Ранее нами были описаны психотропные свойства аналогов транквилизатора фосеназида, производного гидразидов фосфорилированных карбоновых кислот, в химической структуре которого фосфорильный и гидразидный фрагменты соединены посредством метиленовой группы – так называемого метиленового спейсера. Было показано, что соединения проявляют анксиолитическую, антидепрессивную активность и положительно влияют на процессы обучения и памяти [4,6].
Подробный анализ зависимости активности от химической структуры показал, что для проявления психотропного действия имеет значение замещения как в фосфорильном, так и гидразидном фрагментах [3,9]. Доказано, что соединения с незамещенной гидразидной группой проявляют наибольшую активность, а замещенные гидразиды, хотя и являются практически нетоксичными, не обладают психотропными свойствами. Психотропная активность соединений зависит от природы заместителей в фосфорильном фрагменте: замещение одного из фенильных радикалов при атоме фосфора у фосеназида на хлорэтоксильную группу повышает способность улучшать обучение и память, но в то же время ослабляет анксиолитические свойства [7,9]
В продолжение исследований были синтезированы два новых типа соединений, химические структуры которых различаются расстоянием между гидразидным и фосфорильным фрагментами: 1 – фосфорильный и гидразидный фрагменты связаны непосредственно между собой, без метиленового спейсера; 2 – между фосфорильным и гидразидным фрагментами присутствует дополнительный фениленовый спейсер.
Целью настоящего исследования явилось сравнительное изучение психотропной активности полученных соединений для определения целесообразности дальнейшей разработки потенциальных лекарственных средств в этом направлении.
Материалы и методы исследования
Объектами исследований явились соединения, синтезированные на кафедре органической химии ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет». В качестве препарата сравнения была использована субстанция фосеназида. Структурные формулы соединений и их ЛД50 при внутрибрюшинном введении белым мышам представлены в таблице 1.
Таблица 1
Структурные формулы новых аналогов фосеназида и их ЛД50 при внутрибрюшинном введении белым мышам
|
Cоединение |
Формула соединения |
ЛД 50 (мг/кг) |
|
4-(Диэтилфосфинилметил)бензолкарбоксгидразид (С-1) |
Et2P(O)CH2C6H4CONHNH2 |
2100+150 |
|
Диэтилфосфинилметангидразид (С-2) |
Et2P(O)CONHNH2 |
>10 000 |
|
4-(Дифенилфосфинилметил)бензолкарбокс-гидразид (С-3) |
Ph2P(O)CH2C6H4CONHNH2 |
>5000 |
|
Фосеназид |
Ph2P(O)CH2CONHNH2 |
350+35 |
С целью оптимизации экспериментальных исследований было проведено прогнозирование нейротропной активности новых аналогов с использованием компьютерной программы PASS online (Prediction of Activity Spectra for Substances) [4]. Результаты прогноза вероятной биологической активности представлены в виде списка видов активностей с расчетными оценками вероятности наличия (Ра) или отсутствия (Pi) от 0 до 1.
Эксперименты проведены на 356 белых беспородных мышах-самцах массой 18–22 г. До начала экспериментов все животные содержались в стандартных условиях вивария с естественным световым режимом на полнорационной сбалансированной диете (ГОСТ Р 50258-92) с соблюдением Международных рекомендаций Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях (1997), а также правил лабораторной практики при проведении доклинических исследований в РФ (ГОСТ З 51000.3-96 и 51000.4-96). Все исследования были одобрены комитетом по этической экспертизе.
Экспериментальные работы по исследованию спектра психотропной активности соединений были проведены согласно «Руководству по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ» [2].
Для изучения двигательной и исследовательской реакции животных использовали метод «открытое поле» [8,12] на установке «Открытое поле» (НПК Открытая Наука, Москва, Россия), анксиолитическую активность изучали на модели «конфликтная ситуация с водной депривацией» [11], антидепрессивную – на модели «поведенческое отчаяние» [10].
