Показатели кардиореспираторной системы крыс при действии бис(2-пиридил)-3-(1,2,4-триазолил) пропана

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

«Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского»

Показатели кардиореспираторной системы крыс при действии бис(2-пиридил)-3-(1,2,4-триазолил) пропана

Раваева М.Ю., Чуян Е.Н., Черетаев И.В.,

Придатко А.И., Шульгин В.Ф.

Аннотация

В статье представлены результаты изучения влияния бис(2-пиридил-1,2,4-триазолил-3)пропана в дозах 5, 50, 100, 150 и 200 мг/кг на показатели кардиореспираторной системы самцов и самок крыс. Эксперименты проведены на 84 крысах линии Вистар (42 cамца и 42 самки). Показано, что бис(2-пиридил-1,2,4-триазолил-3)пропан (БТП) в дозе 50 мг/кг оказывает наиболее выраженное влияние на процессы регуляции микроциркуляции, что проявлялось в увеличении активности всех факторов регуляции микроциркуляции. В этой дозе он проявляет гипотензивное, вазорелаксирующее и отрицательное хронотропное действие. В дозе 100 мг/кг БТП проявляет гипертензивный, вазоконстрикторный и положительный хронотропный эффекты. Вероятно, что наличие в молекуле БТП 1,2,4-триазолина является определяющим для появления кардио- и вазотропных свойств.

Ключевые слова: бис(2-пиридил-1,2,4-триазолил-3)пропан, кардиореспираторная система, крысы, артериальное давление, микроциркуляция.

Indicators of cardiorespiratory system of rats under the effect of bis (2-pyridyl) -3- (1,2,4-triazolyl) propane

Abstract

The article presents the results of the study of the effect of bis (2-pyridyl-1,2,4-triazolyl-3) propane in doses of 5, 50, 100, 150, and 200 mg/ kg on the cardiorespiratory system of male and female rats. The experiments were performed on 84 Wistar rats (42 males and 42 females). It was shown that bis (2-pyridyl-1,2,4-triazolyl-3) propane (BTP) at a dose of 50 mg/kg has the most pronounced effect on the regulation of microcirculation, which was manifested in the increase of the activity of all factors regulating microcirculation. At this dose, it exhibits a hypotensive, vaso-relaxing and negative chronotropic effect. At a dose of 100 mg/kg, BTP exhibits hypertensive, vaso-constrictive, and positive chronotropic effects. It is likely that the presence of 1,2,4-triazolyl in the BTP molecule is crucial for the emergence of cardio and vaso-tropic properties.

Keywords: bis (2-pyridyl-1,2,4-triazolyl-3) propane, cardiorespiratory system, rats, blood pressure, microcirculation.

Введение

Приоритетной задачей госполитики Российской Федерации в сфере развития фармакологической промышленности является проведение скрининга биологической эффективности и безопасности новых синтезированных химических соединений (кандидатов в лекарственные средства и БАДы). Основой создания фармацевтической разработки являются результаты исследования физико-химических и биологических свойств действующих веществ и готовых лекарственных средств.

Началом создания лекарственных средств является поиск биологически активного (действующего) вещества или смеси, комбинации веществ, предназначенных для использования в производстве, согласно его активным ингредиентам. В качестве тестируемых соединений могут выступать химические новосинтезированные соединения, у которых обнаружены и/или имеются желаемые свойства [1, С. 22-29]. Среди соединений с высокой биологической активностью и широким спектром фармакологической активности выделяются производные триазола. Так, на этапе поиска новых биологически активных молекул с применением логико-структурного подхода с помощью программы PASS выбран ряд триазолов, а в результате изучения 2 виртуальных структур производных 1,2,4-триазола сделан вывод, что базовым фарматофором является ядро 1,2,4-триазола [2, С. 58-69].

