Автореферат и диссертация по медицине (14.00.25) на тему:Производные аминотиолов при различной скорости нарастания острой экзогенной гипоксии

На правах рукописи

сосин

Денис Владимирович

ПРОИЗВОДНЫЕ АМИНОТИОЛОВ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ СКОРОСТИ НАРАСТАНИЯ ОСТРОЙ ЭКЗОГЕННОЙ ГИПОКСИИ

14.00.25 - фармакология, клиническая фармакология 03.00.13 - физиология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Санкт-Петербург 2007

Работа выполнена на кафедре нормальной физиологии ГОУ ВПО «Смоленская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ

Евсеев Андрей Викторович, кандидат медицинских наук, доцент НАУЧНЫЙ КОНСУЛЬТАНТ

Правдивцев Виталий Андреевич, доктор медицинских наук, профессор

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ

Лосев Николай Андреевич доктор медицинских наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ Родичкин Павел Васильевич доктор медицинских наук,

профессор

Ведущая организация - Военно-медицинская академия им С М Кирова

Защита диссертации состоится ¿/ееьеды'г007 г в & диссертационного совета Д001 022 0? при ГУ «Науч)

часов на заседании

диссертационного совета Д001 022 03 при ГУ «Научно-исследовательский институт ЭМ РАМН» по адресу

197376, г Санкт-Петербург, Каменноостровский пр , д 69/71

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГУ «Научно-исследовательский институт ЭМ РАМН» по адресу 197376, г Санкт-Петербург, ул Академика Павлова, д 12

Автореферат разослан « ^ » 2007 г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д001 022 03 ^*—

д б н, проф £<£_ПуЧК0Ва Л В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Повышение резистентности организма к гипоксии является одной из актуальных медицинских проблем Высотные полеты, освоение океана, производственная или спортивная активность в горах требуют решения задач по выживанию человека в условиях измененной газовой среды обитания [Братин Л X ,1979, Чиж ИМ, 1998, Белов СВ, 1999, Рябочкина АВ, 2000, Русак О Н , 2002, Крюков Е Н, 2003, Сафонов Г А , 2003]

В экстремальных ситуациях содержание Ог в доступном для дыхания воздухе может уменьшаться с различной скоростью Быстрое нарастание кислородного дефицита требует проведения неотложных мероприятий по защите людей [Березовский В А, 1975, Stokes, 1984, Бойко Ю Г , 1999] Как правило, в этих случаях либо осуществляется эвакуация пострадавших, либо задействуются специальные технические устройства При постепенном нарастании гипоксии в комплексе защитных мероприятий важное место отводится фармакотерапии, т е использованию различных лекарственных веществ - антигипоксантов, повышающих резистентность организма к недостатку кислорода [Волков Н И , 1998, Semenza, 1999, Колчинская А 3 , 2002, Лукьянова Л Д , 2004, Сороко С И , 2004]

В ряде работ имеются указания на то, что выбор антигипоксанта, тактика его применения во многом зависят не только от вида формирующегося гипоксиче-ского состояния, но и от скорости его нарастания [Коростовцева Н В,1976, Агаджанян Н А , 1978]

Большинство исследователей разделяют точку зрения, согласно которой приоритет в разработке антигипоксантов принадлежит веществам метаболического типа действия Подтверждением актуальности метаболической концепции терапии гипоксических состояний явились результаты, полученные в ходе изучения фармакологических свойств антигипоксантов, относящихся к производным аминотиолов, среди которых на сегодняшний день ведущее место занимают такие соединения, как амтизол и бемитил [Шабанов П Д , 2003, Зарубина И В , 2004]

Однако, как показали многочисленные наблюдения, протективное действие большинства антигипоксантов при быстро нарастающей гипоксии развивается относительно медленно и не всегда обеспечивает желаемый уровень защиты организма [Агаджанян НА, 1978, Березовский В А, 1993, Кошелев ВБ, 1998, Parfenov et al, 2000, Султанов Г А , 2004, Свиридонова С В , 2005]

Перспективы для изыскания антигипоксических средств значительно расширились в связи с появлением новой группы химических веществ - комплексных соединений биометаллов с природными антиоксидантами, синтез которых был осуществлен на базе НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей ГУ Российского онкологического научного центра РАМН [Parfenov et al, 2000, 2001] Многие металлсодержащие антиоксиданты продемонстрировали широкий спектр действия и высокую эффективность при разнообразных патологических состояниях, в том числе и при гипоксии [Алейникова ТЮ, 2001, Лебедева С А, 2003, Новиков BE и др , 2005, Цеева Ф Н , 2005, Левченкова О С , 2006, Протасова Н В , 2006, Евсеев А В и др , 2006, Яснецов С А , 2007, Катунин М П , 2007] В частности, было установлено, что комплексное соединение на основе цинка и N-ацетил-

L-цистеина (вещество 7tQ1104), относящееся к производным амииотиолов, значительно повышает вероятность успешного переживания животными различных видов острых экзогенных гипоксических состояний [Евсеев А В и др , 2006, Яснецов С А , 2007] Авторами были отмечены общие закономерности в механизмах реализации антигипоксического действия указанного вещества и эталонного антигипоксанта амтизола

Основанием для выполнения настоящей работы послужила противоречивость сведений, обнаруженных в литературе, касающихся механизмов формирования экзогенных гипоксических состояний в зависимости от скорости их нарастания Особый интерес был вызван отсутствием данных об эффективности антигипоксан-тов метаболического типа действия в случае их использования в качестве корректоров гипоксических состояний, развивающихся с разной скоростью

Цель исследования: изучить динамику изменений электрической активности миокарда, параметров внешнего дыхания, биоэлектрической активности коры головного мозга при различных скоростях нарастания острой экзогенной i ипоксии и оценить протективные эффекты антигипоксантов - производных аминотиолов

Задачи исследования:

1 Разработать адекватную модель острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии (ОГ-Гк)

2 Провести в опытах на мышах сравнительный анализ эффективности некоторых производных аминотиолов - веществ tcQ901, TtQ 1104, амтизола и бемитила при различной скорости нарастания острой экзогенной нормобарической гипоксии с гиперкапнией (ОГ+Гк), острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии и острой экзогенной гипобарической гипоксии (ОГ+Гб)

3 Изучить динамику изменений электрической активности миокарда и параметров внешнего дыхания у мышей при различных скоростях нарастания острой экзогенной нормобарической гипоксии с гиперкапнией и острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии, а также на фоне действия наиболее активных производных аминотиолов

4 Изучить динамику изменений электрической активности миокарда у кошек при различных скоростях нарастания острой экзогенной нормобарической гипоксии с гиперкапнией и острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии, а также на фоне действия наиболее активных производных аминотиолов

5 Изучить динамику изменений биоэлектрической активности коры мозга у кошек при различных скоростях нарастания острой экзогенной нормобарической гипоксии с гиперкапнией и острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии, а также на фоне действия наиболее активных производных аминотиолов

Научная новизна. В работе впервые изучено-влияние новых (rcQ901, rcQ 1104) и известных (амтизол, бемитил) производных аминотиолов на мышей при различной скорости нарастания острой экзогенной нормобарической гипоксии с гипер-

капнией, острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии, а также при различной скорости нарастания острой гипобарической гипоксии

Получены и проанализированы новые данные о динамике изменений электрической активности миокарда, параметров внешнего дыхания мышей в условиях различной скорости нарастания острой экзогенной нормобарической гипоксии с гиперкапнией и острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии

Выявлены особенности динамики протективного действия наиболее эффективных производных аминотиолов (вещество 7Г<31104, амтизол) в зависимости от скорости нарастания изученных нормобарических видов экзогенных гипоксий

Впервые в опытах на кошках проведен анализ антигипоксической активности вещества 104 по показателям вызванных потенциалов соматосенсорной коры и изменениям электрической активности миокарда при различной скорости нарастания острой экзогенной нормобарической гипоксии с гиперкапнией и острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии

Научно-практическое значение. Результаты исследований продемонстрировали высокую эффективность цинксодержащего производного аминотиолов -вещества яС>1104 (патент № 2265608 от 26 06 04) при различных скоростях нарастания экзогенных гипоксических состояний Рекомендуется дальнейшее углубленное исследование протективных эффектов указанного химического соединения на различных моделях острых гипоксических состояний, а также поиск новых антигипоксических веществ среди цинксодержащих антиоксидантов