Мышечно-расслабляющее действие оценивали по времени удержания животных на вращающемся стержне.
Соединения вводили внутрибрюшинно за 30 мин до тестирования в дозах, составляющих 1/100 и 1/50 от ЛД50. Контрольным группам животных вводили соответствующие объемы физиологического раствора. В качестве препаратов сравнения использовали мелипрамин (7 мг/кг «Эгис», Венгрия), диазепам (2 мг/кг «Гедеон Рихтер», Венгрия) и фосеназид (0,3 и 3 мг/кг).
Результаты экспериментов обрабатывали статистически с вычислением t-критерия Стъюдента.
Результаты исследования
Как видно из таблицы 1, наименее токсичным является соединение С-2, у которого летальная доза не определялась при введении даже 10 000 мг/кг. Соединение С-3 является нерастворимым; максимальная доза, которую можно было ввести (5000 мг/кг), не вызвала гибели животных. Введение мышам соединения С-1 в токсических дозах вызывало сильное угнетение, атаксию, нарушение дыхания. Гибель животных наблюдалась в течение суток. При введении соединений С-2 и С-3 в дозах 10 000 мг/кг и 5000 мг/кг соответственно картина общего действия характеризовалась лишь умеренным угнетением.
Поскольку основным проявлением общего действия соединений явилось угнетение центральной нервной системы, было осуществлено компьютерное прогнозирование спектра их психотропной активности с использованием программы PASS. Компьютерный прогноз показал, что у соединений С-1 и С-2 вероятно (Ра >0,5) наличие анксиолитической активности, а у соединения С-2 также антидепрессивных и ноотропных свойств (табл. 2).
Таблица 2
Прогнозируемая психотропная активность соединений С-1 и С-2
|
Шифр соединения |
Ноотропная активность |
Антидепрессивная активность |
Анксиолитическая активность |
|||
|
Pa |
Pi |
Pa |
Pi |
Pa |
Pi |
|
|
С-1 С-2 |
0,476 0,534 |
0,150 0,056 |
0,330 0,577 |
0,016 0,022 |
0,564 0,541 |
0,023 0,062 |
Результаты исследования соединений на модели «открытое поле» представлены в таблице 3.
Таблица 3
Влияние исследуемых соединений в дозах, составляющих 1/100 и 1/50 от ЛД50, на двигательно-исследовательскую активность у мышей на модели «открытое поле»
|
Экспериментальные группы (n = количество мышей) |
Доза, мг/кг |
Число пересеченных линий за 3 мин, с |
Число заглядываний в отверстия за 3 мин
|
|
Контроль (n = 8) С-1 (n = 8) |
40 |
45+5 35+5 |
21+4 26+3 |
|
Контроль (n = 8) С-1 (n = 8) |
20 |
45+5 36+7 |
21+4 31+4* |
|
Контроль (n = 8) С-2 (n = 8) |
200 |
45+5 13+3* |
21+4 23+5 |
|
Контроль (n = 8) С-2 (n = 8) |
100 |
51+7 38+8 |
18+3 15+4 |
|
Контроль (n = 8) С-3 (n = 9) |
100 |
51+7 54+8 |
18+3 27+4* |
|
Контроль (n = 8) С-3 (n =8) |
50 |
51+7 41+7 |
18+3 28+5* |
|
Контроль Фосеназид |
6 |
51+7 52+9 |
18+3 17+5 |
* – разница достоверна при р< 0,05.
Как видно из таблицы, лишь соединение С-2 в дозе 200 мг/кг в значительной степени снижало двигательную активность мышей (на 77 % по сравнению с контролем), что свидетельствует об угнетающей составляющей в спектре его нейротропного действия.
Соединения С-1 и С-3 повышали исследовательскую активность животных, о чем свидетельствует увеличение количества заглядываний в отверстия и показывает целесообразность исследования ноотропных свойств этих соединений.
