Изучение кардиопротекторных свойств и возможных механизмов действия структурных аналогов ГАМК (Гамма-аминомасляной кислоты) в условиях ишемии миокарда, длительного стресса, хронической алкогольной интоксикации. Создание лекарственных препаратов.
Аннотация к работе
Новизна исследования: Впервые проведен целенаправленный поиск веществ с кардиопротекторным действием среди 89 новых структурных аналогов ГАМК, в том числе и органических солей и композиций на основе фенибута, карфедона, мефебута, толибута и фепирона, позволивший выявить соединения с выраженной противоишемической активностью. Выполнено полное доклиническое исследование кардиопротекторных свойств соединений РГПУ-147 и РГПУ-195 при ишемическом, стрессорном и алкогольном поражении сердца и изучены возможные механизмы их действия, включающие: 1.тормозное действие на центральные симпатические структуры, 2.влияние на системные показатели кардио-и гемодинамики, коллатеральное кровообращение, микроциркуляцию и факторы, ее определяющие, 3.влияние на метаболизм миокарда: течение кислороддефицитных состояний, процессы ПОЛ, активность ферментов антиоксидантной системы, процессы дыхания и окислительного фосфорилирования. Среди солей и композиций со структурными аналогами ГАМК большими кардиопротекторными свойствами в условиях ишемии миокарда, длительного стресса и хронической алкогольной интоксикации обладает соединение РГПУ-147 (цитрат фенибута). Кардиопротекторная активность и возможные механизмы действия соединений РГПУ-147 и РГПУ-195 после длительного стрессорного воздействия сравнивались с фенибутом (50 мг/кг), после хронической алкогольной интоксикации - с пирацетамом (200 мг/кг) (Капитоненко Т.А., 1991) (ОАО «Органика», Россия), антиагрегантное действие - с ацетилсалициловой кислотой (концентрация 10-4; 10-5; 10-6 моль/л) и пентоксифиллином (Трентал, Авентис Фарма Лтд., Мумбай, Индия) (концентрация 10-3; 10-4; 10-5; 10-6 моль/л), прямое миотропное действие - с папаверином (ФГУП Мосхимфармпрепараты, Россия) (концентрация 10-5 моль/л), прямое кардиотропное действие - с изадрином (Sigma, Германия), допамином (Ферейн, Россия) и гистамином (концентрация 10-5 моль/л). В этой связи, было изучено противоишемическое действие соединения РГПУ-147 в условиях 7-ми дневного экспериментального инфаркта миокарда, вызванного перевязкой нисходящей ветви левой коронарной артерии, и выявлено, что соединение в дозе 50 мг/кг в/в существенно (на 51,6%) ограничивает зону некроза, тогда как препараты сравнения верапамил и обзидан в дозе 0,25 мг/кг - на 36,3 и 22,2%, соответственно (Рис.2)1.Среди исследованных 89 линейных и циклических производных ГАМК, замещенных по углероду, амино-и карбоксильной группе, полифункциональнозамещенных, а также среди солей и композиций, полученных на основе производных ГАМК выявлены вещества с выраженной противоишемической активностью - соединение РГПУ-147 (цитрат фенибута) : ЕД20 - 13,5 мг/кг, ЕД50 - 41 мг/кг, ЛД50-1750 мг/кг, ТИ - 128,7 и 42,6, соответственно, и соединение РГПУ-195, ЕД20-17,4 мг/кг, ЕД50 - 107 мг/кг, ЛД50-2300, ТИ - 131,7 и 21,4, соответственно, обладающие способностью улучшать ФСОИ миокарда при ОНВЛКА у животных 2.Соединение РГПУ-147 ограничивает размеры зоны некроза в условиях 7-ми дневного экспериментального инфаркта миокарда на 51,6%, тогда как препараты сравнения верапамил-на 36,3% и обзидан - на 22,2%, соответственно, и повышает инотропные резервы ишемизированного сердца животных. Морфофункциональная оценка состояния миокарда алкоголизированных и стрессированных животных показала, что соединение РГПУ-147, в большей степени, и соединение РГПУ-195 обладают кардиопротекторным действием: уменьшают степень дегенеративных изменений кардиомиоцитов и нарушения коронарного кровообращения, способствуют сохранению инотропных резервов сердца и повышению толерантности к физической нагрузке.