По итогам работы предложен и внедрен новый способ моделирования состояния острой экзогенной гипоксии у животных - «Устройство для моделирования острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии у мелких лабораторных животных» (Патент на изобретение № 2251158 от 27 04 05) БРИЗом Смоленской государственной медицинской академии зарегистрированы 5 рационализаторских предложений

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Скорость нарастания гипоксии является фактором, предопределяющим резистентность животных к нормобарическим и гипобарическим гипоксическим состояниям

2 Эффективность производных аминотиолов зависит от скорости нарастания нормобарических и гипобарических гипоксических состояний

3 Новые производные аминотиолов - вещества л:С>901 и 7:0» 1104 в опытах на мышах оказывают более выраженный защитный эффект при всех скоростях нарастания экзогенных гипоксических состояний в сравнении с амтизолом и бемитилом

4 Новое производное аминотиолов - вещество яр 1104 в опытах на кошках существенно увеличивает продолжительность активного функционального состояния коры мозга независимо от скорости нарастания нормобарических гипоксических состояний

Личный вклад соискателя. Автор непосредственно принимал участие в реализации работы по всем разделам диссертации, включая создание модели, организацию и постановку экспериментов, статистический анализ полученных данных, обобщение и анализ результатов работы Экспериментальная часть работы выполнена на базе научной лаборатории кафедры нормальной физиологии ГУ ВПО СГМА (заведующий - дмн, профессор В А Правдивцев)

Номер государственной регистрации диссертационной работы - 01200502631 (протокол № 12 от 7 декабря 2004 г )

Апробация и публикация материалов диссертации. Результаты и основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на проблемной комиссии СГМА «Физиология и патология нервной системы» (2004, 2007), ежегодных итоговых заседаниях Смоленского отделения физиологического общества (2004-2007), 33 и 34-й конференциях молодых ученых СГМА (2005, 2006), Всероссийской конференции молодых исследователей «Физиология и медицина» (Санкт-Петербург, 2005), XI Международной конференции «Новые медицинские технологии и квантовая медицина» (Москва, 2005), IV Международной конференции «Гипоксия механизмы, адаптация, коррекция» (Москва, 2005), Межрегиональной научно-практической конференции «Типовые патологические процессы» (Уфа, 2005), 6-й научно-практической конференции «Актуальные проблемы современной медицины» (Смоленск, 2007), XX Съезде физиологического общества им И П Павлова (Москва, 2007)

Апробация диссертации состоялась 1 июня 2007 г на совместном заседании кафедр нормальной физиологии, фармакологии, клинической фармакологии, оперативной и топографической хирургии, патологической физиологии, общей химии, общей гигиены Смоленской государственной медицинской академии

По материалам диссертации опубликовано 19 печатных работ, из них 1 в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК Зарегистрированы Патент на изобретение и 5 рационализаторских предложений

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из следующих разделов введение, обзор литературы, описание материалов и методов исследования, 5 глав собственных экспериментальных исследований, обсуждение результатов, выводы, научно-практические рекомендации, список литературы Материалы диссертации изложены на 177 страницах машинописного текста Работа содержит 9 таблиц и 45 рисунков Библиографический указатель содержит 217 источников, из них 152 - источники отечественные и 65 - иностранные

Работа поддержана грантом РФФИ (№ 07-04-96437 от 30 мая 2007 г ) Исследования проводились в рамках договора о совместной научно-практической деятельности между НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей Российского онкологического научного центра им Н Н Блохина РАМН и Смоленской государственной медицинской академией «Синтез и изучение

фармакологической активности новых физиологически совместимых антиоксидан-тов»

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Выбор животных. В соответствии с целью и задачами исследования опыты выполнены на 1925 мышах-самцах линии СВР1, массой 20-25 г и 76 кошках-самцах массой 3,5-4,5 кг Все исследования проводились в соответствии с «Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных» (1985) и правилами лабораторной практики в РФ (приказ МЗ РФ № 267 от 19 06 2003 г )

Для изучения протективных эффектов при различной скорости нарастания гипоксии были отобраны следующие производные аминотиолов

1) бис(Ы-ацетил-Ь-цистеинато) аквоцинк (II) дисемигидрат цинка - тгС)901,

2) бис(Ы-ацетил-Ь-цистеинато) цинк (II) сульфат октагидрат - яСН 104,

3) 3,5-диамино-1,2,4-тиадиазол - амтизол,

4) 2-этилтиобензимидазол гидробромид - бемитил

Состояния острой экзогенной гипоксии с гиперкапнией (ОГ+Гк) и острой ги-побарической гипоксии (ОГ+Гб) в опытах на мышах воспроизводили по методикам, рекомендованным для проведения скрининга антигипоксантов [Лукьянова Л Д и др , 1990] Состояние острой экзогенной нормобарической гипоксии без гипер-капнии у мышей воспроизводили по способу А В Евсеева, М А Евсеевой, Д В Сосина (2007) Скорость нарастания гипоксии при острой экзогенной гипоксии с гиперкапнией и острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии варьировали, размещая животных в герметичных емкостях различного объема «Быструю» скорость нарастания получали при использовании емкости объемом в 0,25 л, «среднюю» - при использовании емкости в 0,5 л, «медленную» -при использовании емкости в 1,0 л Скорость нарастания острой гипобарической гипоксии варьировали, изменяя скорость «подъема» животных на «высоту» «Быстрая» скорость нарастания - подъем со скоростью в 100 м/с, «средняя» - 50 м/с, «медленная» - 25 м/с

Состояние острой экзогенной гипоксии с гиперкапнией и острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии (ОГ-Гк) у кошек моделировали по способу А В Евсеева и соавторов (2005) Скорость нарастания гипоксических состояний варьировали, изменяя объемы дыхательных емкостей «Быстрая» скорость - емкость объемом в 5 л, «медленная» - 10 л

У всех животных измеряли ректальную температуру

В опытах на мышах регистрировали ЭКГ, пневмобарограмму, измеряли содержание 02 в доступном для дыхания животных воздухе

В опытах на кошках биоэлектрическую активность соматосенсорной коры мозга изучали с помощью метода вызванных потенциалов (ВП) [Ройтбак А И , 1964, Б^^аэ, 1972] Анализ ВП проводили с помощью ПЭВМ по программам, разработанным в творческом содружестве с СКБ СФ МЭИ (зав - кандидат технических наук, доцент О Е Аверченков)

Все изученные производные аминотиолов животным вводили внутрибрюшин-но (в/б) в виде растворов (0,9% ЫаС1) мышам - за 60 мин до начала опыта (период инкубации) в дозах 25 и 50 мг/кг, кошкам - за 90 мин в дозе 50 мг/кг Животным контрольных групп вводили соответствующие объемы 0,9% ЫаС1

Статистический анализ полученных данных проводили с помощью методов вариационной статистики [Урбах В Ю , 1964, Бессмертный Б С , 1967, Лакин Г Ф , 1968]

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Как показали результаты наших экспериментов, продолжительность жизни мышей контрольных групп при «быстрой» скорости нарастания острой экзогенной гипоксии с гиперкапнией и острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии составила, соответственно, 37,04 и 27,82 мин При «средней» скорости показатель увеличился до 127,06 (343%) и 121,12 (432%) мин, в зависимости от вида гипоксии Последующее увеличение объема емкости, т е при «медленной» скорости нарастания гипоксии, способствовало дальнейшему приросту продолжительности жизни, который составил для острой экзогенной гипоксии с гиперкапнией (ОГ+Гк) 185,09 (499%), а для острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии (ОГ-Гк) - 171,32 (610%) мин, в сравнении с «быстрой» скоростью Таким образом, было установлено, что замедление скорости нарастания гипоксии способствует увеличению продолжительности жизни животных При этом отмечено, что прирост изучаемого показателя при переходе от «средней» к «медленной» скорости нарастания гипоксии был заметно менее выраженным, чем при «быстрой» и «средней» скоростях на обеих использованных моделях (рис 1)