Действительно, в настоящее время в медицине триазолы находят широкое применение в качестве компонентов лекарственных препаратов для лечения грибковых инфекций (флуконазол, итраконазол, терконазол), вирусных инфекций (рибавирин, Магаунос), психических расстройств (тразодон, нефазодон, альпразолам, триазолам), рака груди (летрозол, анастрозол), заболеваний сердечно-сосудистой системы (тиотриазолин, кардиотрил). Известны производные триазолов, проявляющие антибактериальную, аналептическую, местноанестезирующую, анальгезирующую, противовоспалительную, жаропонижающую, антигипертензивную, гепатопротекторную, кардиопротекторную, антиоксидантную, антиагрегантную и другие виды активности [3, С. 2518-2528].

Широкий спектр биологического действия и разноплановый характер производных триазола привлекает внимание ученых для дальнейшего направленного синтеза и модификации структуры триазола и создания новых лекарственных препаратов. К таковым относится бис(2-пиридил)-3-(1,2,4-триазол)пропан (БТП) - новосинтезированное производное триазола, биологические свойства которого не известны.

Цель работы

Установить реакции кардиореспираторной системы на введение БТП в различных дозах.

Методы и принципы исследования

Исследование проводилось на базе ЦКП научным оборудованием «Экспериментальная физиология и биофизика» Таврической академии КФУ им. В.И. Вернадского.

Для эксперимента отбирали здоровых половозрелых самцов и самок лабораторных крыс массой 180-200 г линии Вистар («ФГУП «Питомник лабораторных животных «Рапполово»), прошедших карантин не менее 14 дней. Животных содержали в стандартных условиях вивария при температуре 18-22^оС на подстиле «Рехофикс МК 2000» (на основе початков кукурузы) с естественным 12-часовым свето-темновым циклом, свободным доступом к воде (ГОСТ 33215-2014 «Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила оборудования помещений и организации процедур») и полноценному гранулированному корму ГОСТ Р-50258-92.

Экспериментальные исследования проводились на 84 белых крысах (42 самца и 42 самки), характеризующихся средней двигательной активностью и низкой эмоциональностью в тесте «открытого поля» которые составляют большинство в популяции, и поэтому у них развивается наиболее типичная реакция на действие различных факторов [4, С. 277-296], в том числе и тестируемых химических соединений. После предварительного отбора животных разделили на 6 групп по 14 особей в каждой, 7 из которых самцы, 7 - самки.

Первая группа являлась биологическим контролем (К); вторая - шестая группы животных - экспериментальные (Э), получавшие БТП внутрибрюшинно (объем 0,2 мл) в концентрациях 5, 50, 100, 150 и 200 мг/кг (Э-5, Э-50, Э-100, Э-150, Э-200 соответственно). Животным контрольной группы одновременно вводили физиологический раствор (NaCl, 0,9%) того же объема.

Химическая чистота БТП составляла не менее 98,0 %. Биоскрининг БТП проводился через 1 час после его внутрибрюшинного введения в указанных концентрациях, поскольку в данный период времени достигается максимальная концентрация триазола в крови. После этого у животных всех групп регистрировали показатели кардиореспираторной системы: частоту сердечных сокращений (ЧСС), частоту дыхания (ЧД), систолическое (САД) и диастолическое артериальное давление (ДАД), а также показатели микроциркуляции (Мц).

Подробная методика регистрации параметров АД, ЧСС, ЧД и Мц подробно описана в работе [5, С. 6- 448], [6, С. 179-192].

Для статистической обработки были использованы данные трёх повторений эксперимента. Применялись непараметрические методы статистики, поскольку распределение значений переменных отличалось от нормального. Расчеты, статистическая обработка и графическое оформление полученных в работе данных по действия тестируемых соединений проводились с использованием программы MicrosoftExcel и программного пакета StatSoft\STATISTICA 8. Достоверность статистических различий между контрольной (внутрибрюшинное введение физиологического раствора) и экспериментальными группами с различными дозами введения БТП (5, 50, 100, 150 и 200 мг/кг) определяли с помощью критерия Манна-Уитни.

