,86 (р-2,24*1(Г7)

где У - 5-НТз-антагонистаческая активность, тахС>к44 - максимальный положительный заряд атома в радикале в положении С3/1Ч3, М(3ац+ - средний положительный заряд атома по всей молекуле, тах(Зац+ - максимальный положительный заряд атома по всей молекуле, 1о8рю - липофильность радикала в положении С2, тахС|кз+- максимальный положительный заряд атома в радикале в положении С2, \tQabsRi - средний абсолютный заряд атома в радикале в положении КГ9, М<5к1+ - средний положительный заряд атома в радикале в положении М9, 1о§Рц4 - липофильность радикала в положении С /К5, М0аЬзац - средний абсолютный заряд атома по всей молекуле, Я - коэффициент множественной корреляции, Б - стандартная ошибка, Р - значимость уравнения по критерию Фишера

По результатам скрининга было выявлено 2 высокоактивных соединения под лабораторными шифрами РУ-1189 и РУ-1204, относящихся к 1Ч9-производными имидазо[1,2-а]бензимидазола Для данных веществ была

Таблица 1

5-НТз-серотониноблокирующая активность конденсированных и неконденсированных производных бензимидазола и бензимидазолина в концентрации 1 х 10"6М на изолированных атропинизированных предсердиях

морской свинки (М±т)

Соедииепия 5НТз -блокирующая активность, А% Соединения 5НТз -блокирующая активность, Д%

1 1 7

^-замещенные имодазо[1,2-а1бензимидазола

РУ-1189 -42,4±7,5* РУ-285 -9,0±11,0

РУ-1204 -41,4±3,1* РУ-П96 -8,5±2,1

РУ-13 -27,8±10,4* РУ-1194 -7,9±5,2

РУ-1191 -27,5±5Д* РУ-227 -4,4±7,8

РУ-35 -24,4±5,8* РУ-1193 1,0±4,5

РУ-237 -24,3±10,3 РУ-1202 4,9±4,9

РУ-1187 -23,6±9,9 РУ-273 7,1±1,7

РУ-1205 -22,8±П,7 РУ-534 8,3*4,6

РУ-238 -19,2±7,0 РУ-239 9,9±6,9

РУ-1197 -18,4±2,0 РУ-235 15,6±6,3

РУ-1190 -16,8±10,9 РУ-220 17,7±7,2

РУ-226 -11,0±4Д РУ-219 28,9±13,8

РУ-228 -9,0±19,2 РУ-532 34,0±34,0

^-замещенные дигидроимидазо[1,2-а1бензимндазола

РУ-1209 | -27,9±4,3* | РУ-1207 | -25,2±2,2*

N '^-замещенные бензимидазолина

РУ-1185 -22,4±10,3 РУ-1184 -14,5±7,б

РУ-1183 -19,0±7,5 РУ-1200 -4,б±7,0

РУ-1199 -18,4±4,7 РУ-1198 3,7±5,6

1Ч'-замещенные 2-аминобепзимидазола

РУ-ЗИ -17,9±8,1 РУ-8 -5,5±3,2

АЖ-66 -1б,4±11,0 АЖ-67 0,3±5,6

АЖ-64 -1б,2±6,8 АЖ-65 26,5±3,2

2,5-замещенпые бензимидазола

АЖ-41 -22,2±16,6 АЖ-50 1,1±12,0

АЖ-44 -20,6±1,4 АЖ-42 3,3±18,4

АЖ-49 -18,6±4,9 АЖ-48 4,3±3,9

АЖ-52 -15,7±4,4 АЖ-43 5,3±12,3

АЖ-51 -6,3±6,0

Вещества сравнения

Метоклопрамид | -24,6±4,1* | Трописетрон | -30,2±4,0*

* - достоверно по отношению к контролю (р<0,05)

изучена концентрационная зависимость 5-НТ3-антагонистического эффекта и определена величина рА2, экспериментально определен показатель острой токсичности 1ЛЭ50, а так же произведен расчет условного терапевтического

индекса (табл 2) При этом было выявлено, что соединение РУ-1204 превосходит препарат сравнения трописетрон по величине 5-НТ3-антагонистической активности (Кв) - более чем в 10 раз, является менее токсичным, а по условной терапевтической широте превосходит трописетрон и соединение РУ-1189 в 64,4 и 4,5 раза, соответственно