Дальнейший анализ результатов показал, что, несмотря на равные стартовые возможности, которые были предоставлены животным в рамках задаваемых скоростей нарастания острой экзогенной гипоксии с гиперкапнией и острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии, продолжительность жизни мышей при гиперкапническом состоянии достоверно превышала таковую при гипокапническом состоянии

В литературе имеются сведения о том, что сопутствующая гипоксии гипер-капния до определенных пределов способствует активации компенсаторных механизмов, поддерживающих тоническую активность дыхательного и сосудодви-гательного центров Развитие гиперкапнии на начальных этапах формирования гипоксического состояния как напрямую, так и косвенно обеспечивает мобилизацию крови из депо, повышает содержания гемоглобина в эритроцитах и увеличивает его сродство к 02 [Миррахимов ММ,1968, Коростовцева Н В,1976, Коваленко Е А , 1998, БЛЬаИ, 1998, Долецкий А Н , 2006, Иванов А Б , 2007]

В ходе изучения влияний производных аминотиолов на продолжительность жизни мышей при ОГ+Гк и ОГ-Гк было установлено, что их эффективность значительно варьирует в зависимости от скорости нарастания гипоксии (рис 1)

В частности, при «быстрой», «средней» и «медленной» скоростях нарастания ОГ+Гк и ОГ-Гк активность вещества л О 901 обнаруживала себя уже в дозе 25 мг/кг Введение данного соединения в наиболее эффективной дозе - 50 мг/кг [Евсеев А В

и др., 2007] приводило к значительному увеличению резистентности мышей к обоим изучавшимся гипоксическим состояниям. Также было отмечено, что эффективность вещества яС>901 снижалась по мере замедления скорости нарастания гипоксии, соответственно, на 124, 47, 56% (ОГ+Гк) и 148, 39, 54% (ОГ-Гк). Следует подчеркнуть, что на фоне действия названного цинксодержащсго амино-тиола па протяжении периода инкубации были отмечены единичные случаи гибели животных.

Рис. 1. Влияние производных аминотиолов (в/б, 50 мг/кг) на продолжительность жизни мышей при различной скорости нарастания острой экзогенной гипоксии с гиперкапнией (ОГ+Гк) и острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии (ОГ-Гк)

Близкое по структуре веществу rcQ901 соединение nQl 104 также демонстрировало достоверный позитивный эффект при всех изучавшихся скоростях нарастания ОГ+Гк и ОГ-Гк. Например, после введения вещества в дозе 50 мг/кг устойчивость мышей к гипоксии при «быстрой», «средней» и «медленной» скоростях возрастала на 102, 29, 38% (ОГ+Гк) и 129, 27, 33% (ОГ-Гк) в соответствии с контрольными показателями.

Амтизол и в меньшей степени бемитил подтвердили свои антигипоксические свойства при изучавшихся скоростях ОГ+Гк и ОГ-Гк. Результаты серий опытов, полученные при «быстрой» скорости, полностью согласуются с литературными данными [Арбаева М.В., 2004; Зарубина И.В., Шабанов П.Д., 2004; Левчепкова О.С., 2006; Евсеев A.B., 2006; Яснецов С.А., 2007]. Тем не менее, защитное действие эталонных антигипоксантов (амтизола и бемитила) было несколько менее выраженным, чем у цинксодержащих антиоксидантов - веществ KQ901 и tüQ 1104.

Таким образом, защитный эффект всех изученных производных аминотиолов был наиболее отчётливым при «быстрой» скорости нарастания ОГ+Гк и ОГ-Гк. При «средней» скорости протективное действие веществ было минимальным. Однако при «медленной» скорости нарастания гипоксии было отмечено достоверное увеличение эффективности антигипоксантов в сравнении со «средней» скоростью. Подобного рода изменения антигипоксической активности изученных соединений могут быть объяснены, с одной стороны, полимодальностыо механиз-

мов антигипоксантов метаболического типа действия, а с другой - могут быть обусловлены многоуровневой организацией адаптационных процессов организма [Маршак М.Е., 1969; Меерсон Ф.З., 1986; 2акутЫпо5, 1993; Мтига, 1995; Н1ав1а1а, 1996; Шевченко Ю.Л., 2000].

Рис. 2. Влияние производных аминотиолов на резервное время мышей при различных скоростях нарастания острой гипобарической гипоксии (ОГ+Гб)

Результаты опытов но изучению способности мышей переносить воздействие острой гипобарической гипоксии (ОГ+Гб) представлены на рис. 2. В частности, было установлено, что при «медленной» (25 м/с) и «средней» (50 м/с) скоростях «подъема» резервное время животных практически не отличалось по продолжительности. Показатель в среднем составил 2,75±0,45 мин. Тем не менее при осуществлении быстрого «подъёма» (100 м/с) устойчивость мышей к ОГ+Гб в сравнении с более медленными скоростями увеличивалась в 2,9 раза.

Введение мышам вещества я0901 в дозах 25 и 50 мг/кг при скорости «подъема» 25 м/с, («медленная» скорость) способствовало увеличению резервного времени на 173 и 264% соответственно. При скорости «подъема» 50 м/с («средняя» скорость) введение вещества л<3901 в дозах 25 и 50 мг/кг обеспечивало прирост показателя соответственно на 175 и 353%, в то время как при «быстрой» скорости подъема (100 м/с) введение вещества 7г<3901 в тех же дозировках увеличивало резервное время всего на 50 и 75% по отношению к контролю.

Эффект вещества л:01104 в целом был подобен эффекту соединения тс(}901. В частности, при «медленном подъеме» (25 м/с) вещество я<31104 в дозах 25 и 50 мг/кг пролонгировало резервное время мышей соответственно на 133 и 187%. При средней скорости «подъёма» (50 м/с) - на 205 и 265%, а при «быстрой» (100 м/с)-на 30 и 50%.

Амтизол при «медленной» скорости нарастания ОГ+Гб (скорость «подъема» 25 м/с) в дозах 25 и 50 мг/кг увеличивал резервное время на 113 и 117% соответственно. Применение амтизола в тех же дозах, но при «подъеме» со «средней» скоростью (50 м/с) было более эффективно - показатель увеличился соответственно на 130 и 185%. В условиях «быстрой» скорости нарастания ОГ+Гб (100 м/с) амтизол в дозе 25 мг/кг резистентность мышей к данному виду гипоксии не повышал. Однако в дозе 50 мг/кг он способствовал увеличению показателя на 60% в сравнении с контролем.

Бемитил в дозах 25 и 50 мг/кг при «медленной» скорости «подъема» (25 м/с) увеличивал резервное время мышей соответственно на 97 и 41% В этих же дозах, но при «средней» скорости подъема (50 м/с) бемитил пролонгировал показатель на 52 и 80% В свою очередь, в условиях «быстрой» скорости нарастания гипобариче-ской гипоксии (100 м/с) бемитил не оказывал статистически значимого эффекта

В ходе исследования было отмечено, что все изученные производные амино-тиолов заметно снижали ректальную температуру мышей

По итогам проведенных исследований для дальнейшего изучения было отобрано 2 химических соединения, а именно - вещество nQl 104 и амтизол Основанием для выбора послужили собственные результаты, в соответствии с которыми оба антигипоксанта оказались наиболее эффективными и безопасными, в сравнении с прочими веществами, на трех моделях острых экзогенных гипоксических состояний

Известно, что адекватная метаболическим потребностям тканей доставка Ог обеспечивается, в первую очередь, системами дыхания и кровообращения [Агад-жанян Н А , 1972, Miller et al, 1997, Melin et al, 2003, Аккизов А Ю и др , 2004] В связи с этим нами были проведены эксперименты по изучению некоторых характеристик внешнего дыхания мышей и электрической активности миокарда как в условиях нарастания нормобарических видов гипоксии (ОГ+Гк и ОГ-Гк) с различной скоростью, так и при коррекции этих состояний веществами rcQ 1104 и амтизолом

Сравнительный анализ пневмобарограмм и электрокардиограмм, зарегистрированных у мышей в условиях острой экзогенной нормобарической гипоксии с гиперкапнией и острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии, позволил обнаружить ряд существенных отличий, в основном связанных со скоростью нарастания гипоксического статуса животных

Динамика изменений амплитудно-временных показателей пневмобарограмм и электрокардиограмм, зарегистрированных у мышей в условиях ОГ+Гк, представлена на рис 3

