Автореферат и диссертация по медицине (14.00.25) на тему:Посик соединений, избирательно влияющих на медиаторную передачу в ЦНС с участием возбуждающих аминокислот

АКАДЕМИЯ МЕДЩЖКЙХ НАУК СССР

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ КАУЧКО- ¡1ССЛЕДОЗА?ЕЛЬСКЙЙ ИНСТИТУТ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МЕДИЦИНЫ

УДК 615. 31: 547. 466. 54 На правах рукописи

ГАРНЕВ Александр Павлович

ПОИСК СОЕДИНЕНИЙ, ИЗБИРАТЕЛЬНО ВЛИЯЮЩИХ НА МЕДКАТОРНУВ . ПЕРЕДАВ Е ПНС С УЧАСТИЕМ ВОЗБУЖДАЮЩИХ АМИНОКИСЛОТ

14. СО. З^-Лармаколсгия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Санкт-Петербург

РаЗота вь-лолк-эна в ордена Трудового Красного Знамени науч исследовательском институте экспериментальной медицины АМН С (директор - академик АМН СССР Б. И. Ткаченко)

Научный руководитель доктор медицинских наук, К С. Сапронов

Научный консультант кандидат химических наук, Л. Б. Пиотровский

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, 'профессор Э. Э. Звартау, доктор медицинских наук, профессор К А. Крауз.

Ведущее учреждение: ¿„•¿ню-Медицинская Ордена Ленина Академия им. С. М. Кирова

8асг. • состоится 1991 г. в 4$"'* часов

заседавСьецаааазированного совета Д. 001.23.01 при Орд Труден, ¡'.'о Красного Знамени научно-исследовательском инстит эксперт,г 1ыюй медицины МИ СССР (197376, Ленинград, акадеиши. |Гпзлсш, д. 12).

С д!::.о ¡лей можно ознакомиться в библиотеке института. ( 19уЗ''6, Ленинград, ул. академика Павлова, д. 12).

1991 г.

Ученый секреть;:^ Специалиаисоьанного совета доктор биологических наук

Л В. ПУЧКОВА

- • i !

. '4 i

r-„:; f ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

'J

Актуальность исследования. В настоящее время внимание многих ^следователей сосредоточено на изучении роли возбуждающих 1минокислот (ВАК) в условиях физиологической нормы и при различных, заболеваниях ЦНС. . Действительно, как показали многочисленные физиологические и нейрофармакологические исследования, ВАК «посредственно участвуют в регуляции различных форм двигательной 1КТИВН0СТИ (Brodin, Grillner, 1985аЬ; Harrison, 1990), мнестических фоцерсов (память, обучение) (Msndadon et al., 1989; Venable, íelly, 1990), вегетативных функций (дыхание, сердечно-сосудистая :истема) (Feldmn, t.fccrimmon,-1986; Ohta et al., 1989; Somogyi et il., 1989; Verberne et al., 1989). Имеются факты участия ВАК в зеномене долговременной потенциацш (long-term potentiation) Collmgndge, Bliss, 1987; Fletcher, Lodge, 1988), который лежит в ¡снове формирования долговременной памяти. Имеются многочисленные [оказательства участия ВАК в генезе формирования судорожных остояний, включая эпилепсию (teldrum, 1985) и нейродегенеративкых ¡асстрсйств (болезнь Альцгеймера, хорея Гентингтона и другие).

Повышенное внимание к нейропередаче, связанной с участием ВАК, бусловлено, в первую очередь, перспективами медицинского :спользования препаратов, позволяющих регулировать процессы инаптической передачи при помощи ВАК В настоящее врёмя ведется :нтенсивный поиск веществ, способных влиять на ВАКергическута ередачу в ЦНС. Существует целый ряд соединений, способных ф^ектгано блокировать рецепторы ВАК и устранять, в условиях ксяеримента, различные патологические проявления, связанные с збыточной активацией таких рецепторов (аминофосфоноалкановые ислоты, фенциклидин, кетамин, МК-801 и др.).

.Поэтому направленный поиск новых соединений, способных оказывать дияние на ВАКергическую передачу в ЦНС является актуальной роблемой, направленной, в первую очередь, на создание ысокоактивных веществ, характеризующихся достаточной степенью збирательности действия при минимуме побочных эффектов. Поиск одобного рода соединений диктуется также возможностью использования х в качестве фармакологических "зондов" для изучения регионального субклеточного распределения рецепторов ВАК и их функциональной

- г -

роли в регуляции функций ЦНС.

Известно, что одним из наиболее эффективных методов отбор; соединений, избирательно влияющих на различные звенья нервно: регуляции физиологических функций, является поиск таких соединени среди вешэств, близких по химической структуре к самим веществам медиаторам. Использование этих методов является традиционным дл отдела фармакологии им.С.В.Аничкова НИИЭМ АМН СССР (Аничков, 1974 Аничков, 1932).

Цель и задачи исследования. Основной целью настоящег экспериментального исследования явился поиск соединений оказывают^ избирательное влияние на процессы ВАКергической передачи. Для е достижения в работе поставлены следующие задачи:

1. Выяснение спектра фармакологической активности избирательног агониста ВАКергической передачи при разных путях введения Проводилось исследование некоторых поведенческих эффектов агонии ИЮ А-подтипа рецепторов ВАК М-метил-О, Ь-аспарагиновой кислот (МШЬА) для разработки тест-системы, позволяющей отбирать соединен» с заданными свойствами.

2. Исследование поведенческих эффектов среди групп соединена аналогов и производных ВАК и установление зависимости "структура активность" на основании результатов этого исследования.