Таблица 2

Показатели 5-НТз-антагонистической активности (Кв*, рАг"), острой токсичности (1ЛЭ5о) и условный терапевтический индекс, определенные для наиболее активных соединений

Вещество Кв*, М рА2" LD50, мг/кг LDjo, М Условный терапевтический индекс (LDso/KnVlO-4

РУ-1189 2,8x10-" 7,55 303 б.бхЮ"4 2,4

РУ-1204 6,8x10'" 8,17 327 7,5x10-4 11,0

Трописетрон 8,3*10's 7,08 38'" 1,4x10"4 0,17

Кв - это концентрации антагониста, в присутствии которой, агонист в удвоенной

концентрации оказывает такой же эффект, что и в одинарной концентрации при отсутствии антагониста

показатель рАг - это отрицательный десятичный логарифм от величины Кв *** по данным G Yakuji (1998)

Таким образом, исходя из полученных данных дальнейшему углубленному изучению 5-НТз-антагонистической активности было подвергнуто соединение под лабораторным шифром РУ-1204

Основная область применения блокаторов третьего подтипа серотониновых рецепторов - тошнота и рвота, возникающие во время химиотерапии цитостатиками (Egerer G et al, 2000, Jordan К et al, 2007) Механизм развития данной патологии до конца не изучен, однако считается, что он состоит из двух компонентов периферического и центрального -взаимодополняющих друг друга Цисплатин вызывает увеличение секреции 5-НТ в энтерохромаффинных клетках слизистой оболочки подвздошной кишки Выделившийся серотонин взаимодействует с 5-НТ3-рецепторами афферентов блуждающего нерва и вызывает аномальную импульсацию в волокнах n vagus, проецирующихся как непосредственно в триггерную зону рвотного центра, так

и в area postrema (пограничную зону) В последней, в свою очередь, происходит выделение серотонина, дополнительно стимулирующего 5-НТ3-рецепторы триггерной зоны (Yakngaku Z, 2004, Abenhardt W et al, 2006)

Исходя из предполагаемого механизма действия нового конденсированною производного бензимидазола РУ-1204 на втором этапе, была изучена его противорвотная активность на модели цисплатин-индуцированной рвоты у собак В результате данного исследования было установлено, что соединение РУ-1204 обладает выраженными антиеметическими свойствами, достоверно увеличивая латентный период до развития приступов цисплатин-идуцированной рвоты в дозе 0,1 мг/кг на 12 мин, а в дозе 1 мг/кг — на 15 мин, а также в 2,3-2,5 раза уменьшая их количество по сравнению с контролем (рис 1) При этом оно не уступает препарату сравнения, селективному 5-НТ3-блокатору, ондансетрону

Следовательно, на модели, специфическим образом отображающей процессы возникновения цитотоксической рвоты, исследуемое вещество проявило себя активным антиеметиком, что подтверждает наличие у него выраженной 5-НТз-антагонистической активности

Следующим этапом углубленного изучения соединения РУ-1204 явилось исследование его анксиолитических свойств

В тесте «темная/светлая камера» соединение РУ-1204 достоверно уменьшало латентный период до выглядывания из «темного отсека» и число выглядываний в дозе 10 и 1 мг/кг, а также количество выходов в «светлый отсек» в дозе 1 мг/кг При этом оно не уступало препаратам сравнения диазепаму и трописетрону, а по длительности латентного периода в дозе 1 мг/кг достоверно превосходило последний на 64% (рис 2)

Вещество РУ-1204 уменьшало страх крыс перед нахождением на открытых площадках и падением с высоты в эксперименте с использованием «приподнятого крестообразного лабиринта» Изучаемое соединение достоверно превосходило диазепам на 69% в дозе 1 мг/кг по влиянию на время до выхода из «темного рукава» и в 3 раза — на число этих выходов Кроме того, РУ-1204 в

¡60 ICO

По круговой оси - время, мин И Контроль (цисилатии)

По радиальной оси - количество □Онданыпрон + цисшгатин

приступов рвоты DPY-1204 + циа.лаган

Рис. 1. Влияние соединения РУ-1204 и ондансегрона в дозе 1 мг/кг (А) и 0,1 мг/кг (Б) на выраженность цисплатиновой рвоты у собак.

2,6 - 4,3 раза превышало такой показатель как длительность пребывания в «светлых рукавах» у диазепама как в дозе 1 мг/кг, так и 10 мг/кг, тогда как трописетрои не проявил активности в ходе данного теста ни в одной из исследованных концентраций (рис. 3).