КОНТРОЛЬ 15 МИН 20 МИН 2S МИН ЗО МИН авмин

aAAAAAAAAÍAAAAAAA| ХУЛ/W^I /-^у-^^У^Ч!——_—_I

о о ^ i о с о о ^ i о с о о ч i о с о с» ч г о с о о ^ i о с о ó' < i о с

КОНТРОЛЬ 40 МИН во МИН SO МИН 110 МИН 120 МИН

WtAAAWI __I

<5 Б"? i О с О О 5 1 О С о ОЧ 1 О С О Ó"5 too О 1 О с О <Г"? 1, Ос

КОНТРОЛЬ во МИН во МИН 12D мин 1во МИН 1 во мин

о—' ГТ Юс о о"^ 1 О с о ' ь 5 1 О с О 1 О С о <5 * Г О с О СГЧ I О ц

КОНТРОЛЬ 1SMMH 30 МИН 25 МИН ЗОМИН земин

Рис 3 Пневмобарограммы и электрокардиограммы мышей при «быстрой» (А), «средней» (Б) и «медленной» (В) скорости нарастания ОГ+Гк

Установлено, что период «относительного благополучия» (на протяжении которого значимых отклонений в характеристиках пневмобарограмм и электрокардиограмм не выявляется) при «быстрой» скорости нарастания гипоксии, как правило, завершался к 20-й мин опыта При «средней» скорости длительность данного интервала составляла 40 мин, а при «медленной» - 60 мин Таким образом, была выявлена обратная зависимость периода «относительного благополучия» по отношению к скорости нарастания ОГ+Гк Также было отмечено, что по мере замедления скорости нарастания гипоксии с гиперкапнией, период «угнетения» (на протяжении которого отмечали значимые негативные изменения характеристик пневмобарограмм и электрокардиограмм) увеличивался и составлял соответственно 16, 80 и 120 мин

В опытах, выполненных на модели ОГ-Гк (рис 4), в целом была прослежена аналогичная динамика изменений Однако длительность периода «относительного благополучия» в условиях гипоксии, протекающей без сопутствующей гиперкап-нии, была заметно меньше, чем при ОГ+Гк Например, для мышей, подвергнутых воздействию «быстрой» скорости нарастания ОГ-Гк, данный показатель составлял 10 мин, при «средней» скорости - 20 мин, а при «медленной» - 40 мин Длительность периодов «угнетения» при ОГ-Гк практически не отличалась от соответствующих результатов, полученных в условиях ОГ+Гк

^ЛДДЛДЛЛА! MAMU-_

О 5 1Ос0 os lOcO 05 loco OS lOcO O 5 lOc

IKVTIirVI IU АЧ» »

5 ЛЛЛААЛЛЛ

O lOcO OS 10c O O ^ JOcO O* lOcO O 5 lOcO O* 1 O • КОНТРОЛЬ 40 МИН во МИН 110 МИН 140 МИН 166МИН

зЛ/\МЛЛЛЛ\ллллл.\

о 05 lO с о 05 1 о с О оя 1 О с О

КОНТРОЛЬ 10 МИН 15 Mi

10с Ó 1 О с О <ГЗ 10с

0 2 0 4 с КОНТРОЛЬ

4 с 20 МИН

5 о~2 о 4 с <> ггз оТс о ап 0-1 с 5" ггз л 4 с о ~

КОНТРОЛЬ 40 МИН 80 МИН 110 МИН

* 4—I—Н^ч^— I"

Г 02 оТс о 5*2 0 4 с 5-1 52 о 4 с о 5Г2 о 4 с о о 2 о 4 с о

OÍ oii 120 МИН

<Г2 5ТГо <Г2

140 МИН 168МИН

Рис 4 Пневмобарограммы и электрокардиограммы мышей при «быстрой» (А), «средней» (Б) и «медленной» (В) скорости нарастания ОГ-Гк

Г1о нашему мнению, увеличение периода «относительного благополучия» мышей, находившихся в условиях гипоксии с сопутствующей гиперкапнией, в определенной степени могло быть обусловлено сохранением относительно высокого уровня электрической активности сердечной мышцы на фоне постепенно формирующегося у животных гиперкапнического статуса Как известно, на ранних этапах гипоксии такого рода изменения способствуют ускорению элиминации углекислоты из тканевых жидкостей и в то же время обеспечивают приемлемую

степень оксигенации тканей, интенсивно потребляющих Ог (мозг, сердце) [Коваленко Е А , 1971, Clark 1980, Ларин В Л , 1990] В свою очередь, формирование относительной гипокапнии, которое, по-видимому, имеет место в ходе развития у мышей состояния ОГ-Гк является, по мнению многих исследователей, основной причиной дестабилизации сердечной и дыхательной активности у животных в этих условиях и способно приводить их к гибели при относительно высоком содержании 02 в окружающей газовой среде [Jones, 1982, Stokes, 1984, Wisano, 1989, Новиков ВС и др , 1998, Протасова Н В , 2006]

Как показали результаты наших экспериментов, введение мышам изученных производных аминотиолов (вещества 7tQl 104 и амтизола) в дозе 50 мг/кг закономерно сопровождалось снижением частоты следования волн пневмобарограмм и ЭКГ-комплексов Так, на момент завершения периода инкубации, вещество TtQl 104 способствовало замедлению частоты пневмобарограмм с 320 до 165/мин При этом частота ЭКГ-комплексов снижалась с 560 до 198/мин В свою очередь, на фоне действия амтизола частота следования дыхательных волн также уменьшалась с 318 до 195/мин, а частота ЭКГ-комплексов — с 552 до 239/мин Полученные результаты соответствуют данным литературы [Евсеев А В , 2006, Яснецов С А , 2007]

В ходе анализа зарегистрированных в условиях ОГ+Гк и ОГ-Гк пневмобарограмм и электрокардиограмм мышей, получавших антигипоксанты, было установлено, что увеличение периода «относительного благополучия» на фоне действия вещества TtQ 1104 и амтизола было наиболее заметным при «средней» скорости нарастания обоих гипоксических состояний

Так, на фоне вещества %Q 1104 (рис 5) при «быстрой» скорости нарастания ОГ+Гк грубые нарушения пневмобарограмм и электрокардиограмм отмечали уже к 20-й мин опыта, как и в контрольной группе

контроль поелеееедения эомин «омин еомин ?smhh

аААААЛАМ'

О 05 10с О 05 10с О КОКТРОЛ Ь ПОСЛЕ ВВЕДЕНИ Я 0 5 1 0 с 0 130 МИН б S ' 1 ö с 1 05 10с 140 МИН 0 Oí 1 0 с 0 160 мин 1 Ó 4 i Ö с I os 10c 164 МИН

ó ö 5 i'öcO ö 3 i ö С 6 контроль посте введения в АЛАШЛА 220 МИН Ö 4 i ó с 240 МИН 250 МИН О 0 4 Í Ö с i Ó * lóc 260 МИН

О <Я 1 Ö с 0 Ö« 14с & ИЧ 1ÖC о Oí 1ÖC КОНТРОЛЬ ПОСЛЕ ВВЕДЕНИЯ 20 МИН 40МИН 60 МИН j.-^^^fV-^yX— j w Ö * 1ÖC 75 МИН

О ОЧ i 6 с ó Ó1 iócó ö « i ó с ó контроль после введения i 20 мин -63 i Ó с 140 МИН ^--- 0 öi 1ö с ¿ 160 MUH if • —I 0 > 1 0 С 164 МИН

О О 5 lOcO 05 t О с {> Ó 3 1 Ó с О Os loco О 1 О с О контроль после введения 22Q мин 240 мин aso мин в ШШШНг4~-Ь h О 0 ^ Юс О OÍ 10с О ó i 10СО ó $ 1 Ó с О ó 1 LOCÓ О 5 10 с 260 МИН 0 -S IOC

Рис 5 Пневмобарограммы и электрокардиограммы мышей на фоне действия вещества лС> 1104 (в/б, 50 мг/кг) при «быстрой» (А), «средней» (Б) и «медленной» (В) скорости нарастания ОГ+Гк