кардиореспираторный крыса

Основные результаты и обсуждение

В предварительных исследованиях острой токсичности на животных после однократного введения установлено, что БТП можно отнести к соединению 3 класса опасности - умеренно токсичным веществам, о чем свидетельствует LD12, которая составила 50 мг/кг (в этой дозе наблюдалась первая смертность животных), LD50 (доза, при которой погибало 50 % животных) - 250 мг/кг, а абсолютная летальная доза LD100 составила 400 мг/кг.

В диапазоне доз от 5 до 200 мг/кг БТП было отмечено изменение исследуемых параметров у животных (см. табл. 1 и рис. 1). Установлено, что при использовании дозы БТП 5 мг/кг наблюдалась тенденция к снижению исследуемых параметров относительно таковых в контроле. В дозе 50 мг/кг наблюдалось снижение САД и ДАД на 10,7% (р?0,05) и 12,1% (р?0,05) соответственно относительно контроля. При увеличении концентрации БТП до 100 и 150 мг/кг происходило достоверное повышение АД относительно значений в контроле. Так, в дозе 100 мг/кг показатели САД и ДАД повышались на 7,5 % (р?0,05) и 21,8% (р?0,05), а при 150 мг/кг - на 0,6 % и 10,2 % (р?0,05) соответственно по сравнению с таковым в контрольной группе животных. Также в дозе 200 мг/кг наблюдалось достоверное повышение АД. Показатели САД в данной дозе превысили контрольные на 5,1 % (р?0,05), а ДАД - на 14,4 % (р?0,05), соответственно.

БТП в дозе 50 мг/кг оказывает наиболее выраженное действие на процессы регуляции микроциркуляции, что проявлялось в увеличении активности всех факторов регуляции микроциркуляции. Поскольку Аэ синхронизированы с периодическим релизингом оксида азота (NO) эндотелием сосудов [7, С. 1-22], то повышение данного показателя свидетельствует об увеличении секреции NO эндотелием и, как следствие, развитии эндотелий-зависимой вазодилатации. Повышение амплитуд колебаний ЛДФ-граммы в нейрогенном диапазоне (Ан), которые связаны с симпатическими адренергическими влияниями на гладкие мышцы артериол и артериолярных участков артерио-венулярных анастомозов [7, С. 1-22] отражает снижение периферического сопротивления в данных областях микрорусла, следствием чего является улучшение нутритивного кровотока. Увеличение амплитуд миогенных ритмов (Ам) отражает снижение тонуса прекапиллярных сфинктеров и прекапиллярных метартериол [8, С. 31-55]. Поскольку известно, что ритмы данного диапазона обусловлены колебаниями концентрации Са²⁺ через мембраны мышечных клеток [9, С. 70-76], следовательно, повышение Ам свидетельствует о снижении тонуса прекапилляров вследствие развития Са²⁺-зависимой мышечной релаксации под влиянием исследуемых веществ.

Таблица 1 - Показатели кардиореспираторной системы у крыс при действии бис(2-пиридил)-3-(1,2,4-триазолил)пропана в разных концентрациях

Примечание: М - среднее арифметическое значение, М±m - ошибка среднего, р - уровень достоверности различий по критерию Манна-Уитни относительно контроля; САД - систолическое артериальное давление; ДАД - диастолическое артериальноне давление; ЧСС - частота сердечных сокращений; ЧД - частота дыхания; р?0,05 - достоверность отличий по сравнению с контролем

Рис. 1 - Показатели микроциркуляции при действии бис(2-пиридил)-3-(1,2,4-триазолил)пропана в разных концентрациях (в % относительно значений показателей в контрольной группе животных):

Примечание: * - p?0.05; ** - p?0.01 - достоверность отличий показателя по сравнению с контролем (принят за 100 % и отмечен горизонтальной линией)