Изучаемое соединение уменьшало чувство страха перед болевым наказанием у крыс в тесте «наказуемого взятия воды». Так, соединение РУ-1204 в 2,3 раза увеличивало количество наказуемых подходов к поилке по сравнению с контролем в дозе 10 мг/кг, не уступая при этом обоим препаратам сравнения, а в дозе I мг/кг достоверно превосходя тропи сетроя в 1,6 раза (рис.4).

При подавлении ориентировочно-исследовательского поведения фызунов но методу «четырех пластин», вещество РУ-1204 проявило выраженное противотревожное действие в дозе 1 мг/кг, дост оверно увеличив число переходов к сравнения с диаэспамом н трописетроном (рис. 5).

-----_..*#________

Щг / РУ-1204 / Диазепам Тропиеетрон

Рис. 2. Влияние соединения РУ-1204, трописетрона и диазепама на поведение животных в тесте «темная/светлая камера».

Контроль

Доза, иг/кг

А - латентный период до выглядывания из «темной камеры» в «светлую камеру» Б - количество выходом в «светлую камеру»

* - данные достоверны по отношению к контролю (р<0,05)

#, - данные достоверны по отношению к трописетрону (р<0,05)

РУ-1204 Диазеггам Трописетрон Контроль

Доза, иг/кг

Таким образом, соединение РУ-! 204 обладает выраженными ан кс политическим и свойствами, как на конфликтных, так и на неконфликтных моделях анкеиогенеза, не уступая препаратам сравнения в дозе 10 мг/кг и значи тельно превосходя их в дозе I мг/кг.

Кроме того, соединение РУ-1204 в исследованных концентрациях не проявило м иоре л а кс а нтно го действия в ходе теста «удержания на перекладине», что может свидетельствовать об отсутствии у него, характерного для бензодиазепнновых транквилизаторов, нарушения нервно-мышечной проводимости.

Кошроль

Дона, МГ/КГ

Дота, Mi/Kl

№¡204 Диазепам Трописетрои

Р У-1204 Диазепам Троцисетроп лтроль 0,01

Рис. 3. Влияние соединения РУ-1204, трописетрона и диазепам а на поведение животных с тесте «приподнятого крестообразного лабиринта».

А - количество выходов к «открытые рукава» Б - общее время пребывания в «открытых рукавах»

* - данные достоверны но отношению к контролю

(р<0,05)

# - данные достоверны да отношению к тропи сетрону (р<0,05)

+ - данные достоверны я о отношению к ди азанах у

(р<(),05)

Известно, что б локаторы 5-ИТ3-рецепторов проявляют антиноцицеггтивный потенциал. Так, например, ондансетрон, 'фописетрон и другие 5-НТз-антагонисты, продемонстрировали анальгстические свойства, как на различных экспериментальных моделях периферической боли (Khasabov S. G. et al., 1999; Zeitz К. P. et a!., 2002), так и клинически - при фибромиалгии К некоторых других периферических болевых синдромах (McCicane D. et ai., 2003; Spath M. et at., 2004; Chang et al., 2005),

РУ-1204 Ди йенам Троп и се фон Контроль

Рис, 4. Влияние соединения [>У-1204 трописетриш и дназепама на поведение животных в тесте «наказуемого взятия воды».

* - - данные достоверны по отношений к коатролю ([><0,05) И - данные достоверны по отношению к тролисстрону <р^0,05)

Доза, мг/кг

111

С = 1 О,] „й.

-75 —, 10

Дои, мг/кг

РУ-1204 Дказенам Трописетрон Контроль

Рис, 5, Влияние соединения РУ-1204 трописетрона и диазепама на поведение животных в тесте «четырех пластин».

* - данные достоверны по отношению к контролю (рЕ0,ОЗ) И - данные достоверны по отношению к трояисетрону (р<0,05)

+ -данные достоверны по отношению кдназепаму (р<0,05)

В связи с этим, следующим направлением изучения фармакологических свойств соединения РУ-1204 явилось исследование его возможных ан альгетических свойств.

Гак, на модели формалиновой гипералгезии, исследуемое вещество, равно как диклофенак натрия, ондансетрон и промедол, статистически значимо повышали порог болевой чувствительности при точечном механическом раздражении- Наибольший эйтнноцицеятгнвный аффект РУ -120Л проявляло и дозе 10 мг/кг, превосходя контрольный показатель на 90% (табл. 3).