Вывод
1.Среди исследованных 89 линейных и циклических производных ГАМК, замещенных по углероду, амино- и карбоксильной группе, полифункциональнозамещенных, а также среди солей и композиций, полученных на основе производных ГАМК выявлены вещества с выраженной противоишемической активностью - соединение РГПУ-147 (цитрат фенибута) : ЕД20 - 13,5 мг/кг, ЕД50 - 41 мг/кг, ЛД50-1750 мг/кг, ТИ - 128,7 и 42,6, соответственно, и соединение РГПУ-195, ЕД20 -17,4 мг/кг, ЕД50 - 107 мг/кг, ЛД50- 2300, ТИ - 131,7 и 21,4, соответственно, обладающие способностью улучшать ФСОИ миокарда при ОНВЛКА у животных
2.Соединение РГПУ-147 ограничивает размеры зоны некроза в условиях 7-ми дневного экспериментального инфаркта миокарда на 51,6%, тогда как препараты сравнения верапамил- на 36,3% и обзидан - на 22,2%, соответственно, и повышает инотропные резервы ишемизированного сердца животных.
3. Морфофункциональная оценка состояния миокарда алкоголизированных и стрессированных животных показала, что соединение РГПУ-147, в большей степени, и соединение РГПУ-195 обладают кардиопротекторным действием: уменьшают степень дегенеративных изменений кардиомиоцитов и нарушения коронарного кровообращения, способствуют сохранению инотропных резервов сердца и повышению толерантности к физической нагрузке.
4. Соединение РГПУ-147 оказывает центральное симпатоингибирующее и антистрессорное действие, что, очевидно, обусловлено, в большей степени, активацией ГАМКА- и, в меньшей степени, ГАМКВ- рецепторов.
5.Гемодинамический механизм кардиопротекторного действия соединения РГПУ-147 заключается в способности стабилизировать основные показатели кардио- и гемодинамики при острой ишемии миокарда и 7-ми дневном экспериментальном инфаркте, повышать коллатеральный кровоток в очаге ишемии сердечной мышцы, улучшать микроциркуляцию.
6.Метаболический механизм кардиопротекторного действия соединения РГПУ-147 при ишемии миокарда включает в себя способность препарата ингибировать процессы перекисного окисления липидов, повышать уровень антиоксидантной защиты ишемизированного миокарда, предотвращать повреждающее действие ишемии на систему энергопродукции митохондрий.
7.Соединение РГПУ-147 имеет следующие фармакокинетические параметры: биологическая доступность (площадь под фармакокинетической кривой “концентрация - время” - AUC) - 89,94 мкг*час/мл, тканевая доступность (ft) - 0,671 мкг*час/мл, кажущийся коэффициент распределения (Kd) препарата между кровью и тканью - 1,005 мкг*час/мл, константа элиминации (Kel) - 0,375 час-1 , период полувыведения (Т1/2 ) - 1,849 час, среднее время удерживания (MRT) - 2,36 час, общий клиренс (Cl) - 0,373 л/(час*кг) (почечный - 0,047 л/час, внепочечный - 0,33 л/час).
8.При 6-ти месячном введении животным соединения РГПУ-147 в дозах 50 мг/кг (терапевтическая), 250 мг/кг (доза в 5 раз превышающая терапевтическую), 700 мг/кг (токсическая) кардиотоксическое действие не отмечено.
9.Результаты фармакологических исследований соединений под лабораторным шифром РГПУ-147 и РГПУ-195 позволяют рассматривать данные вещества в качестве основы для создания новых лекарственных препаратов с кардиопротекторным действием.