3. Проведение фармакологического анализа для установления степе! избирательности действия изучаемых соединений на различи субпопуляции рецепторов ВАК.

Шучная новизна работы. Впервые изучены фармакологичсега свойства неописанных ранее в литературе соединений из различных I химическому строению групп и показана их способность избиратель! влиять на различные подтипы ВАКергической передачи.

Проведено сравнение судорожных и поведенческих эффектов ЫМБЬА п] системном и центральном путях введения.

Впервые показано, что соединения имеющие в молекуле два заря, способны влиять на ЕАКергическую передачу.

Научно-практическое значение работы. Теоретическое значен: выполненной работы связано с анализом воздействия на ВАКергическ; передачу в ЦШ млекопитающее новых соединений, являющих структурными аналогами ВАК и изучение закономерностей "структур, активность" на основе полученных результатов. Итогом данно

[сследования стало расширение и дополнение существующих редставлений о структурных требованиях предъявляемых к соединениям пособным воздействовать на БАКергическую передачу в ЦНС.

Практическое значение работы определяется результатами, олученными в ходе сравнительного изучения спектра фармакологической ктивности ММОЬА, позволяющими вести в дальнейшем направленный поиск гонистов и антагонистов ВАК, как при системном, так и. при нутримозговом введении.

Основные положения диссертации выносимые на защиту.

1. Агонист ВАКергической передачи ЫМПЬА обладает одинаковым пектром фармакологической активности при внутрижелудочковом и брюшинном введении.

2. Наиболее пригодным из изученных поведенческих эффектов для тбора соединений, избирательно влияющих на БАКергическую передачу, вляется моделирование судорожных состояний при помощи различных АК.

3. Агонистическое или антагонистическое действие исследованных оединений по отношению к ВАКергической передаче определяется собенностями химической структуры этих соединений.

4. Соединения, имеющие только два заряда в молекуле, обладают пособностью воздействовать на БАКергическую передачу.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на сесоюзной конференции "Исследование глутаматергических синапсов, еоретические и прикладные аспекты" (Ленинград, 1987), VI Всесоюзном ьеаде фармакологов (Ташкент, 1988), Всесоюзной конференции молодых ченых "Современные проблемы органического синтеза" (Иркутск, 1988), I Международном сипозиуме по медицинской химии (Иерусалим, 1990), V сесоюзной конференции, посвяшэнной 90-летию со дня рождения акад. Н Армянской ССР, чл..-корр. АН СССР Хачатура Сергеевича Коштоянца Физиология и биохимия медиаторных процессов", (Москва, 1990), 11 рибалтийской конференции по фармакологии и клинической фармакологии Таллинн, 1990).

Объем и структура работы.

Представленная работа состоит из введения, трех глав обзора итературы, описания методик, пяти глав собственных кспериментальных исследований, общего заключения, выводов и списка итируемой литературы. Текст диссертации изложен на 144 страницах

машинописного текста, иллюстрирован 11 таблицами и 10 рисунками Библиографический указатель содержит 12 отечественных и 27 иностранных источников.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Работа выполнена на белых беспородных мышах линии SHR массс 18-22 г.

Внутрижелудочковые инъекции выполняли на специальнс полуавтоматическом стереотаксическом аппарате, изготовленном экспериментально-производственных мастерских НШЭМ АМН СССР представляющем собой модификацию аппарата Шхачека д: внутримозговых инъекций (Lapin, 1978).

Исследование судорожной и противосудорожной активное: исследуемых соединений проводили как при внутрижелудочковом, так при парентеральном введении в течение 30 минут. Регистрирова следующие показатели: латентный период судорог (время, от введен) вещества до появления первых признаков судорожной реакции), вре] начала стадии "дикого бега" (wild running), время наступления стад генерализованных клонико-тонических судорог, длительность стад: генерализованных клонико-тонических судорог, наличие боково: положения во время судорожных припадков, время наступления стад: тонической эктензии, общая продолжительность жизни животных (п летальных судорогах).

Противосудорожную активность соединений оценивали при предварительном и одновременном введении с конвульсанто Предварительную внутрижелудочковую инъекцию производили за 3 мину до введения аналогичным способом конвульсанта. Вычисляли проце животных в группе у которых наблюдали судороги, а различия меж опытной и контрольной группами вычйсляли при помощи t-критер Стьюдента.

При одновременном интрацеребровентрикулярном введен испытуемого соединения с конвульсантом вычисляли значение ЕЕ судорожного действия по методу пробит-акализа: минимальь' количество доз - 5; ' количество животных на дозу - не менее 6, иг

' - 5 - .

раздельных экспериментов УПсохоп, 1949) и сравнивали

его по этой же методике с Ей50 используемого конвульсанта.

Исследование относительной двигательной активности производили в актографе РАЭР-20 (Раевский, Тимофеев, 1965; Цейтлин, Бутцева, 1965), изготовленном в производственно-экспериментальных мастерских НИИЭМ АМН СССР. Эффект препарата оценивался через 10 минут после в/б и через 3 минуты после в/ж введения и регистрировали в течение 30 минут. Контрольная группа получала 0.2 мл физраствора в/б, или 5мкл дистиллята в/ж.

Оценка интегрированного ответа на болевую стимуляцию (метод "горячей пластинки") (0з1егЬеге е1 а1., 1958) проводили на подогреваемой платформе. (55.5 С), определяли время латентного периода от посадки животного на платформу до появления болевой реакции, выражающейся в облизывании или покусывании задних конечностей. Щэепараты вводили за 10 минут при в/б и за 3 минуты при в/ж способах введения до анализа болевой реакции.