БТП в дозе 50 мг/кг оказывает наиболее выраженное действие на процессы регуляции микроциркуляции, что проявлялось в увеличении активности всех факторов регуляции микроциркуляции. Поскольку Аэ синхронизированы с периодическим релизингом оксида азота (NO) эндотелием сосудов [7, С. 1-22], то повышение данного показателя свидетельствует об увеличении секреции NO эндотелием и дальнейшем развитии эндотелий-зависимой вазодилатации. Повышение амплитуд колебаний ЛДФ-граммы в нейрогенном диапазоне (Ан), которые связаны с симпатическими адренергическими влияниями на гладкие мышцы артериол и артериолярных участков артерио-венулярных анастомозов [7, С. 1-22] отражает снижение периферического сопротивления в данных областях микрорусла, приводящего к улучшению нутритивного кровотока. Рост амплитуды миогенных ритмов (Ам) происходит из-за снижения тонуса прекапиллярных сфинктеров и прекапиллярных метартериол [8, С. 31-55]. Поскольку известно, что ритмы данного диапазона обусловлены колебаниями концентрации Са²⁺ через мембраны мышечных клеток [9, С. 70-76]. В данном уместно говорить о том, что повышение Ам свидетельствует о снижении тонуса прекапилляров вследствие развития Са²⁺-зависимой мышечной релаксации под влиянием БТП.

Данные изменения микрогемодинамики проявились в увеличении интегрального показателя микроциркуляции ПМ, что указывает на увеличение перфузии крови.

Таким образом, введение животным БТП в дозе 50 мг/кг приводит к увеличению эндотелий-зависимой вазодилатации, снижению периферического сопротивления, увеличению притока крови в нутритивное микрососудистое русло, улучшению венулярного оттока. Повышение дозы до 100 и 200 мг/кг, наоборот, приводит к достоверному снижению перфузии тканей за счет повышения тонуса прекапилляров (в дозе 100 мг/кг) и уменьшения метаболической активности эндотелия и повышения активности симпатических адренергических вазомоторов.

БТП в дозе 50 мг/кг проявляет гипотензивное, вазорелаксирующее и отрицательное хронотропное действие. В дозе 100 мг/кг БТП, наоборот, проявляет гипертензивный, вазоконстрикторный и положительный хронотропный эффекты. Данные системные эффекты находят свое отражение на микроциркуляторном уровне: снижение АД сопровождается вазорелаксацией микрососудов, а повышение АД - вазоконстрикцией. Можно предположить, что одним из возможных механизмов действия и/или мишеней БТП являются сосуды микрорусла, изменение тонуса и, как следствие, их емкостных и резистивных свойств, определяет системное АД. Подобным действием обладает и фармацевтический препарат Тиотриазолин (морфолиний 3-метил-1,2,4-триазолин-5тиоацетат), для которого наряду с антиоксидантным и метаботропным эффектом показан эффект расширения коронарных сосудов и центральное влияние на активность нервных центров, регулирующих сосудистый тонус. Кроме того, показано, что Тиотриазолин снижает чувствительность миокарда к катехоламинам, предотвращает прогрессивное угнетение сократительной функции миокарда, улучшает метаболические процессы в миокарде, реологические свойства крови, нормализует сердечный ритм [10, С. 890-894].

Заключение

Обнаружено, что БТП в диапазоне доз от 5 до 200 мг/кг существенно изменяет показатели кардиореспираторной системы крыс:

1. В дозе 50 мг/кг он оказывает наиболее выраженное действие на процессы регуляции микроциркуляции, что проявлялось в увеличении активности всех факторов регуляции микроциркуляции. В данной дозе БТП приводит и к увеличению эндотелий-зависимой вазодилатации, снижению периферического сопротивления, увеличению притока крови в нутритивное микрососудистое русло, улучшению венулярного оттока.