При «средней» скорости период «угнетения» наступал, как правило, через 120 мин наблюдения Таким образом, период «относительного благополучия» при указанной скорости увеличивался в 3 раза в сравнении с контролем, и почти в 6 раз в сравнении с «быстрой» скоростью нарастания ОГ+Гк При «медленной» скорости нарастания ОГ+Гк у мышей, получивших яр 1104, увеличение периода «относительного благополучия» было весьма существенным и превышало контрольный показатель в 3,7 раза Следует отметить, что длительность периода «относительного благополучия» при «медленной» скорости ОГ+Гк была в 2 раза продолжительней, чем при «средней» скорости

При изучении влияния амтизола (50 мг/кг) на способность мышей противостоять формирующемуся состоянию ОГ+Гк было установлено, что при «быстрой» скорости нарастания гипоксии значимые изменения пневмобарограмм и электрокардиограмм так же, как и после введения вещества л<31104, возникали через 20 мин опыта При «средней» скорости нарастания ОГ+Гк на фоне действия амтизола период «относительного благополучия» увеличивался в 2 раза по сравнению с контролем, при этом длительность указанного периода в 4 раза превышала таковую при «быстрой» скорости нарастания О Г +-Гк При «медленной» скорости нарастания гипоксии амтизол увеличивал период «относительного благополучия» всего в 1,8 раза по сравнению с соответствующим контрольным показателем, и в 2,2 раза - в сравнении с периодом, рассчитанным для «средней» скорости нарастания ОГ+Гк

Обнаруженное нами заметное понижение эффективности изученных антиги-поксантов при «медленной» скорости нарастания ОГ+Гк, как мы полагаем, могло быть обусловлено продолжительным воздействием на организм С02, концентрация которого в дыхательном воздухе животных в ходе опытов существенно возрастала Известно, что формирование выраженной гиперкапнии приводит к значительному снижению тонуса периферических сосудов, развитию артериальной гипотен-зии вплоть до коллапса при одновременной активации метаболических процессов в тканях и соответственно повышении их кислородных запросов [Смирнов А В , 1998, Радужкевич В Л , 2000, Евсеев А В и др , 2007]

Как видно из рис 6, в условиях формирования у мышей состояния ОГ-Гк защитное действие вещества 1104 и амтизола в сравнении с ОГ+Гк несколько снижалось, что, возможно, могло быть обусловлено развитием дыхательного алкалоза в связи с увеличением глубины дыхания у животных Тем не менее представляется необходимым отметить, что в процессе развития ОГ-Гк продолжительность периодов «относительного благополучия» при всех трех изученных скоростях достоверно не отличалась от длительности соответствующих интервалов, рассчитанных нами на модели ОГ+Гк

Таким образом, сравнительный анализ влияния изученных производных ами-нотиолов на характеристики пневмобарограмм и ЭКГ мышей при различных скоростях нарастания ОГ+Гк и ОГ-Гк подтвердили наличие качественно близких фармакологических эффектов у цинксодержащего антиоксиданта тг<31104 и антигипоксанта амтизола, что предполагает наличие общих механизмов их реализации Следует отметить, что по мере замедления скорости развития изучен-

ных экзогенных гипоксичееких состояний, защитное действие вещества лС)! 104 было более отчетливым, чем эффект амтизола

контроль

после введения

контроль

цД/1АДЛ/1А/11,

з ТП5 1 <!) с о*~

после еведени я

*Щ5-Юс 6--ПГ

контроль после ееед^и я

т ОО МММ

ъ-ггч—г о с о

"тг*—г о с о-гг?—пп

200мин 230 мин

"ГГ*-1 й с о-С?-П7~

240 мин 250мин

о го с

II111 К 11 Л 11 !1

КШ11ШШ

после введения

Ц——к- •

1 д с а---6^5—гггс—Ь—тг?—; а с о-—пгсо

, , , КОНТРОЛЬ

после введеми я

15-ВТ-гтге—в-(Г*-10 с Ь '—-Г"0 с Ь--Гос <

220мин

-ГТГЕ-¡5-ВТ-ГТГ

контроль послеееедения

—ггп

240 мин

-¡Г*-1 0 с

260 МИН

——^—Л-""']—

о-пт-пгг—в——1 й с о—ггз-Го с о-зт-1 а с о-

Рис 6 Пневмобарограммы и ЭКГ мышей на фоне действия вещества 1104 (в/б, 50 мг/кг) при «быстрой» (А), «средней» (Б) и «медленной» (В) скорости нарастания ОГ-Гк

Общеизвестно, что ЦНС является наиболее чувствительной к недостатку Ог системой организма В связи с этим представлялось интересным изучить динамику биоэлектрической активности головного мозга в условиях моделей, воспроизводящих в эксперименте состояния ОГ+Гк и ОГ-Гк В качестве интегрального показателя активности коры головного мозга кошек были использованы амплитудно-временные характеристики вызванных потенциалов (ВП) соматосенсорной зоны

Из рис 7 видно, что по мере нарастания у кошек состояний ОГ+Гк и ОГ-Гк, амплитуда волн ВП (первичная позитивная, первичная негативная, вторичная позитивная) уменьшалась при одновременном увеличении их протяженности Известно, что в структуре корковых ВП наиболее чувствительным к дефициту Ог компонентом выступает первичная негативная волна [Батуев А С, 1980, воМш ет а1, 1981, Евсеев А В и др 2004] В связи с этим изменения амплитуды именно первичной негативной волны ВП были использованы нами в качестве индикатора глубины гипоксического состояния В соответствии с рекомендациями А В Евсеева (2007) уменьшение амплитуды первичной негативной волны на 1045% рассматривали как проявление легкой стадии гипоксии Уменьшение указанной волны на 50-70% от исходного значения рассматривали как проявление средней стадии, уменьшение на 75-90% - как проявление глубокой стадии гипоксии Наконец, снижение амплитуды волны на 95% вплоть до полного ее исчезновения расценивали как проявление предтерминальной стадии гипоксии

В ходе опытов было установлено, что как в условиях ОГ+Гк, так и при ОГ-Гк (контрольные группы животных) на фоне «быстрого» нарастания гипоксии переход к легкой и средней стадиям наблюдали соответственно спустя 10 и 30 мин эксперимента Однако развитие у кошек глубокой и предтерминальной стадий ОГ-Гк

происходило раньше, чем при ОГ ьГк соответственно на 4 и 12 мин Общее время сохранения биоэлектрической активности коры головного мозга при «быстрой» скорости нарастания ОГ+Гк составило 52, а при ОГ-Гк - 40 мин, что соответствует литературным данным [Евсеев А В , 2006, Яснецов С А , 2007]

Рис 7 Усредненные вызванные потенциалы соматосенсорной коры мозга кошки при «быстрой» скорости нарастания ОГ+Гк и ОГ-Гк А - исходное состояние Б - гипоксия 1 - легкая стадия гипоксии, 2 - средняя стадия, 3 - глубокая стадия, 4 - предтерминальная стадия Стрелкой обозначен момент нанесения раздражения на лучевой нерв

После помещения животных в условия «медленной» скорости нарастания ОГ+Гк амплитудно-временные характеристики ВП оставались относительно стабильными в течение первых 40 мин (рис 8) Наступление легкой стадии гипоксии отмечали, как правило, к 45-й мин опыта Переход к средней стадии отмечали к 65-й мин, к глубокой - к 80-й мин Развитие предтерминальной стадии ОГ+Гк обычно отмечали к 90-й мин от начала экспериментов В условиях ОГ-Гк, при «медленной» скорости нарастания гипоксии у животных, смена стадий процесса происходила заметно быстрее, чем при ОГ+Гк Так, легкую стадию гипоксии регистрировали уже к 30-й мин опыта, среднюю - к 40-й мин, глубокую -к 65-й Переход к предтерминальной стадии обычно наблюдали к 72 мин опыта

Рис 8 Усредненные вызванные потенциалы соматосенсорной коры мозга кошки при «медленной» скорости нарастания ОГ+Гк и ОГ-Гк А - исходное состояние Б - на фоне гипоксии 1 - легкая стадия гипоксии, 2 - средняя стадия, 3 - глубокая стадия, 4 - предтерминальная стадия Стрелкой обозначен момент нанесения раздражения на лучевой нерв

При изучении состояний ОГ+Гк и ОГ-Гк у кошек в качестве антигипоксанта использовали вещество 7ср1104, так как данное производное аминотиолов в ходе экспериментов, выполненных на мышах, продемонстрировало большую антиги-поксическую активность, чем все прочие изученные нами соединения, включая и амтизол