Исследование миорелаксирукщего действия соединения (тест на мышечную координацию (Гацура, 1974)) проводили на натянутой горизонтально проволоке. Степень миорелаксации оценивали по длительности пребывания животного в висячем положении на, проволоке.

Антагонизм с гексеналом оценивали по длительности наркотического действия гексенала (100 мг/кг)- с испытуемым препаратом и без него. Фиксировали время пребывания животного в боковом положении (Гацура, 1974).

Расчет С050 (средней конвульсивной дозы) производился по методу •Литчфилда-Ушпажсона (1л1сЬЛе1<3, УПсохоп, 1949), Данные других опытов обсчитывались при помощи ^критерия Стыодента и метода Фишера.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Изучение спектра фармакологической активности ИМОА

Была предпринята попытка изучения некоторых фармакологических эффектов ЫША и их сравнения при парентеральном и внутрижелудочковом путях введения с целью оценки адекватности избранного метода отбора соединений, способных оказывать влияние на этот подтип ВАКергической передачи.

Как внутрижелудочковое, так и внутрибрюшинное введение ИМХА вызывало появление дозозависимых судорожных эффектов. На малых дозах

они проявлялись в виде резкого двигательного возбуждения, тг называемой стадии "дикого бега" (wild running). Шстепеннс увеличение дозы NMDLA сопровождалась нарастанием интенсивное] . судорожных"реакций - от миоклонических подергиваний до.тоническс экстензии, которая в большинстве случаев заканчивалась смерт'1 животного от спазма дыхательной мускулатуры (Табл.1.).

Кетамин, независимо от способа введения блокировал судорог! вызываемые в/ж инъекцией' NMDLA, .но был неактивен в отношен* судорог,, вызванных парентеральным введением этого конвульсаш (Табл.2.). .

Таблица 1. Сравнение некоторых показателей судорожной активности NMDLA при в/ж и в/б введении

Способ Длительность введения латентного пер. (сек)

ED50

клоническая тоническая

фаза фаза

в/б -340 ■ 1.07(1.05-1.08) 1.07(1.05-1.10)

ммоль/кг ммоль/кг

/

в/ж 29.3 0.0017(0.0015-0.0019) 0.01(0.009-0.011)

мкмодь мкмоль

Дня определения структурных требований предъявляемых соединениям, способным воздействовать ММ0А-подтип рецепторов, нам было проведено обследование группы соединений - аналогов ШЮА. Пр внутрижелудочковом введении почти все эти соединения вызывал генерализованные клонико-тонические судороги у мышей (Табл.3.).

Таблица 2. Сравнение противосудорояного действия кетамина при различных путях введения по отношению к судорогам, вызываемым в/и и в/б введением ИМЛЬА.

Соединение ED50 Относительная

активность

ГОДЬА (в/« мкмоль) 0. 0017(0. 0015-0. 0019) 1.00

+кетамин( 0. ОБмкмоль в/л) 0. 0052(0. 0048-0. 0056) * 3.05(1.96-4.72)

+кетакин(50мг/кг в/б) 0. 0228(0. 0221-0. 0233) * 13. 4(8. 93-20.1)

НМБЬА (е/6 ммоль/кг) 1.07(1.05-1.08) 1.00

+кетамин(0.05мкмоль в/д) 1.07(1.05-1.08)- 1.00(0. 62-1.60)

+кетамин(50мг/кг в/б) 1.25(1.24-1.27) 1.16(0. 74-1. 79)

* Р<0.05

Таблица 3. Влияние изменения радикзла при атоме азота в молекуле О.Ь-аспарагиновой кислоты на судорожную активность при в/ж введении.

Структура ED50 Относительная

радикала (мкмоль) активность

I. -CH3(NMDLA) 0.0017(0.0015 - 0.0019) 1.00

II. -СН2-СН=СН 0. 0080(0. 0046 - 0.0140)* 0.212(0.128 - 0. 349)

III. -(CH2)3-CH3 0.1298(0.0742 - 0.2278)* 0.013(0.007 - 0. 021)

IV. -(СН2)4-СНЗ 0. 0980( 0.0560 - 0.1715)* 0.017(0.010 - 0. 028)

V. -CH2-C0QH 0. 3599(0.2057 - 0.6298)* 0.005(0.003 - 0. 008)

VI. -CH2-CGH5 0. 4765( 0. 3074 - 0.7386)* 0.003(0.002 - о: 005)

VII. -С6Н11 судороги отсутствовали

* Р<0.05

■ Анализ судорожных и поведенческих эффектов М.ЮЬА и их сравнение при системном и внутрнмозговом введении свидетельствует,-- что наиболее показательными, с точки зрения поиска агонистов или

- а -

антагонистов ВАК, являются модели оценки судорожных эффектов ВАЗ влияния на двигательную активность и восприятие боли, как щ внутримозговом, так и системном путях введения. Однако, сударажш эффекты КШЬА при системном введении не блокируются антагонист< МША кетамином, . что представляет определенные трудности д. интерпретации результатов фармакологического анализа.

2000

12 3 4 5 6 7 8

9 10

о

Рис. 1. .^Влияние в/ж и в/б введения ЫМОА на спонтанную локомоторную активность у мышей.