2. Повышение дозы БТП до 100 и 200 мг/кг, наоборот, приводит к достоверному снижению перфузии тканей за счет повышения тонуса прекапилляров (в дозе 100 мг/кг) и уменьшения метаболической активности эндотелия и повышения активности симпатических адренергических вазомоторов.

3. БТП в дозе 50 мг/кг проявляет гипотензивное, вазорелаксирующее и отрицательное хронотропное действие. В дозе 100 мг/кг БТП, наоборот, проявляет гипертензивный, вазоконстрикторный и положительный хронотропный эффекты.

4. Вероятно, что наличие в молекуле БТП и Тиотриазолина 1,2,4-триазолина является определяющим для появления кардио- и вазотропных свойств, в частности, способности напрямую влиять на тонус как микро-, так и макрососудов, а также на сократительную функцию миокарда.

Список литературы / References

1. Almasirad A. Synthesis, analgesic and anti-inflammatory activities of new methyl-imidazolyl-1,3,4-oxadiazoles and 1,2,4-triazoles / A. Almasirad, Z. Mousavi, M. Tajik // Journal of Pharmaceutical Sciences. - 2014. - V. 22, No 22. - P. 22-29. doi: 10.1186/2008-2231-22-22

2. Георгиевский Г. В. Разработка комплекса физико-химических методик, обеспечивающих создание и контроль качества оригинальных отечественных препаратов, производных 1,2,4-триазола / Г. В. Георгиевский // Запорожский медицинский журнал. - 2011. - Т.13, № 1. - С. 58-69.

3. Sarigol D. Novel thiazolo[3,2-b]-1,2,4-triazoles derived from naproxen with analgesic/anti-inflammatory properties: Synthesis, biological evaluation and molecular modeling studies / D. Sarigol, A. Uzgoren-Baran, B. C. Tel [et al.]. // Bioorg. Med. Chem. - 2015. - V. 23, No 10. - P. 2518-2528. doi: 10.1016/j.bmc.2015.03.049

4. Thakur A. 1,2,4-Triazole Scafolds: Recent Advances and Pharmacological Applications / A. Thakur, P. S. Gupta, P. K. Shukla // Int. J. Curr. Res. Aca. Rev. - 2016. - V. 4, No 2. - P. 277-296. doi: 10.2174/18715249156661502091005335.

5. Чуян Е. Н. Физиологические механизмы биологических эффектов низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ / Е. Н. Чуян, Н. А. Темурьянц, О. Б. Московчук. - Симферополь: Эльиньо, 2003. - 448 с.

6. Чуян Е. Н. Показатели кардиореспираторной системы крыс при действии 1-гидроксиэтан-1,1-дифосфоновой кислоты / Е. Н. Чуян, М.Ю. Раваева, А. И. Придатко [и др.]. // Учёные записки Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского Биология. Химия. - 2019. - Т. 5 (71), № 1. - С. 179-192.

7. Козлов В. И. Метод лазерной допплеровской флоуметрии: пособие для врачей / В. И. Козлов, Э. С. Мач, Ф. Б. Литвин и др. - М., 2001. - 22 с.

8. Stefanovska A. Physics of the human cardiovascular system / A. Stefanovska, M. Bracic // Contemporary Physics. - 1999. - V. 40, № 1. - Р. 31-55. doi:10.1080/001075199181693

9. Крупаткин A. И. Пульсовые и дыхательные осцилляции кровотока в микроциркуляторном русле кожи / A. И. Крупаткин // Физиология человека. - 2008. - Т. 34, № 3. - С. 70-76.