Профилактическое введение вещества 71(21104 в дозе 50 мг/юг способствовало значительному пролонгированию периода активного функционального состояния коры головного мозга в ходе формирования у животных состояний ОГ+Гк и ОГ-Гк, вне зависимости от скорости нарастания гипоксии

На рис 9 и 10 представлены ВП, демонстрирующие ответные реакции сома-тосенсорной коры на периферическое воздействие как при «быстром», так и при «медленном» варианте нарастания изучавшихся экзогенных гипоксий Согласно полученным данным на фоне действия вещества 7101104 стабильную биозлекгри-ческую активность мозга наблюдали на протяжении периода, почти в 3 раза превышающего соответствующие контрольные показатели

Рис 9 Усредненные вызванные потенциалы соматосенсорной коры мозга кошки на фоне действия вещества 71(51104 (в/б, 50 мг/кг) при «быстрой» скорости нарастания ОГ+Гк и ОГ-Гк А - исходное состояние Б - через 90 мин после введения вещества яО 1104 В - на фоне гипоксии 1 - легкая стадия гипоксии, 2 - средняя стадия, 3 - глубокая стадия, 4 - предтерминальная стадия Стрелкой обозначен момент нанесения раздражения на лучевой нерв

В ходе опытов было отмечено, что на фоне действия вещества лО 1104, как и при изолированном воздействии гипоксии, животные по показателям ВП значительно тяжелее переносили состояние ОГ-Гк в сравнении с состоянием ОГ+Гк В частности, из рисунков видно, что в условиях ОГ-Гк глубокие и предтерминальные стадии гипоксии развиваются заметно раньше, чем при ОГ+Гк, как при «быстрой», так и при «медленной» скоростях нарастания процесса

Рис 10 Усредненные вызванные потенциалы соматосенсорной коры мозга кошки на фоне вещества 7tQ1104 (в/б, 50 мг/кг) при «медленной» скорости нарастания ОГ+Гк и ОГ-Гк А - исходное состояние Б - через 90 мин после введения вещества TiQ1104 В - на фоне гипоксии 1 - легкая стадия гипоксии, 2 - средняя стадия, 3 - глубокая стадия, 4 - предтерминальная стадия Стрелкой обозначен момент нанесения раздражения на лучевой нерв

Изучение электрической активности миокарда у кошек, находившихся в условиях ОГ+Гк и ОГ-Гк, позволило выявить ряд отличий в ответных реакциях миокарда на развитие кислородной недостаточности, зависящих от фактора скорости в процессе формирования гипоксии

Для обеих использованных в работе моделей острой экзогенной гипоксии в легкую стадию при «быстрой» скорости их нарастания наблюдали, как правило, повышение амплитуды зубцов и частоты следования ЭКГ-комплексов Согласно мнению большинства авторов, подобного рода реакции миокарда являются компенсаторными и направлены на восстановление изменений соотношений газов в крови [Faulkner, 1971, Дмитриева ИА, 1991, Радужкевич В Л, 2000, Зинчук В В , 2002, Орлов В H, 2004] Следует отметить, что при «медленной» скорости развития у кошек ОГ+Гк и ОГ-Гк фазы «активации» ЭКГ выявлено не было, что, по-видимому, могло быть связано с поэтапными адаптивными перестройками в организме, развивающимися параллельно формированию гипоксиче-ского статуса Тем не менее по мере усугубления состояний ОГ+Гк и ОГ-Гк частота ЭКГ- комплексов снижалась, амплитуда зубцов уменьшалась, наблюдалась аритмия, животное погибало

Профилактическое введение вещества nQ 1104 (в/б, 50 мг/кг) приводило к уменьшению амплитудно-временных характеристик ЭКГ Кардиодепрессивный эффект соединения, наблюдавшийся нами ранее в опытах на мышах, у кошек проявлялся в меньшей степени

В дальнейшем было установлено, что электрическая активность миокарда на фоне действия вещества nQ 1104 в условиях «быстрой» скорости нарастания ОГ+Гк и ОГ-Гк имела более стабильный характер в сравнении с «медленными» вариантами формирования указанных гипоксических состояний Было отмечено, что при «медленной» скорости нарастания ОГ+Гк частота ЭКГ-комплексов при переходе к последующим стадиям гипоксии изменялась постепенно в отличие от ОГ-Гк, при которой изменения происходили довольно быстро

Таким образом, результаты проведенной серии у кошек на фоне действия цинксодержащего вещества я<31104 позволили подтвердить и качественно оценить антигипоксическую активность указанного аминотиолового соединения в отношении наиболее чувствительных к дефициту Ог клеточно-тканевых структур (нервные клетки коры головного мозга, миокард) при различных скоростях формирования острых экзогенных гипоксических состояний

ВЫВОДЫ

1 Новые производные аминотиолов - вещества 71(3901 и л() 1104 в опытах на мышах продемонстрировали значимый антигипоксический эффект при всех изученных скоростях нарастания острой экзогенной гипоксии с гиперкапнией, острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии и острой экзогенной гипобарической гипоксии Антигипоксический эффект веществ яС)901 и 71(^1104 превышал действие веществ сравнения - амтизола и бемитила при равнозначных условиях экспериментов

2 Эффективность изученных производных аминотиолов (вещества тс<3901, 71(31104, амтизола и бемитила) в ходе формирования у мышей состояний острой экзогенной гипоксии с гиперкапнией и острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии уменьшалась по мере замедления скорости нарастания гипоксии, а по мере замедления скорости нарастания острой экзогенной гипобарической гипоксии - увеличивалась

3 Период «относительного благополучия» подопытных мышей по показателям электрической активности миокарда и параметрам внешнего дыхания по мере замедления скорости нарастания состояний острой экзогенной гипоксии с гиперкапнией, острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии на фоне действия изученных производных аминотиолов увеличивался и был максимальным при «средней» скорости нарастания острой экзогенной гипоксии с гиперкапнией и острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии

4 Профилактическое введение подопытным мышам изученных производных аминотиолов обеспечивало максимальный прирост продолжительности жизни при «быстрой» скорости нарастания острой экзогенной гипоксии с гиперкапнией и острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии

5 По показателям вызванных потенциалов у кошек установлено, что вещество 71(}1104 при острой экзогенной гипоксии с гиперкапнией и острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии существенно увеличивало продолжительность активного функционального состояния коры мозга независимо от скорости нарастания острой экзогенной гипоксии с гиперкапнией и острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии

6 После исчезновения корковых вызванных потенциалов у кошек на фоне действия вещества я(21104 при «быстрой» скорости нарастания состояний острой экзогенной гипоксии с -гиперкапнией и острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии продолжительность устойчивой электрической активности миокарда значительно превышала-соответствующий временной интервал в

условиях «медленной» скорости нарастания острой экзогенной гипоксии с гиперкапнией и острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Результаты позволяют рекомендовать новый антигипоксант аминотиолового ряда вещество kQ 1104 для дальнейшего изучения его протективных свойств при различных видах гипоксических состояний

По итогам работы разработан и внедрен оригинальный способ моделирования острой экзогенной гипоксии (Патент на изобретение), предложено и внедрено 5 рацпредложений

Результаты работы используются в научной работе и учебном процессе на кафедрах нормальной физиологии, фармакологии СГМА, на кафедре BMA им С М Кирова (СПб) при чтении лекций и проведении практических занятий

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Евсеев A.B., Сосин Д.В. К вопросу о возможном механизме протективного действия новых производных аминотиолов при острой экзогенной гипоксии // Вестн новых мед технол - 2007 - Т. 14, № 1. - С. 185-187.

2 Евсеев A.B., Евсеева М.А, Сосин Д.В. Устройство для моделирования острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии у мелких лабораторных животных // Заявка на изобр. №2005112394(014318) от 25 04.2005 Зарегистр. в гос. реестре изобр РФ №2291498 от 10 янв., 2007 г.