1 - дистиллят (5мкл, в/ж)

2 - ШЗА (0.01 мкг, в/ж)

3 - физраствор (0.2 мл, в/б)

4 - ШЛА (5 мг/кг, в/б)

5 - МША (30 мг/кг, в/б)

6 - ММОА (50 мг/кг, в/б)

7 - ЫМПА (50 мг/кг, в/б)+кетамин(10 мг/Кг)

8 - ЫМПА (50 мг/кг, в/б)+кеташш (50 мг/кг)

9 - кетамин (50 мг/кг) 10 - кетамин (10 мг/кг) '

Рис. 2. Влияние в/ж и в/б введения ЫМПЬА на мышечный тонус у мышей.

1 - физраствор (0.2 мл, в/б)

2 - №ДЬА (50 мг/кг, в/б)

3 - дистиллят (5 мкл, в/ж)

4 - ШЭЬА (0.01 мкг, в/ж)

Рис. 3i Влияние в/ж и в/б введения NMDA на антиноцицептазную чувствительность в тесте "hot plate" у мышей.

1 - физраствор (0.2 мл, в/б)

2 - NMDLA (50 мг/кг, в/б)

3 - дистиллят (5 мкл, в/ж)

4 - NMDLA (0.01 мкг, в/ж)

2. Изучение влияния аналогов N-ацетиласпартилглуташноЕой кислот] на процессы ВАКергической передачи

Представляло интерес провести поиск новых соединений, способны: оказывать влияние на ВАКергическуто передачу в ЦНС млекопитающих среди структурных аналогов эндогенного дипептида . N-ацетиласпартилглутаминовой кислоты (aj¡s¿>a-NAAG), поскольку известно что это соединение способно воздействовать на рецепторы ВАК (Zaczel et al. . 1935; Ffrench-Mullen et al., 1985; Vestbrook et al., 1986; Mori-Okamoto et al., 1987).

Таблица 4. Структура обследованных дипептидов-аналогов NAAG.

Номер Соединение ¡ Номер Соединение

VIII Ac-Gly-D-Glu XVIII Form-Gly-L-Glu

IX Ac-Gly-L-Asp XIX HGly-IbGlu

X Ас- бега- L-Asp-L-Glu XX Ac-D-Nval-L-Glu

XI Ac-Gly-L-Glu XXI H-Cers-Ala-L-Glu

XII Ас-бета- Ala- L-Glu XXII HGABA-L-GlU

XIII Ао- бета- Al a- L- G1 и XXIII Ас-альфз-L-Asp-L-Glu

XIV Ас-GABA-L-Glu XXIV Ac-L-Phe-L-Glu

XV Bz-Gly-L-Glu XXV Ac-L-Тут-L-Glu

XVI Ac-L-Ala-L-Glu XXVI Ac-L-Tyr(OBzl)-L-Glu

XVII HBly-L-Glu

В/ж введение соединений (УШ-ХХП) вызывало у киеотнье выраженную судорожную реакцию. Предварительное введение ОЛЕ. (селективного антагониста рецепторов ВАК (¡1115-подтипа) блокировало а введение гдлав-1Наэ не блокировало судорошые эффекты в/ж инъекця ЕБЮО дипептидов.

На- основании анализа результатов исследования зависимост: активности соединений 'УШ-ХШ от их химической структуры можн придти- к заключению, что дипептиды со свободной аминогруппе

ачительно менее активны, чем их ацилированные аналоги (ср. VIII и X; XIII и XXI; XIV и XXII), уменьшение или увеличение объема местителя (формильная или бенэоильная группы в соединениях XVIII и ) приводит к снижению возбуждающих свойств соединения, наиболее тивны соединения с минимальной длиной цепочки (ср. соединения XIII XIV; IX и XII), при наличии в молекуле разветвлений в N-концевой инокислоте (соединения XVI и XX) судорожная активность падает.

Среди дипептидов-аналогов NAAG имеются соединения, (зльфа-NAAG XIII), N-Ac-L-Phe-L-Glu (XXIV), N-Ac-L-Tyr-L-Glu (XXV) и N-Ac-L-r(OEzl)-L-Glu (XXVI)) которые при в/ж гагъекции не обладали дорожным действием в дозах вплоть до 0.5 мкмоль. Было исследовано ияние перечисленных соединений на судороги, вызываемые L-Glu,

.блица 5. Судорожная активность дипептидов (VIII-XXII) при

внутрижелудочковом введении у мышей.

мер

(единения

ED50

Относительная активность

(мкмоль)

Glu 'III IX X XI XII (III XIV XV XVI <VII ПИ XIX XX XXI XXII

0.034(0.023 - 0.051) 0.022(0.009 - 0.053)* 0.025(0.013 - 0.047) 0.034(0.017 - 0.066) 0.040(0.024 - 0.067) 0.040(0.024 - 0.067) 0.060(0.034 - 0.105)* 0.107(0.068 - 0.168)* 0.124(0.085 - 0.186)* 0.136(0.092 - 0.200)* 0.171(0.114 - 0.257)* 0.139(0.128 - 0.278)* 0.195(0.141 - 0.279)* 0.200(0.133 - 0.300)* 0.264(0.179 - 0.388)* 0.298(0.186 - 0.477)*

154.5(103.0 - 231.7)

133.3( 88.8 - 199.9)

109. 0( 71. 7 - 165. 6)

85.0( 56.2 - 129.2)

85.0( 56.2 - 129.2)

56. 6( 38. 7 - 82. 6)

31.7( 21.8 - 45.9)

27. 4( 18. 3 - 40. 8)

25.0( 16.5 - 37.7)

19. 8( 12. 7 - 30. 6)

17. 9( 11. 7 - 27. 2)

17. 4( 11. 2 - 26. 7)

17.0( 10.6 - 27.2)

12. Э( 8.47 - 19.3)

11. 4( 7. 45 - 17. 4)

100.0

Р<0. 05 относительно L-Glu

НШЬА, КА и пентилентетразолом при одновременном в/л введении с конвульсантом. Эти соединения оказывали избирательное блокирующее действие в отношении 1--61и и ЫШЬА. Сравнение результатов, полученных для испытуемых соединений с таковыми для антагонистов ВАК - гзшз-ООЗ и ДЭЭГ показывает, что наиболее активным является соед.XXIV (Табл.6 и 7), т.е. утяжеление молекулы введением гидроксил (XXV) или бенаильного радикала (XXVI) приводит к ослаблени блокирующих свойств.