Фосеназид в эквитоксической дозе не изменял поведения животных в «открытом поле».
Учитывая, что наличие угнетающего действия характерно для транквилизаторов (анксиолитиков), нами были исследованы анксиолитические свойства соединения С-2 на модели «конфликтная ситуация». Результаты исследования представлены в таблице 4.
Таблица 4
Изучение соединения С-2, диазепама и фосеназида на модели «конфликтная ситуация»
|
Экспериментальные группы (n = количество мышей) |
Доза, мг/кг |
Количество взятий воды
|
|
Контроль (n = 8) Соединение С-2 (n = 8) |
200 |
4,1+0,5 6,8+1,0* |
|
Контроль (n = 8) Соединение С-2 (n = 8) |
100 |
4,1+0,5 5,8+0,8 |
|
Контроль (n = 9) Диазепам (n = 10) |
2 |
4,1+0,5 9,2+1,0*
|
|
Контроль (n = 10) Фосеназид (n = 10) |
6 |
4,1+0,5 4,8+1,0 |
* – разница достоверна при p<0,05.
Соединение С-2 в дозе 200 мг/кг, подобно эталонному транквилизатору диазепаму и в отличие от фосеназида, увеличивало количество подходов и взятий воды из поилки, что свидетельствует о наличии у него анксиолитической активности. Известно, что транквилизирующая активность фосеназида присутствует в спектре его действия в значительно более высоких дозах (1/5 - 1/10 от ЛД50) [1].
Все исследуемые соединения, как и фосеназид, не оказывали влияния на время удержания животных на вращающемся стержне в отличие от классического транквилизатора диазепама, обладающего выраженным мышечно-расслабляющим действием, уменьшавшим время удержания животных на вращающемся стержне на 45 % (р<0,05).
В связи с тем, что ранее был показано, что гидразиды фосфорилированных карбоновых кислот оказывают антидепрессивное действие, а также в соответствии с результатами компьютерного прогноза, была изучена антидепрессивная активность соединения С-2 на модели «поведенческое отчаяние». Результаты экспериментов представлены в таблице 5.
Таблица 5
Влияние соединения С-2, мелипрамина и фосеназида на длительность периодов замирания у мышей на модели «поведенческое отчаяние»
|
Экспериментальные группы (n = количество животных) |
Доза, мг/кг |
Время замирания М + m, % |
|
Контроль (n = 8) Соединение С-2 (n = 8) |
100 |
221+35 298+22 |
|
Контроль (n = 11) Мелипрамин (n = 8) |
7 |
221+35 139+26* |
|
Контроль (n = 9) Фосеназид (n = 10) |
6 |
221+35 254+39 |
* – при р<0,05 достоверные различия по отношению к контролю.
Как видно из таблицы 5, лишь эталонный антидепрессант мелипрамин уменьшал длительность периодов замирания. Соединение С-2 и фосеназид не влияли на этот показатель, что предполагает отсутствие антидепрессивной активности.
Таким образом, проведенные исследования показали, что аналоги фосеназида нового типа являются значительно менее токсичными веществами и проявляют психотропные свойства, характер которых зависит от химической структуры. Результаты экспериментов свидетельствуют о целесообразности проведения направленного синтеза и изучения психотропной активности в ряду новых аналогов фосеназида.
Выводы:
- Соединение С-2, в структуре которого фосфорильный и гидразидный фрагменты связаны непосредственно между собой, без метиленового спейсера, являются менее токсичными, чем соединения С-1 и С-3, у которых между гидразидным и фосфорильным фрагментами присутствует дополнительный фениленовый спейсер.
- Соединение С-2 оказывает угнетающее действие на центральную нервную систему и проявляет анксиолитические свойства; соединения С-1 и С-3 обладают стимулирующим действием.
- Целесообразен синтез и фармакологическое изучение психотропной активности новых аналогов фосеназида.