При адъюваитной гипералгезшг, соединение РУ-1204 также достоверно попытало порог болевой чувствительности крыс па 22%, 50% и 68% в дозах 0,1; I и 10 Мг/кг, соответственно, не уступая при этом веем трем препаратам сравнения (табл. 4).

Таблица 3

Влияние соединения РУ-1204, промедола, диклофенака натрия и ондансетрона при пероральном введении на величину болевого порога при механическом

давлении в тесте формалиновой гипералгезии (М±ш)

Вещество/ группа Доза, мг/кг Болевой порог, г

Интактный контроль — 225,3±13,5

Формалиновая гипералгезия - 141,0±13,7*

0,1 179,0±14,8*'

РУ-1204 1 230,3±11,6"

10 269,3±15,9**

0,1 195,3±9,Г*

Промедол 1 273,3±10,6"

10 321,7±23,1**

од 195,3±7,5"

Диклофенак натрия 1 217,ШЗ,9"

10 225,7±11,9"

ОД 176,3±10,5

Ондансетрон 1 208,8±6,8"

10 229,3±9,8"

* - достоверно по отношению к интактному контролю (р<0,05)

** - достоверно по отношению к формалиновой гипералгезии (р<0,05)

На модели спинальной гипералгезии с раздражением корня хвоста исследуемое соединение и ондансетрон, в отличие от наркотического анальгетика — промедола, практически не влияли на пороги восприятия электроболевого раздражения в ходе эксперимента во всех исследованных дозах (10, 1 и 0,1 мг/кг), что можно расценивать как отсутствие центральной антиноцицептивной активности как на уровне спинного мозга, ствола мозга, так и на уровне таламуса

Таким образом, полученные данные о наличии анальгетической активности РУ-1204 на моделях острой и хронической гипералгезии, а также об отсутствии влияния на проведение ноцицептивного сигнала в центральной нервной системе, косвенно свидетельствуют о существовании у исследуемого соединения периферического механизма обезболивания, опосредованного

Таблица 4

Влияние соединения РУ-1204, промедола, диклофенака натрия и ондансетрона при пероральном введении на величину болевого порога при механическом

давлении в тесте адъювантной гипералгезии (М±т)

Вещество / группа Доза, мг/кг Болевой порог, г

Интактный контроль - 224,5±13,6

Адъювантная гипералгезия - 141,0±9,8*

0,1 172,7±7,0**

РУ-1204 1 211,0±6,6"

10 237,0±10,6**

0,1 188,2±7,б"

Промедол 1 230,0±18,3"

10 301,7±22,1"

0,1 171,7±10,6

Диклофенак натрия 1 217,3±10,0"

10 225,7±9,2"

0,1 166,3±5,0

Ондансетрон 1 203,0±8,3"

10 213,3±8,7"

* - достоверно по отношению к интактному контролю (р<0,05)

** - достоверно по отношетю к адъювантной гипералгезии (р<0,05)

блокированием третьего подтипа серотониновых рецепторов

Это согласуется и с литературными данными о роли 5-ШУрецепторов в качестве ноцицепторов, расположенных на периферических афферентных А8-миелиновых, а также безмиелиновых волокнах С-типа (Fozard J R, 1984, Zeitz К Р et al, 2002)

Большинство нейротропных средств имеют поливалентный механизм действия Часто такое сочетание эффектов приводит не только к усилению терапевтического действия, но и к развитию многочисленных побочных эффектов Так, развитие гиперкинето-дистонических явлений при приеме метоклопрамида, неселективного 5-НТз-антагониста обусловлено, в частности, блокадой дофаминовых Б2-рецепторов Доласетрон, проявляя высокую антисеротониновуто активность и считающийся высокоселективным

5-НТ3-антагонистом, также обладает сродством к гистаминовым Hi-рецепторам, что может способствовать развитию седативного эффекта У ондансетрона отмечается некоторый аффинитет к ai-адрено- и ц-опиоидным рецепторам (Hoyer D , 1990, Wolf Н, 2000)

Принимая во внимание вышеперечисленное, на заключительном этапе данной работы был проведен нейрофармакологический анализ для выявления возможных аспектов механизма действия соединения РУ-1204 в наиболее эффективных дозах 1 мг/кг и 10 мг/кг с использованием комплекса поведенческих моделей