Таблица 6. Противссудорожное действие обследованных дипептидов (ХХШ-ХХУ!) при одновременном введении с Ь-(ЗШ

Соединение Е050 Ь-6Ьи Относительная

(мкмоль) активность

Ь-глутамат 0. 302(0.201-0.453) 1.00(0.66-1.50)

ДЭЭГ( 0. Бмкмоль) 0.945(0.629-1.410)* 3.12(1.75-5. 55)

Ь-глутамат 0.185(0.101-0.342) 1.00(0. 62-1.60)

гамма-ПНЗ(0. Бмкмоль) 0. 700(0.388-1. 320)* 3.78(1.74-8. 20)

1_-глутамат 0. 302(0. 201-0.453) 1.00(0.66-1.50)

XXI 11(0.25мкмолъ) 0. 310(0.194-0. 496) 1.02(0.62-1.68)

1_-глутамат 0. 353(0.312-0. 399) 1.00( 0. 66-1.55)

ХХУ(0.25мкмоль) 0.520(0.459-0.587) 1.47(1.23-1.74)

1_-глутамат 0.384(0.291-0. 506) 1.00(0. 66-1.50)

ХХП(0. 25мкмоль) 1. 400(0. 965-2. 030)* 3. 64(2. 28-5.78)

Ь-глутамат 0. 345(0. 332-0. 358) 1.00(0. 62-1.60)

XXV 1(0. 25мкмоль) 0. 536(0. 502-0. 572)* 1.55(1.00-2.40)

Таблица 7. Противосудорожное действие обследованных дилептидов (ХХП1-ХХУ1) при одновременном введении с ИМОА.

Соединение ЕЮ50 ИША Относительная

(мкмоль) активность

ИКЮЬА 0. 0017(0.0013-0.0019) 1.00

В, Ь-АЯ7(0. 25мкмоль) 0.0180(0. 0160-0.0203)* 12. 0(7.27-19. 8)

ИШЬА 0.0017(0.0010-0.0026) 1.00

гаша-0вв(0. 25мкмоль) 0. 0034(0. 0020-0. 0058)* 2.02(1.00-4. 06)

ИМОЬА 0.0015(0.0010-0.0020) 1.00

XXI У(0. 25мкмоль) 0. 0036(0.0020-0. 0062) * 2. 40(1.26-4. 50)

нмои 0.0015(0.0010-0.0020) 1. 00

Ш(0. 25мкмоль) 0. 0015( 0. 0010-0. 0020) '1. 00(0. 66-1.50)

МШЬА 0. 0090(0. 0007-0. 0010) 1.00

Ш1(0. 25мкмоль) 0. 0018( 0. 0010-0. 0030) * 1.96(1.22-3.13)

* р<0.05

3. Изучение влияния И-ацилпроизводных глутаминозой и аспараги-новой. кислот на процессы ВАКергичеекой передачи

Структура соединений из ряда М-ациллроизводных аспарагиновой и глутаминовой кислот отличается от "классических" лигандов рецепторов ВАК тем, что в них содержатся лишь две ионогенные (карбоксильные) группы, а вместо аминогруппы - полярная амидная группа.

Соединения ХШ1-ХЬ, ХЫЬХЬШ при в/ж введении мышам вызывали

судорожные эффекты. Данные, приведенные в Табл. 8. показывают, что структура ацильного радикала и взаимное расположение полярных атомов иди групп около амидной группировки определяют величину возбуждающего эффекта соединений данного ряда. Судорожное действие в/ж инъекции ED10Q исследуемых, соединений блокировалась предварительным в/ж введением 100 мкг GDEE и не блокировалось аналогичным введением 100 мкг гамма-DGG.

Свойства блокатора эффектов БАК обнаружены у соединения XLI, (Табл. 9 и Табл. 10) которое отличается от остальных тем^ что в его молекулу введена третья карбоксильная группа, что приводит к резкому усилению полярности соединения.

ноос. сосн \—( ,0 и, ноос—, .ооен

К* К*

'"Ол ш о-v/ "о- ТЯ^'О. шсь о ИЯ щ "Ол <$" « ¿ ХИ/_ 0 rm ri о У

хя пак—^ ^соон

Рис. 4. Химическая структуг>а N-ацилпроизводных глутаминовой и

аспарагиновой кислот.

Таблица 8. Судорожная активность И-ацилпроизводных глутаминовой и аспарагиновой кислот.