Список литературы
Монографии, обзоры, статьи
1. Кардиоваскулярные и кардиопротекторные свойства ГАМК и ее аналогов: монография/ И.Н.Тюренков, В.Н.Перфилова Волгоград: Изд-во ВОЛГМУ, 2008.- 204 с.: ил.
2. Кардиоваскулярные свойства нового циклического производного гамма-аминомасляной кислоты - соединения РГПУ-135/ И.Н.Тюренков, В.Н.Перфилова// Вестник Волгоградской медицинской академии. Волгоград. Т.55, №5. - 1999. - С.46-49.
3. Кардио- и церебропротекторное действие новых структурных аналогов ГАМК/ И.Н.Тюренков, В.Н.Перфилова, Л.Е.Бородкина, О.Ю.Гречко, В.В. Ковтун // Вестник Волгоградской медицинской академии. - 2000.- №6. - С. 52-56.
4. Кардиопротекторное действие фенибута и верапамила при раздельном и сочетанном применении/ В.Н.Перфилова, И.Н.Тюренков// Вестник Волгоградской медицинской академии.- 2001. - Т 57, №7. - С.54-57.
5.Роль ГАМК-ергической системы мозга в регуляции кровообращения/ И.Н. Тюренков, Перфилова В.Н.// Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2001. - №6. - С.68-72.
6.Рецепторы ГАМК и ее производные как потенциальные кардиоваскулярные средства// П.А. Галенко-Ярошевский, Н.Л. Шимановский, И.Н.Тюренков, В.Н.Перфилова // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2001. - С.6-13.
7. Антиаритмические свойства ГАМК и активаторов ГАМК-ергической системы/ И.Н.Тюренков, В.Н.Перфилова // Экспериментальная и клиническая фармакология.- 2002.- Т.65, №1.- С.77-80.
8.Сравнительное изучение системной и регионарной гемодинамики методами электромагнитной флуометрии и высокочастотной ультразвуковой допплерографии/ И.Н.Тюренков, В.Н.Перфилова// Методы исследования регионарного кровообращения и микроциркуляции в клинике. - 2004. - №3. -С.162-163.
9.Антиишемическое действие толильных производных гамма-аминомасляной кислоты/ В.Н.Перфилова, И.Н.Тюренков// Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. - 2005.- Т.1, №13. - С.30-33.
10. Противоаритмическое действие феруловой кислоты/ А.А.Дъяков, В.Н. Перфилова, И.Н.Тюренков// Вестник аритмологии. - 2005.- №39. - С.49 - 52.
11. Роль ГАМК-ергической системы в ограничении стрессорного повреждения миокарда/ В.Н.Перфилова, И.Н.Тюренков// Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. - 2005.- Т.4. вып.1. - С. 21-26.
12. Возможные механизмы антиангинального действия производных ГАМК/ В.Н.Перфилова, И.Н.Тюренков // Экспериментальная и клиническая фармакология. -2005.- .№5. - С.68-71.
13. Влияние соединения РГПУ-147 на микроциркуляцию в условиях хронической алкогольной интоксикации/ В.Н.Перфилова, И.Н.Тюренков, С.А. Лебедева, В.М.Берестовицкая, О.С.Васильева// Регионарноое кровообращение и микроциркуляция. - 2006. - №2(18). - С.78-81.
14. Кардиопротективное действие феруловой кислоты при стрессорном повреждении сердца/ В.Н.Перфилова, А.А.Дьяков, И.Н.Тюренков // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2005.- №5. - С.19-22.
15.Применение нагрузки объемом для оценки функциональных резервов сердца/ И.Н.Тюренков, В.Н.Перфилова// Экспериментальная и клиническая фармакология.- 2005. - №4. - С.60-63.