3. Евсеев А В , Сосин Д.В, Евсеева М А Комплексные соединения цинка и N-ацетил-Ь-цистеина при острой экзогенной гипоксии // Математическая морфология Электронный математический и медико-биологический журнал - 2006 - Т 5, Вып 4 - URL http //www smolensk m / user/sgma / MMORPH/N-12-html / evseev-2 / evseev htm Идентификационный номер 042060000/0011

4. Евсеев А В , Сосин Д.В., Евсеева М А Возможность экстренной профилактики острой гипоксии физиологически совместимыми антиоксидантами // Здравоохр Башкортостана - 2004 -№4 - С 81-83

5. Евсеев А В , Сосин Д.В , Евсеева М А , Яснецов С А Зависимость антигипокси-ческого действия амтизола, ацизола, мексидола и нового вещества irQ-901 от модели гипоксии // Актуальные проблемы современной неврологии Сб тр науч -практич конф , 2 апр , 2004 г - Смоленск Изд-во СГМА, 2004 - С 20-22

6. Евсеев А В , Сосин Д.В , Евсеева М А , Яснецов С А Эффективность антиги-поксантов в зависимости от вида гипоксии // Вестн Смоленской мед академ -Смоленск Изд-во СГМА, 2004 - №3 - С 21-24

7. Сосин Д.В , Евсеев А В , Евсеева М А , Яснецов С А Сравнительная эффективность комплексных соединений цинка (II) и N-аце гил-Ь-цистеина при различной скорости развития экзогенной острой гипоксии с гиперкапнией // Вестн Смоленской мед академ - Смоленск Изд-во СГМА, 2005 - №3 - С 12-16

8 Евсеев А В , Евсеева М А , Парфенов Э,А , Сосин Д.В, Яснецов С А , Ковалева Л А Защитное действие производных М-ацстил-Ь-цистеина при развитии экзоген-

ной гипоксии у кошек // Здравоохр Башкортостана Межрегион науч -практич конф Типовые патологические процессы - 2005 - № 7 - С 57-59

9. Евсеев А В , Правдивцев В А , Сосин Д.В , Евсеева М А , Ковалева Л А , Осипов Н М Изменение энергетического обмена у животных на фоне введения комплексных соединений цинка(П) и И-ацетилцистеина // Вестн Смоленской мед академ -Смоленск Изд-во СГМА, 2005 - № 1 - С 24-27

10. Сосин Д.В Сравнительная эффективность новых цинксодержащих биоантиок-сидантов при различной скорости развития острой экзогенной гипоксии // Вестник молодых ученых «Физиология и медицина» СПб, 2005 г - С 114

11. Сосин ДВ., Евсеев А В К вопросу о влиянии скорости развития острой экзогенной гипоксии на антигипоксический эффект комплексных соединений металлов и биоантиоксидантов // Гипоксия Механизмы, адаптация, коррекция Мат IV Рос конф , Москва, 12-14 окт , 2005 г - М Изд ГУ НИИ ОПП РАМН -2005 - С 104-105

12. Сосин Д.В , Евсеев А В , Яснецов С А Влияние новых комплексных соединений металлов и биоантиоксидантов на продолжительность жизни мышей в условиях острой экзогенной гипоксии с гиперкапнией // Науч тр VI Междунар науч -практич конф «Здоровье и образование в XXI веке» - М Изд РУДН -2005 - С 560

13. Евсеев А В , Сосин Д.В , Яснецов С А , Козлов, С Б , Евсеева МАК вопросу о механизмах антигипоксического действия нового производного аминотиолов // Вестн Смоленской мед академ - Смоленск Изд-во СГМА, 2006 - № 3 - С 38-40

14. Сосин Д В Сравнительная эффективность комплексных соединений цинка(И) М-ацетил-Ь-цистеина и бемитила в динамике развития острой гипоксии с гиперкапнией // Вестн Смоленской мед академ - Смоленск Изд-во СГМА, 2006 - № 3 -С 19-21

15. Сосин Д.В, Евсеев АВ, Евсеева МА Эффективность новых производных аминотиолов при различной скорости нарастания острой экзогенной гипоксии // Вестн Смоленской мед академ - Смоленск Изд-во СГМА, 2006 - № 3 - С 16-18 16-Сосии Д.В , Евсеев А В , Евсеева М А , Яснецов С А , Осипов Н М Влияние фактора скорости развития гипоксии на продолжительность жизни мышей в условиях острой экзогенной гипоксии // Вестн Смоленской мед академ -Смоленск Изд-во СГМА, 2006 - №3 - С 13-15

17. Правдивцев В А , Евсеев А В , Евсеева М А , Сосин Д.В., Яснецов С А , Осипов Н М Физиологически совместимые антиоксиданты как перспективные протекторы острых гипоксических состояний // Актуальные проблемы современной медицины сб науч тр - Смоленск СГМА, 2007 - С 330-341

18. Сосин Д.В Защитный эффект комплексного соединения цинка и ацетилцистеина при различной скорости нарастания острой экзогенной гипоксии в эксперименте // XX съезд физиол общ им И П Павлова, 4-8 июня 2007 г -Москва - М Изд дом «Русский врач», 2007 - С 520

19. Сосин Д.В Эффективность цинк содержащих ФСАО при различной скорости нарастания острой экзогенной гипоксии // Мат III съезда фарм России , СПб, 2327 сен, 2007 г-С 1960-1961

Список условных обозначений и сокращений

ВГТ вызванный потенциал

ОГ+Гб острая гипобарическая гипоксия

ОГ+Гк острая гипоксия с гиперкапнией

ОГ-Гк острая iипоксия без гиперкапнии

Подписано в печать 27 09 07 г Формат 60 х 84 1/16 Бумага офсетнай № 1 Печать офсетная Объем 1,5 п л Тираж 100 экз Заказ № 9271

Отпечатано ОАО «Смоленская городская типография», 214000, г Смоленск, уп Маршала Жукова, 16, тел 59-99-07, 38-28 65, 38-14 53

Актуальность проблемы

Повышение резистентности организма к гипоксии является одной из актуальных медицинских проблем. Высотные полёты, освоение океана, производственная или спортивная активность в горах требуют решения задач по выживанию человека в условиях изменённой газовой среды обитания [19, 30, 82, 117, 119, 121, 143].

В экстремальных ситуациях содержание Оi в доступном для дыхания воздухе может уменьшаться с различной скоростью. Быстрое нарастание кислородного дефицита требует проведения неотложных мероприятий по защите людей [21, 27J. Как правило, в этих случаях либо осуществляется эвакуация пострадавших, либо задействуются специальные технические устройства. При постепенном нарастании гипоксии в комплексе защитных мероприятий важное место отводится фармакотерапии, т. е. использованию различных лекарственных веществ - антигипоксантов, повышающих резистентность организма к недостатку кислорода [39, 75, 93, 134].

В ряде работ имеются указания на то, что выбор антигшюксанта, тактика ei о применения во многом зависят не только от вида формирующегося гипок-сического состояния, но и от скорости его нарастания [1].

Большинство исследователей разделяют точку зрения, согласно которой приоритет в разработке антигипоксантов принадлежит веществам метаболического типа действия. Подтверждением актуальности метаболической концепции терапии гипоксических состояний явились результаты, полученные в ходе изучения фармакологических свойств антигипоксантов, относящихся к производным аминотиолов, среди которых на сегодняшний день ведущее место занимают такие соединения, как амтизол и бемитил [59,146].

Однако, как показали многочисленные изыскания, протективное действие большинства антигипоксантов при быстро нарастающей гипоксии развивается относительно медленно и не всегда предопределяет желаемый уровень защиты организма [1, 22, 70, 80, 110, 136, 154, 206].

Перспективы для изыскания антигипоксических средств значительно расширились в связи с появлением повой группы химических веществ - комплексных соединений биометаллов с природными антиоксидантами, синтез которых был осуществлён на базе НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей ГУ Российского онкологического научного центра РАМН [110, 111]. Многие металлсодержащие антиоксиданты продемонстрировали широкий спектр действия и высокую эффективность при разнообразных патологических # состояниях, в том числе и при гипоксии [9, 51, 86, 87, 113, 152, 195]. В частности, было установлено, что комплексное соединение на основе цинка и Ы-ацетил-Ь-цистеина (вещество tiQI 104), относящееся к производным амино-тиолов, значительно повышало вероятность успешного переживания животными различных видов острых экзогенных гипоксических состояний [113, 152].