Соединение Е050(мкмоль) Относительная

активность

. ь-вш 0.034(0.022-0. 053) 100.0

ХЫ1 0.030(0.025-0. 036) 113. 0(72. 9-175.2)

хтг 0.090(0.051-0.151)* 37. 8(24. 4-58. 6)

XXXI 0. 090(0.064-0.172)* 37.8(24.4-58.6)

XXVIII 0.110( 0. 071-0.171)* 30.9(19.9-47. 9)

XXXIV 0.140(0.096-0. 204)* 24. 3(15. 7-37.7)

XXXVIII 0.144(0. 095г0. 227)* ■ 23.6(15.2-36.6)

ххкш 0. 213(0.159-0.288)* 16.0(10.3-24. 8)

хин 0. 270(0.185-0.394)* 12.6( 8.1-19.5)

XXXVII 0.300(0.188-0.479)* 11- ЗС 7.3-17.5)

XXX 0.320(0.198-0. 505)* 10. 6( 6.8-16.4)

XXIX 0.370(0.234-0.553)* 9.2( 5.9-14.3)

XXXII 0.370(0.234-0.553)* 9.2( 5.9-14.3)

XXXV 0.390(0.233-0. 59В)* ' 8. 7( 5.6-13.5)

XXXVI 0.450(0.266-0.698)* 7. б( 4.9-11.8)

хь свыше 0.500

а Р<0.05

- 16 -

Таблица 9. Сравнение противосудорожной активности

М-фталамоилглутаминовой кислоты (ХЫ) и гаша-ОББ в отношении ЫМОА судорог при одновременном введении.

Соединение

ЕБ50 (мкмоль)

Относительная активность

ЫЮЬА

гамма-0СБ( 1. Омкмоль) гамма-0(33 ( 0.5 мкмоль) гамма-003( 0.25мкмоль)

0.0017(0.0010-0.0026) 1.00

0. 0120(0. 0087-0. 0165)* О. 0066(0. 0049-0. 0089)* 0. 0034(0. 0020-0. 0058)*

7. 05(4.05-12. 2) 3. 88(2. 26-6. 63) 2. 02(1.00-4. 06)

ХЫ(1. Омкмоль) ХЫ(0. Бмкмоль) ХЫ(0.25мкмоль) ■

0.0223(0. 0176-0. 0280) * 0. 0134( 0. 0089-0. 0200) * 0. 0084(0. 0060-0. 0117)*

13.01(7. 83-21.5) 7. 81(4. 26-14. 29) 4. 29(2.'79-8. 65)

* р< 0. 05

Таблица 10. Сравнение противосудорожной активности

М-фталамоидглутаминовой кислоты (ХЫ) и гамма-ВОЗ в отношении КА судорог при одновременном введении.

Соединение

Е050 (мкмоль)

Относительная активность

КА

0.0003( 0. 0002- 0. 0005) 1. 00

гамма-0НЗ( 1. Омкмоль) гамма-0НЗ( 0. Бмкмоль)

0.0007(0. 0004-0.0017)* 0. 0003(0. 0002-0. 0004)

2.39(1.19-4. 78) 1.09(0. 66-1. 79)

ХЬ1((1. Омкмоль) Х1Л(0. бмкмоль) ХЫ(0.25мкмоль)

0. 0007(0. 0004-0. ООН) * 0.0002(0. 0001-0.0009) 0.0003(0. 0002-0. 0004)

2. 40( 1.-31-4. 36) 0. 80(0. 42-1.52) 1.00(0.52-1,90)

4. Изучение влияния производных имидазол- и пиразолдикарбоновых

кислот на процессы ВАНергической передачи Следующим этапом нашей работы стали исследования "структура-активность" в ряду производных имидаэол-4,5- и пиразол-4,5-дикарбоновых кислот, которые можно рассматривать, как аналоги хинолиновой кислоты (QUIN) с 5-членным циклом.

Рис. 5. Химическая структура производных имидазол- и пиразолдикарбоновых кислот

Исследование эффективности данного ряда соединений показало, что соединения XLIV, XLVIII и XLIX способны при в/ж введении вызывать судороги у мышей (Табл.11). Судорожное действие этих соединений блокировалось предварительной в/ж инъекцией 100 мкг гамма-DGQ и не■ блокировалось введением 100 мкг GDEE. Было сделано заключение, что для проявления судорожного эффекта необходимо наличие в структуре двух карбоксильных групп в орто-положении друг к другу. Имеет значение, также .наличие и структура радикала в положении 1. Увеличение этого радикала приводит к снижению судорожной активности соединений. ■

Замена одной или обеих карбоксильных групп в молекуле имидазол-4,5-дикарбоновой кислоты сложно-эфирной группой или введение фенильного радикала в положение 2 гетероцикла ведет к исчезновению судорожных-и появлению противосудорожных свойств. Анализ структуры и активности соединений XLV-XLV.I I показывает, что противосудорожный эффект все-таки наиболее сильно проявляется при наличии у соединения двух карбоксильных групп. Замена одного карбоксила (XLV) снижает, а замена обеих карбоксильных групп (XLVII) вообшэ устраняет блокирующие свойства по отношению к NMDLA (Табл.12).

Таблица 11. Сравнение судорожной активности среди производных имидазолдикарбоновых кислот.

Соединение С050(мкмоль) Относительная

активность

L.-G1U 0.316 ( 0.204-0.489) 1.00

NMDA 0.0014(0.0008-0.0023)* 225.70(136.7-372.4)

XLIV 0.372(0.248-0.555) ,0.84(0.50-1.38)

XLVIII 0.207(0.094-0.405) 1.52(0.92-2.50)

XLIX 0.099(0.072-0.134)* 3.19(1.93-5.14)

* p<0.05

Таблица 12. Сравнение противосудорожной активности некоторых

производных имидазолдикарбоновых кислот в отношении ММОА при одновременном введении с конвульсантом.