16.Влияние производных ГАМК на физическую выносливость и болевую чувствительность крыс при хронической алкогольной интоксикации/ В.Н. Перфилова, И.Н.Тюренков, С.А.Лебедева, В.М.Берестовицкая, О.С.Васильева // Пермский медицинский журнал.- 2006.- Т.23, №3.- С.99-102.
17. Изучение действия феруловой кислоты и фенибута при раздельном и сочетанном применении на сократительные свойства миокарда в условиях хронической алкогольной интоксикации/ В.Н.Перфилова, И.Н.Тюренков// Вестник Волгоградской медицинской академии. - 2006. - №2 (18). - С.55-58.
18. Кардиопротекторные свойства производных ГАМК в условиях острой алкогольной интоксикации/ В.Н.Перфилова, И.Н.Тюренков, В.М.Берестовицкая, О.С.Васильева // Экспериментальная и клиническая фармакология. -2006. -Т.69, №4.- С.23-27.
20.Влияние цитрокарда на функциональные резервы сердца в условиях хронического стрессорного воздействия/ В.Н.Перфилова, И.Н.Тюренков, С.А. Лебедева, Е.В.Волотова, В.М.Берестовицкая, О.С.Васильева// Бюллетень экспериментальной биологии и мед. - 2007.- Т.144, №.7.- С.24-29.
21.Влияние цитрокарда на функциональное состояние митохондрий кардиомиоцитов при хронической алкогольной интоксикации/ В.Н.Перфилова, О.В. Островский, В.Е.Веровский, Т.А.Попова, С.А.Лебедева, Х.Диб// Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. -2007. - Т.143, №3. - С.312-315.
22.Влияние фенибута, его солей и композиций с органическими кислотами на физическую работоспособность/ И.Н.Тюренков, Е.В.Волотова, В.Н. Перфилова// Вестник ВОЛГМУ. -2007.- №1(21). - С.61-64.
23.Изменения функционирования системы микроциркуляции под влиянием нового производного ГАМК -соединения РГПУ-147 при хроническом стрессорном воздействии/ В.Н.Перфилова, И.Н.Тюренков, С.А.Лебедева, В.М. Берестовицкая, О.С.Васильева// Регионарное кровообращение и микроциркуляция. - 2007. - №4.- С. 64-67.
24. Морфофункциональная оценка кардиопротекторного действия производных ГАМК в условиях хронической алкогольной интоксикации/ В.Н.Перфилова, И.Н.Тюренков, В.Б.Писарев, С.А.Лебедева, В.А.Толокольников, А.Н.Горячев// Бюл. ВНЦ РАМН и АВО. - 2008. - №1. - С.16-21.
Патенты: 25.Средство, обладающее антиишемической, гипотензивной, противоаритмической и ноотропной активностью. В.М.Берестовицкая, О.С.Васильева, Б.М.Новиков, Н.В.Усик, М.М.Зобачева, И.Н.Тюренков, В.Н.Перфилова, Л.Е.Бородкина. - Российский патент №2216322. - Государственный реестр изобретений РФ. - 2002.
26. Соли 4-амино-3-фенилбутановой кислоты и лекарственное средство, обладающее антиишемической, гипотензивной, противоаритмической и ноотропной активностью. В.М.Берестовицкая, О.С.Васильева, Б.М.Новиков, Н.В.Усик, М.М.Зобачева, И.Н.Тюренков, В.Н.Перфилова, Л.Е.Бородкина. - Российский патент №2220131. - Государственный реестр изобретений РФ. - 2002.
28. Cardiovascular effects of the new GABA-derivatives/ I.N.Tjurenkov, V.N. Perfilova// Abstracts book Fourth National Congress of Pharmacology «The challenges in the face of pharmacology on the verge of 21 st century». Sofia, 1997. - P. 187.
29. Effect of GABA on infarct size in cat in hypo- and hyperactive cat subfected to coronary artery occlusion and reperfusion/ T.I.Panchenco, V.N.Perfilova, I.N. Tjurenkov// Abstracts book 5 th International Congress on Amino Acids. Grecce, 1997.- P.134.