При изучении влияния соединения РУ-1204 на моноаминергические системы мозга было выявлено, что указанное вещество достоверно не изменяло центральных эффектов фенамина, апоморфина, галоперидола и клофелина, что позволило исключить влияние данного соединения на ценральную норадренергическую и дофаминергическую нейротрансмиссию При этом, учитывая факт того, что хеморецепторная триггерная зона рвотного центра продолговатого мозга содержит не только серотониновые, но и дофаминовые (D2) рецепторы, стимуляция которых также приводит к возникновению тошноты и рвоты, можно с уверенностью говорить, что противорвотный эффект соединения РУ-1204 при использовании противоопухолевых препаратов опосредован именно 5-НТз-блокирующим действием

В тесте с предшественником серотонина - 5-гидрокситриптофаном оказалось, что исследуемое вещество не вызывает статистически значимых изменений регистрируемого показателя (гиперкинеза «встряхиваний головы»), проявляя, однако, при этом некоторую тенденцию к уменьшению выраженности эффекта 5-ГТФ в дозе 10 мг/кг Согласно данным S Peroutka, наблюдается высокая корреляционная связь между способностью вещества ингибировать подобный серотонин-индуцированный гиперкинез и возможностью блокировать второй тип серотониновых рецепторов (Peroutka S et al, 1981), в то время как 5-НТ3-рецепторы практически не влияют на

развитие данного состояния Это объясняет незначительное влияние соединения РУ-1204 в дозе 10 мг/кг на выраженность 5-гидрокситриптофанового гиперкинеза и косвенно свидетельствует об отсутствии у исследуемого вещества 5-НТ2-антагонистического действия

Также было установлено, что изучаемое соединение на фоне малых доз Ь-ДОФА не изменяет поведение животных в сравнении с группой контроля Отсутствие потенцирования эффектов малых доз Ь-ДОФА при взаимодействии веществ говорит об отсутствии у соединения РУ-1204 МАО-ингибирующего действия

С помощью тестов с использованием никотина и ареколина было изучено влияние исследуемого вещества на центральную холинергическую передачу При этом, соединение РУ-1204 не изменяло длительность тремора у крыс в обоих тестах, что косвенно указывает на отсутствие у него холинергического действия

В заключительном тесте была исследована способность соединения РУ-1204 взаимодействовать с ГАМК-ергической системой мозга При этом наблюдалось некоторое усиление эффектов ГАМКд-антагониста пикротоксина, что, однако, носило статистически незначимый характер

Таким образом, по результатам проведенного нейрофармакологического анализа соединение РУ-1204 статистически значимо не влияет на эффекты фенамина, апоморфина, галоперидола, клофелина, 5-гидрокситриптофана, никотина, ареколина, пикротоксина и Ь-ДОФА в тестах по взаимодействию с основными медиаторными системами мозга

ВЫВОДЫ

1 ]М9-замещенные имидазо[1,2-а]бензимидазола, М'-замещенные

дигидроимидазо[1,2-а]бензимидазола, 14',^-замещенные бензимидазолина, Ы'-замещенные 2-аминобензимидазола, 2,5-замещенные бензимидазола проявляют антагонистическую активностью в отношении 5-НТз-рецепторов

2. Наиболее выраженное 5-НТз-блокирующее действие проявили 1Ч9-пиперидиноэтил замещенные имидазо[1,2-а]бензимидазола Высокий уровень 5-НТз-антагонистической активности определяется наличием пиперидиноэтильного радикала в К9 положении и фенильного радикала в С положении гетероциклического ядра Атом фтора либо метилендиоксигруппа при включении в фенильный радикал определяет усиление данного вида активности

3 Выраженность 5-НТ3-антагонистической активности соединений зависит от их физико-химических свойств Уровень 5-НТз-блокирующего эффекта коррелирует с величиной заряда атомов, входящих в состав Ы9- и С2-радикалов, а также липофильностью радикалов в С2 и С3/К3 положении ядра молекулы

4. Наибольшая 5-НТз-блокирующая активность выявлена у Ы9 -пиперидиноэтил замещенного имидазо[1,2-а]бензимидазола с фторфенильным радикалом в С2 положении конденсированного бензимидазольного ядра - соединения под лабораторным шифром РУ-1204

5 Соединение РУ-1204 превышает трописетрон по показателю 5-НТз-антагонистической активности (Кв) более чем в 10 раз Кроме того, соединение РУ-1204 является менее токсичным, а по условной терапевтической широте превосходит трописетрон в 64 раза