Соединение ED50(мкмоль) Относительная активность

NMDA 0.0014(0. 0003-0.0023) 1.00

2awM3-DGG(0. 25мкмоль) гаша-ШЗЗ( 0. Бмкмоль) 0.'0034(0. 0020-0. 0053) * 0. 0056(0. 0049-0. 0089) * 2.02(1.00-4.06) 3. 88(2. 26-6. 63)

XL VI XLVI ( 0. 25мкмодь) (0. Бмкмоль) 0.0060(0.0036-0.0099)* 0. 0130(0. 0083-0. 0201) * 4. 32( 2. 78-6. 69) 9.29(3.50-24. 6)

XLV XLVII ( 0.25мкмоль) (0.25мкмоль) 0. 0031 ( 0. 0019-0.0048) * 0. 0016(0. 0008-0.0029) 2.19(1.12-4. 27) 1.14(0.69-1.88)

* р<0.05

5. Изучение влияния производных [^З-шшичзттрвпивноЕой ¿чсязты

■ на процессы ВАКергической передачи По своему строению и наличию функциональных групп молекула 0DAP соответствует общей схеме„ строения лигандов ВАК рецепторов,, в молекулах которых имеется амфа-аминокислотная группировка и омега-кислотная функция, поэтому представляло интерес^ провести исследование некоторых аналогов 0DAP, отличающихся друг от друга расстояниями между карбоксильными группами.

Енутрижелудочковое введение соединений L и LI мышам вызывает развитие судорожной реакции (Табл. 13). Фармакологический анализ показал, что судорожное действие L блокировалось предварительной в/ж инъекцией GDEE (ЮОмкг) и не блокировалось гашз-DGG (ЮОмкг). Судорожное действие LI, наоборот, блокировалось гзша-DGG (ЮОмкг) и не блокировалось GDEE (ЮОмкг).

Соединения LII и LIII в высоких дозах (1.0 мкмоль) подавляли

- 20 -

судорожное действие только ММОЬА (Табл.14).

L

и

и

ш

Рис. 6. Структура производных Ь-2,3-диаминопропионовой кислоты

Таблица 13. Сравнение судорожных свойств производных Ь-2,3-диаминопропионовой кислоты

Соединение Е050(мкмоль) Относительная активность

1.-61 и 0. 034(0. 022-0. 053) 100.0 ' .

1 0.013(0. 008-0.020)* 261.5(168.7-405. 3)

11 0.209(0.191-0.229)* 16. 3( 10.2- 26.1)

Ш отсутствие эффекта

Ш1 отсутствие эффекта

О

соон

.Л

НООС' ^ИН^У^ н >

о

№2

^ X /СООН

о

Н "NN2

Н ИН2 ноос. 1 ,соон

На основании полученных результатов можно придти к заключению, что в ряду аналогов 3-М-оксалил-Ь-2,3-диаминопропионовой кислоты удлинение молекулы посредством введения добавочных групп в дикислотный фрагмент приводит в начале к ослаблению судорожной активности (соед. L), а дальнейшее удлинение - к ее исчезновению (ссед. LII и LUI) и появлению противосудорожных свойств.

Таблица 14. Защитное действие гзмш-DSG, LII и LIII против

судорог вызываемых NMDLA при одновременном в/ж введении с конвульсантом .

Соединение ED50 Отосительная

( мкмоль) активность

NMDA 0.002(0.001-0,003) • 1.00

гашз-DGS (1. Смкмоль) 0. 012(0. 009-0. 017) * 6. 85(4. 42-10.61)

Lli Cl. Омкмоль) 0.006(0.004-0.010)-* . 3. 41(2. 20-5. 28)

LUI 1,1. Омкмоль) 0. 008(0. 008-0. 009) * 4. 82(3.11-7.47)

* р< 0. 05

Не вызывает сомнений, что дальнейший поиск средств избирательно ьтеяиоих на ЗАКергическую систему в ПНС на основе установленных закономерностей "структура-активность", сможет привести к открытию более мощных и избирательных соединений, пригодных для клинического жяоддеозздя?. Основным препятствием использования ВАК и их антагонистов в клинике является их плохая проницаемость через ГЗБ. Па?гсиу для м-дкцины следует вести поиск новых соединений,.

(ЧМ* т.-л«31>: высокую ;-ВС?й*НОСТЬ и высокую липофильность. что позволило 5ц иопель зевать :и яри системном введении. Другим путем может я.гнтьоя ооудание транспортных форм известных антагонистов, •жгоозндяпвих активно- начало непосредственно в мозге.

выводы

1. Среди 53 обследованных соединений обнаружены вещества обладающие фармакологическими свойствами агонистов или блокаторов эффектов ВАК.

2. Определены основные структурные закономерности определяющие агонистичеекий тип фармакологической активности соединения в отношении ВАКергической передачи, а именно: соединения с более короткой цепочкой и менее разветвленные.

3. Определены основные структурные закономерности определяющие антагонистический тип фармакологической активности соединения в отношении ВАКергической передачи, например удлинение и утяжеление молекулы, введение в нее ароматических структур.

4. На ВАКергическую передачу в ЦНС способны влиять соединения имеющие в молекуле как три, так и два заряда.

5. Наиболее приемлемой является система отбора соединений влияющих на ВАКергическую передачу в ЦНС на основе фармакологического анализа судорожного и противосудорожного действия этих соединений при внутрижелудочковом введении.