30.Hypotensive effect of new GABA derivatives/ I.N.Tjurenkov, V.N. Perfilova// Abstracts book 5 th International Congress on Amino Acids. Grecce, 1997. - P.142.
31.Effect of GABA on infarct size hypo- and hyperreaktivity cats with postischemic coronary occlusion and reperfusion/ T.I.Panchenco, V.N.Perfilova, I.N.Tjurenkov// Abstracts book International Symposium «Drug targets in hesrt and brain ischemia». Italy, 1997. - P.85.
32. Study of RGPU-135 action on the central mechanism of regulation of blood circulation/ I.N.Tjurenkov, V.N.Perfilova// Abstracts book XIIITH International Congress of Pharmacjljgy. Munchen. 26 - 31 Yuli.- 1998.- P.678.
33. Коррекция нарушений центральной кардио- и гемодинамики при острой ишемии миокарда новым производным ГАМК - соединением РГПУ-147/ И.Н.Тюренков, В.Н.Перфилова, И.Б.Исупов, О.Ю.Гречко// Тезисы Всероссийской научной конференции "Актуальные проблемы экспериментальной и клинической фармакологии". Санкт-Петербург, 1999. - С. 213.
34.Влияние некоторых производных ГАМК на очаг ишемии миокарда при окклюзии нисходящей ветви левой коронарной артерии/ О.Ю.Гречко, И.Н. Тюренков, В.Н.Перфилова, И.Б.Исупов, В.М.Берестовицкая, О.С.Васильева, Н.В.Усик// Тезисы Всероссийской научной конференции "Актуальные проблемы экспериментальной и клинической фармакологии". Санкт-Петербург, 1999.- С. 54.
35.Антиаритмическое и противофибрилляторное действие соединения РГПУ-147/ И.Н.Тюренков, В.Н.Перфилова, О.Ю.Гречко, И.Б.Исупов// Тезисы докладов VI Российского национального конгресса "Человек и лекарство" Москва, 1999. - С.71 - 72.
36.Биологическая активность b-фенилгомотаурина/ И.Н.Тюренков, В.Н.Перфилова// «Синтез, строение и химические превращения органических соединений азота: нитросоединений, аминов и аминокислот». Межвуз. сб. научных работ СПБ., 1999. - С.67-70.
37.Создание противоаритмических средств на основе соединений ГАМК-позитивного действия/ Тюренков И.Н., Перфилова В.Н., О.Ю.Гречко// Тезисы докладов VII Российского национального конгресса "Человек и лекарство" Москва, 2000. - С. 553.
38.Кардиотропное действие нового производного ГАМК при экспериментальной ишемии миокарда/ И.Н.Тюренков, В.Н.Перфилова// Материалы 55-й региональной конференции по фармации, фармакологии и подготовке кадров: сборник научных трудов. Пятигорск, 2000.- С.228-230.
39.Влияние новых производных карфедона на функциональное состояние очага ишемии миокарда/ И.Н.Тюренков, В.Н.Перфилова // Материалы 56-й региональной конференции по фармации, фармакологии и подготовке кадров: сборник научных трудов. Пятигорск. - 2001. - С.214.
40.Перфилова В.Н., Тюренков И.Н.Влияние фенибута на зону некроза при острой ишемии миокарда.// Тез. докл. VIII Российского национального конгресса «Человек и лекарство». Москва, 2001 г, с.629.
41.Антиангинальные свойства новых фенильных производных ГАМК/ И.Н.Тюренков, В.Н.Перфилова// Тез. докл. IX Российского национального конгресса «Человек и лекарство». Москва. - 2002. - С.710.
42.Кардиопротекторное действие феруловой кислоты в условиях экспериментальной ишемии миокарда/ А.А.Дьяков, И.Н.Тюренков, В.Н.Перфилова // Тез. докл. IX Российского национального конгресса «Человек и лекарство». Москва. - 2002. - С.143.