Авторами были отмечены общие закономерности в механизмах реализации антигипоксического действия указанного вещества и эталонного антигнпоксанта амтизола.

Основанием для выполнения настоящей работы послужила противоречивость сведений, обнаруженных в литературе, касающихся механизмов формирования экзогенных гипоксических состояний в зависимости от скорости их нарастания. Особый интерес был вызван отсутствием данных об эффективности антигипоксантов метаболического типа действия в случае их использования в качестве корректоров гипоксических состояний, развивающихся с разной скоростью. »

Цель исследования - изучить динамику изменений электрической активности миокарда, параметров внешнего дыхания, биоэлектрической активности коры головного мозга при различных скоростях нарастания острой экзогенной гипоксии и оценить протективные эффекты антигипоксантов — производных ами-нотиолов.

Основные задачи исследования:

1. Разработать адекватную модель острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии (ОГ-Гк)

2. Провести в опытах на мышах сравнительный анализ эффективности некоторых производных аминотиолов - веществ tcQ901, tcQI104, амтизола и бе-митила при различных скоростях нарастания острой экзогенной нормобариче-ской гипоксии с гиперкапнией (ОГ+Гк), острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии и острой экзогенной гипобарической гипоксии (ОГ+Гб).

3. Изучить динамику изменений электрической активности миокарда и параметров внешнего дыхания у мышей при различных скоростях нарастания острой экзогенной нормобарической гипоксии с гиперкапнией и острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии, а также на фоне действия наиболее активных производных аминотиолов.

4. Изучить динамику изменений электрической активности миокарда у кошек при различных скоростях нарастания острой экзогенной нормобарической гипоксии с гиперкапнией и острой экзогенной нормобарической гипоксии без

• « » гиперкапнии, а также на фоне действия наиболее активных производных аминотиолов.

5. Изучить динамику изменений биоэлектрической активности коры мозга у кошек при различных скоростях нарастания острой экзогенной нормобариче-ской гипоксии с гиперкапнией и острой экзогенной нормобарической гипоксии без гиперкапнии, а также на фоне действия наиболее активных производных аминотиолов.

Научная новизна исследования

В работе впервые изучено влияние новых (tcQ901, tcQI 104) и известных амтизол, бемитил) производных аминотиолов на мышей при различной скоро-. сти нарастания острой экзогенной нормобарической гипоксии с гиперкапнией, острой экзогенной нормобарнческой гипоксии без гиперкапнии, а также при различной скорости нарастания острой гипобарической гипоксии.

Получены и проанализированы новые данные о динамике изменений электрической активности миокарда, параметров внешнего дыхания мышей в условиях различной скорости нарастания острой экзогенной нормобарнческой гипоксии с гиперкапнией и острой экзогенной нормобарнческой гипоксии без гиперкапнии.

Выявлены особенности динамики протективного действия наиболее эффективных производных аминотиолов (вещество tcQI 104, амтизол) в зависимости от скорости нарастания изученных нормобарических видом острой экзогенной гипоксии.

Впервые в опытах на кошках проведен анализ антигипоксической активности вещества tcQI 104 по показателям вызванных потенциалов соматосенсорпой коры и изменениям электрической активности миокарда при различной скорости нарастания острой экзогенной нормобарнческой гипоксии с гиперкапнией и острой экзогенной нормобарнческой гипоксии без гиперкапнии.

Научно-практическое значение работы

Результаты исследований продемонстрировали высокую эффективность цииксодержащего производного аминотиолов - вещества rcQ1104 (Патент № 2265608 от 26.06.04) при различных скоростях нарастания экзогенных гипоксических состояний. Рекомендуется дальнейшее углублённое исследование i протективных эффектов указанного химического соединения на различных мо-v делях острых гипоксических состояний, а также поиск новых антигипоксиче-ских веществ среди цинксодержащих антиоксидантов.

11о итогам работы предложен и внедрён новый способ моделирования состояния острой экзогенной гипоксии у животных - «Устройство для моделирования острой экзогенной нормобарнческой гипоксии без гиперкапнии у мелких лабораторных животных» (Патент на изобретение № 2251158 от 27.04.05).

БРИЗом Смоленской государственной медицинской академии зарегистрированы 5 рационализаторских предложений.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Скорость нарастания гипоксии является фактором, предопределяющим резистентность животных к нормобарическим и гипобарическим гипоксическим состояниям.

2. Эффективность производных амипотиолов зависит от скорости нарастания нормобарических и гипобарических гипоксических состояний.

3. Новые производные аминотиолов - вещества rcQ901 и rcQl 104 в опытах на мышах оказывают более выраженный защитный эффект при всех скоростях нарастания экзогенных гипоксических состояний в сравнении с амтизолом и бемитилом.

4. 11овое производное аминотиолов - вещество rcQl 104 в опытах на кошках существенно увеличивает продолжительность активного функционального i состояния коры мозга независимо от скорости нарастания нормобарических гипоксических состояний.

Внедрение результатов работы в практику.

По итогам работы разработан и внедрен новый способ моделирования острой экзогенной гипоксии (патент на изобретение № 2291498 от 10.01.2007) и предложено 5 рационализаторских предложений, зарегистрированные БРИЗом Смоленской государственной медицинской академии:

1) Устройство для изготовления отводящих электродов. Рацпредложение № 1499 от 19.01.07.

2) Установка для выработки и регистрации актограмм избегательных оборонительных рефлексов у мелких лабораторных животных. Рацпредложение № 1507 от 19.01.07.

3) Биотехнический комплекс для регистрации электрокардиофафической кривой у мелких лабораторных животных. Рацпредложение № 1509 от 19.01.07.

4) Биотехнический комплекс для регистрации пневмобарограммы - кривой, отражающей процессы вдоха и выдоха у мелких лабораторных животных в особых условиях эксперимента. Рацпредложение № 1510 от 19.01.07.

5) Приспособление для моделирования состояния нормобарической гипоксии без гиперкапнии у животного. Рацпредложение № 1526 от 16.04.07.

Полученные результаты используются в научном и учебном процессе па кафедре нормальной физиологии и фармакологии Смоленской государственной медицинской академии, а также на кафедре фармакологии Санкт-Петербургской Воеипо-медицинской академии им. С. М. Кирова при чтении лекций и проведении практических занятий.

Диссертационная работа выполнена на кафедре нормальной физиологии

СГМА (заведующий - доктор медицинских наук, профессор В. А. Правдивцев). Номер государственной регистрации - 01200502631 (протокол № 12 ог 7 декабря 2004 г.). Исследования выполнялись в рамках договора о совместной научно-практической деятельности между НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей Российского онкологического научного центра им. II. II. Блохнпа РАМН и Смоленской государственной медицинской академией «Синтез и изучение фармакологической активности новых физиологически совместимых антиоксидантов».

Работа поддержана грантом РФФИ (№ 07-04-96437 от 30 мая 2007 г.).

Апробация диссертации.

Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены проблемной комиссией СГМА «Физиология и патология нервной системы» (2004, 2007); ежегодных итоговых заседаниях Смоленского отделения физиологического общества (2004-2007); 33 и 34-й конференциях молодых ученых СГМА (2005; 2006); Всероссийской конференции молодых исследователей

Физиология и медицина» (Санкт-Петербург, 2005); XI Международной кон1 ференции «Новые медицинские технологии и квантовая медицина» (Москва, 2005); IV Международной конференции «Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция» (Москва, 2005); Межрегиональной научно-практической конференции «Типовые патологические процессы» (Уфа, 2005); 6-й научно-практической конференции «Актуальные проблемы современной медицины» (Смоленск, 2007), XX Съезде физиологического общества им. И. П. Павлова (Москва, 2007).

Апробация диссертации состоялась 1 июня 2007 г. на совместном заседании кафедр нормальной физиологии, фармакологии, клинической фармакологии, оперативной и топографической хирургии, патологической физиологии, общей химии, общей гигиены Смоленской государственной медицинской академии.

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 19 печатных работ, из них 1 в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК. Зарегистрированы Патент на изобретение и 5 рационализаторских предложений.

Объем и структура диссертации.

Результаты работы используются в научном и учебном процессах на кафедрах нормальной физиологии, фармакологии СГМА, на кафедре фармакологии ВМА им. С. М. Кирова (СПб) при чтении лекций и проведении практических занятий.