СПИСОК РАБОТ ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. М. А. Думпис, Л. Е Познякова, А. П.Гаряев. А.И.Городинский, Л. Б. ПиотроЕский. Является ли М-ацетиласпартилглутаминоЕая кислота медиатором ЦНС. // Исследование глутаматергических синапсов. Теоретические и прикладные аспекты: Тез. Всесоюзной конференции. -Ленинград, 1987. - С. 5.

2. А. П. Гаряев. Изучение судорожного и противосудорожного действия Ы-ацилпроизводных аспарагиновой и глутаминовой кислот. // Тез. конференции "Молодые химики - ленинградской экономике". -Ленинград, 1988. - С. 27-29.

3. А. П. Гаряев, Л, Б. Пиотровский, Л. Н. Познякова, М. А. Думпис. Поиск лекарственных средств в ряду производных возбуждающих аминокислот. // Фармакология - клинике. Сборник научных трудов. / Под ред. Ю. С. Бородкина, Л.: Наука, 1988. - С. 103-122.

4. М. А. Думпис, А. П. Гаряев, М. А. Мишин, Е.Г.Гусева, Ю. В. Зайцев, Л. Б. Пиотровский. Анализ центрального действия некоторых И- и 0-производных глутаминовой и аспарагиновой кислот. // Фармакология и научно-технический прогресс. Тез. докладов VI Всесоюзного съезда

- 23 -

фармакологов. - Ташкент, 1988. - - с. 82.

5. И. Я. Александрова, А. П, Гаряев, JL Б. Пиотровский. Действие некоторых производных имидазол- и пиразолдикарбоновой кислот на ВАКергическую . передачу. // Фармакология и научно-технический прогресс. Тез. докладов VI Всесоюзного съезда фармакологов. Ташкент, -1988. - С. 68-69.

6. А. П. Гаряев, Л. Б. Пиотровский. Связь структура-активность в ряду производных аспарагиновой и глутаминовой кислот. // Современные проблемы органического синтеза. Тез. Всесоюзной конференции молодых ученых. - Иркутск, 1988.. - С. 191-192.

7. А. II Гаряев, 0. В. Кононов, -М. А. Думпис, JL Б. Пиотровский. • Возбуждающее действие на . ЦНС N-ащшроизводных . глутаминовой и аспарагиновой кислот. // Хим. -фарм. журнал. - 1990, N5. - С. 20-22.

8. L. В. Piotrovsky, М.А. Dumpis, А. Р, Garyaev, Yu. V. Zaitsev. Syntheses and .some pharmacological properties of ODAP analogues.// XI International symposium on medicinal chemistry. Abstracts. Jerusalem, 1990. - P. 29.

9. JL Б. Пиотровский, M. А. Думпис, A. II Гаряев. Синтез и некоторые Фармакологический свойства аналогов 3-М-2,3-диаминопропион'овой кислоты. // Физиология ■ и биохимия медиаторных процессов. ■ Тез. докладов V Всесоюзной конференции, посвященной 90-летию со дня рождения акад. АН Армянской ССР, чл. -корр." АН СССР Хачатура Сергеевича Коштоянца. - М. , 1990, - С. 100.

10. А. П. Гаряев, Л. Б. Пиотровский, М. Á. Думпис. N-Фгаламсилглутаминовая кислота избирательно блокирует NMDA-индуцированные судороги у мышей. // Физиология и биохимия медиаторных процессов. Тез. докладов V Всесоюзной конференции, посвященной 90-летию со дня рождения акад. АН Армянской ССР, чл. -корр. АН СССР Хачатура Сергеевича Коштоянца. - М.', 1990. - С. 69.

11. А. П. Гаряев, Л Б. Пиотровский, И. Я. Александрова, М. А. Думпис, XX В. Зайцев. Поведенческая характеристика эффектов NMDA при системном введении. /' Физиология и биохимия медиаторных процессов. Тез. докладов V Всесоюзной конференции, посвященной 90-летию со дня рождения акад. АН Армянской ССР, чл. -корр. АН СССР Хачатура Сергеевича Коштоянца. - М. , 1990. - С. 69.

12. M. A. Dumpis, L. B. Piotrovsky, A. P. Garyaev, Yu. V. Zaitsev. Synthesis and some pharmacological properties of ODAP analogues.// The 11 Baltic meeting of pharmacology and clinical pharmacology. Abstracts. - Tallinn, 1990. - P. 30.

13. L. B. Piotrovsky, A. P. Garyaev, L. N. Po^njakova. Dipeptides with C-terminal glutamic acid can block the EAA effects. // The 11 Baltic meeting of pharmacology and clinical pharmacology. Abstracts. - Tallinn, 199C. - P. 93.

.14. L. B. Piotrovsky, A. P.-Garyaev, L. N. Pozniakova. Dipept ides-analogues'-of N-acetylaspartylglutamate inhibits convulsive effects of excitatory amino acids in truce.// Neuroscienee Letters. - 1991, v. 125. - P. 227-230.

15. A. P. Garyaev, M. A. Dumpis, L. N. Po2nyakova, Yu. V. Zaitsev, L. B. Piotrovsky. Excitatory action of some aspartate-coritaining and glutamate-containing dipeptides after intracerebrovent-ncular injection in mice.// Eur. J. Pharmacol. - 1991, v. 197. - P. 157-160.

. 16. L. B. Piotrovsky, M. A. Dumpis, L. N. Poznjakova, A. P. Garyaev. Dual action of 3N-succinyl-L-2,3-diaminopropionic acid (.SuDAP) non-peptide analog of gamma-DGG.// Third ¡PRO Vfcrld Congress of Neuroscience. Abstracts. - Montreal, 1991. - P. 357.