6. Соединение РУ-1204 оказывает выраженное антиеметическое действие на модели цисплатин-индуцированной рвоты у собак (I и 0,1 мг/кг)

7 Соединение РУ-1204 оказывает выраженное анксиолитическое действие на конфликтных и неконфликтных моделях анксиогенеза, превосходя диазепам и трописетрон в дозе 1 мг/кг и не уступая им в дозе 10 мг/кг Соединение РУ-1204, в отличие от диазепама, не проявляет миорелаксирующего действия в условиях теста удержания на перекладине в дозах 1 мг/кг и 10 мг/кг

8 Вещество РУ-1204 повышает порог болевой чувствительности в тестах формалиновой и адъювантной гипералгезии По уровню анальгетической

активности соединение РУ-1204 сопоставимо с диклофенаком натрия Вещество РУ-1204 не влияет на выраженность спиналыюй анальгезии

9 Соединение РУ-1204 не влияет на эффекты фенамина, апоморфина, галоперидола, клофелина, 5-гидрокситриптофана, никотина, ареколина, пикротоксина и L-ДОФА в тестах по взаимодействию с основными медиаторными системами мозга

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1 Яковлев Д С Анальгетические свойства нового производного имидазобензимидазола / Д С Яковлев // Вестник РГМУ - 2007 - № 2 (55) - С 335

2 Спасов А А Изучение антисеротониновых свойств производных трициклических бензимидазольных систем // А А Спасов, M В Черников, ДС Яковлев и др //Хим-Фарм Журнал -2006 -№11 -С 23-26

3. Яковлев Д С Изучение 5-НТз-блокирующей активности новых производных бензимидазола m vitro I ДС Яковлев // 60-я итоговая научная конференция молодых ученых Аннотации докладов и материалов Дня науки молодых ученых РостГМУ (21 апреля 2006г) - Ростов-на-Дону Изд-воРостГМУ, 2006 -С 159-160

4 Яковлев Д С Влияние новых производных имидазола на некоторые медиаторные ситемы мозга / Д С Яковлев, И И Горягин, M В Черников // Биологические основы индивидуальной чувтвительности к психотропным средствам Материалы 4-ой международной конф -М,2006 - С 83,147

5 Yakovlev D S Searching for 5-НТг- and 5-HT3-receptor antagonists as a potential neuropsychotropic agents // DS Yakovlev, II Goryagin, MV Chernikov et al H Neuropsychopharmacol -2005 - Vol 15 -№2 -P 126

6 Яковлев Д С Целенаправленный поиск антагонистов серотониновых рецепторов 5-НТ2 и 5-НТ3 рецепторов / Д С Яковлев, И И Горягин, M В Черников и др // Разработка, исследование и маркетинг фармацевтической продукции Сб науч тр (Пятигорская государственная фармацевтическая академия) академия -Вып 60 - Пятигорск, 2005 -Стр 322-323

Яковлев ДС Направленный поиск 5-НТ3 антагонистов / ДС Яковлев, М В Черников, А А. Спасов и др // Новые технологии в медицине Сб науч тр -Т 61 -Вып -1 -Волгоград, 2005 -С. 111-112 Яковлев Д С Поиск 5-НТз антагонистов среди производных бензимидазола и бензимидазолина / Д С Яковлев // Актуальные проблемы экспериментальной и клинической медицины Сб тез 63-й открытой науч конф молодых ученых ВолГМУ. - Волгоград, 2005 -С 106-107 Яковлев Д С. Изучение влияния новых производных бензимидазола на центральную холинергическую систему / Д С Яковлев, И И Горягин // Материалы X Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области - Волгоград, 2005 - С 45

ЯКОВЛЕВ ДМИТРИЙ СЕРГЕЕВИЧ

ПОИСК АНТАГОНИСТОВ СЕРОТОНИНОВЫХ 5-НТ3-РЕЦЕПТОРОВ СРЕДИ КОНДЕНСИРОВАННЫХ И СКОНДЕНСИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ БЕНЗИМИДАЗОЛА И БЕНЗИМИДАЗОЛИНА И ИЗУЧЕНИЕ ИХ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Подписано в печать 02 05.2007 г Бумага офсетная 60x84 1/16 Объем 1,0 п л Тираж 120 экз Заказ № ^^

Волгоградский государственный медицинский университет 400131, Волгоград, Пл Павших борцов, 1 Отпечатано в ВолГАСУ