43. Поиск кардиопротекторных средств в ряду веществ с ГАМК-позитивным действием/ И.Н.Тюренков, В.Н.Перфилова// «Нейрофармакология в XXI веке»:матер. Всерос. научной конф. Санкт-Петербург. -2002. - С.460.
44.Кардиопротективное действие феруловой кислоты при стрессорном повреждении миокарда/ А.А.Дьяков, И.Н.Тюренков, В.Н.Перфилова// «Нейрофармакология в XXI веке»: матер. Всерос. научной конф. Санкт-Петербург. -2002. - С.392 - 393.
45.Кардиопротекторное действие нового производного фенибута при стрессорном повреждении миокарда/ И.Н.Тюренков, В.Н.Перфилова// Тез. докл. X Российского национального конгресса «Человек и лекарство». Москва.- 2003.- С.646.
46.Влияние структурного аналога ГАМК (РГПУ-147 ) на сократительную функцию миокарда животных, подвергшихся острому стрессу/ В.Н.Перфилова, А.Н.Моренко, Н.В.Кажанова// Научная конференция: Фундаментальные и прикладные проблемы медицины и биологии. Тунис. - 2005.- С.175. 47.Фармакологическая коррекция нарушений сократительной функции миокарда при острой алкогольной интоксикации с помощью нового структурного аналога ГАМК/ В.Н.Перфилова, Н.В.Кажанова, А.Н.Моренко// Фундаментальные и прикладные проблемы медицины и биологии. Тунис. - 2005. - С.121.
48.Противоаритмическое действие производных толибута/ В.Н.Перфилова, И.Н.Тюренков// Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: Сб. научн. тр. (Пятиг. гос. фаракадемия).-Вып. 60.-Пятигорск. - 2005.- С.320-322.
49.Защитное действие фенильных производных гамма-аминомасляной кислоты в условиях тотальной и региональной ишемии/ И.Н.Тюренков, Л.Е. Бородкина, В.Н.Перфилова, А.В.Воронков// Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: Сб. научн. тр. (Пятиг. гос. фаракадемия).-Вып. 60.-Пятигорск. - 2005. - С.429-431.
50.Изучение мембранопротекторного действия структурных аналогов ГАМК/ В.Н.Перфилова, С.А.Лебедева, Х.Диб// «Биологические основы индивидуальной чувствительности к психотропным средствам» 4-я Международная конференция, д/о «Подмосковье».- 2006.- С.59.
51. Изучение влияния производных ГАМК на резистентность мембран эритроцитов стрессированных животных к механическому воздействию/ В.Н. Перфилова, С.А.Лебедева, С.В.Рябцева, Е.В.Волотова// Труды международной научно-практической конференции, посвященной 70-ти летию кафедры фармакологии ДГМА. Под ред. проф. Ш.М.Омарова Дагестан, Махачкала. ИПЦ. ДГМА. - 2006.- С.223-236.
52. Метаболические и кардиогемодинамические механизмы антиангинального действия производных ГАМК/ В.Н.Перфилова// Фармакология - практическому здравоохранению: Матер. III Съезда фармакологов России. Санкт-Петербург, 23-27 сент. - 2007. - Т.7, спец.вып. (сент).- Ч.2.- С.1891.
53.Компьютерный прогноз и экспериментальная проверка антиангинальной активности молекулярных комплексов производных фенибута/ П.М.Васильев, В.Н.Перфилова, И.Н.Тюренков// Тез. докл. IX Российского Национального конгресса «Человек и лекарство» (М., 14-18 апр., 2008 г). - М., 2008. - С. 599.
54.Сравнительный фармакофорный анализ противоишемической активности известных лекарственных веществ и молекулярных комплексов производных ГАМК/ П.М.Васильев, В.Н.Перфилова, И.Н.Тюренков// Бюлл. Волгоградского научного центра РАМН. - 2008.- №3.- С.73 - 75.