10. Топчий Н. В. Возможности применения Тиотриазолина в качестве средства метаболической терапии / Н. В. Топчий, А. С. Топорков // Российский медеицинский журнал. - 2015. - № 15. - С. 890-894.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Almasirad A. Synthesis, analgesic and anti-inflammatory activities of new methyl-imidazolyl-1,3,4-oxadiazoles and 1,2,4-triazoles / A. Almasirad, Z. Mousavi, M. Tajik // Journal of Pharmaceutical Sciences. - 2014. - V. 22, No 22. - P. 22-29. doi: 10.1186/2008-2231-22-22

2. Georgievskij G. V. Razrabotka kompleksa fiziko-himicheskih metodik, obespechivayushchih sozdanie i kontrol' kachestva original'nyh otechestvennyh preparatov, proizvodnyh 1,2,4-triazola [Development of a complex of physical and chemical techniques to ensure the creation and quality control of original domestic drugs derived from 1,2,4-triazole] / G. V. Georgievskij // Zaporozhskij medicinskij zhurnal [Zaporozhye medical journal]. - 2011. - Vol.13, № 1. - P. 58-69. [in Russian].

3. Sarigol D. Novel thiazolo[3,2-b]-1,2,4-triazoles derived from naproxen with analgesic/anti-inflammatory properties: Synthesis, biological evaluation and molecular modeling studies / D. Sarigol, A. Uzgoren-Baran, B. C. // Bioorg. Med. Chem. - 2015. - V. 23, No 10. - P. 2518-2528. doi: 10.1016/j.bmc.2015.03.049

4. Thakur A. 1,2,4-Triazole Scafolds: Recent Advances and Pharmacological Applications / A. Thakur, P. S. Gupta, P. K. Shukla // Int. J. Curr. Res. Aca. Rev. - 2016. - V. 4, No 2. - P. 277-296. doi: 10.2174/1871524915666150209100533

5. Chuyan E. N. Fiziologicheskie mekhanizmy biologicheskih effektov nizkointensivnogo EMI KVCH [Physiological mechanisms of biological effects of low-intensity EMR EHF] / E. N. Chuyan, N. A. Temur'yanc, O. B. Moskovchuk. - Simferopol: El'in'o, 2003. - 448 p. [in Russian]

6. Chuyan E. N. Pokazateli kardiorespiratornoj sistemy krys pri dejstvii 1-gidroksietan-1,1-difosfonovoj kisloty [The indicators of the cardiorespiratory system of rats under the action of 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid] / E. N. Chuyan, M. Yu. Ravaeva, A. I. Pridatko. // Uchyonye zapiski Krymskogo federal'nogo universiteta imeni V. I. Vernadskogo Biologiya. Himiya. [Scientific notes of the Crimean Federal University named after V. I. Vernadsky. Biology. Chemistry] - 2019. - Vol. 5 (71), № 1. - P. 179-192. [in Russian]

7. Kozlov V. I. Metod lazernoj dopplerovskoj floumetrii: posobie dlya vrachej [Laser Doppler flowmetry method: a manual for doctors] / V. I. Kozlov, E. S. Mach, F. B. Litvin. - M., 2001. - 22 p. [in Russian]

8. Stefanovska A. Physics of the human cardiovascular system / A. Stefanovska, M. Bracic // Contemporary Physics. - 1999. - V. 40, № 1. - Р. 31-55. doi:10.1080/001075199181693

9. Krupatkin A. I. Pul'sovye i dyhatel'nye oscillyacii krovotoka v mikrocirkulyatornom rusle kozhi [Pulse and respiratory oscillations of blood flow in the microcirculatory bed of the skin] / A. I. Krupatkin // Fiziologiya cheloveka [Human Physiology]. - 2008. - V. 34, № 3. - P. 70-76. [in Russian]

10. Topchij N. V. Vozmozhnosti primeneniya Tiotriazolina v kachestve sredstva metabolicheskoj terapii [The possibility of using Thiotriazoline as a means of metabolic therapy] / N. V. Topchij, A. S. Toporkov // Rossijskij medeicinskij zhurnal. - 2015. - № 15. - P. 890-894. [in Russian]

Размещено на Allbest.ru