Синтез и изучение спектра психотропной активности 4-арил-2-бензоилметиленгидразоно-4-оксобутановых кислот
- Авторы: Пулина Н.А.1, Краснова А.И.1, Кузнецов А.С.1, Наугольных Е.А.1
-
Учреждения:
- Пермская государственная фармацевтическая академия
- Выпуск: Том 39, № 4 (2022)
- Страницы: 65-70
- Раздел: Клинические исследования
- Статья получена: 06.09.2022
- Статья одобрена: 06.09.2022
- Статья опубликована: 07.09.2022
- URL: https://permmedjournal.ru/PMJ/article/view/110801
- DOI: https://doi.org/10.17816/pmj39465-70
- ID: 110801
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Цель. Изучить психотропную активность 4-арил-2-бензоилметиленгидразоно-4-оксобутановых кислот, а также установить связь строения веществ с их биологическим действием.
Материалы и методы. Изучен спектр психотропной активности 4-арил-2-бензоилметиленгидразоно-4-оксобутановых кислот на экспериментальных животных с использованием тестов «Открытое поле», «Черно-белая камера», «Экстраполяционное избавление».
Результаты. Выявлены психофармакологические эффекты разной степени выраженности и направленности – у двух соединений отмечены анксиогенные свойства без ухудшения когнитивного потенциала, у одного вещества наблюдается тенденция к проявлению анксиолитической активности. Обнаружено влияние определенных радикалов в структуре веществ на изучаемые эффекты.
Выводы. Полученные закономерности связи строения оригинальных веществ с их психотропным действием могут быть использованы в дальнейшем целенаправленном синтезе и поиске новых отечественных фармацевтических субстанций с изучаемыми эффектами в ряду производных 2,4-диоксобутановых кислот.
Ключевые слова
Полный текст
Введение
Распространенность психических и неврологических нарушений неуклонно растет, и, согласно данным Всемирной организации здравоохранения, численность больных во всем мире уже превысила миллиард человек. Арсенал имеющихся лекарственных препаратов не удовлетворяет в полной мере современным требованиям при лечении психических и неврологических расстройств, что обусловлено их недостаточной эффективностью, развитием побочных эффектов, влияющих на качество жизни [1]. Учитывая коморбидность психических расстройств, разработка новых препаратов с поливалентным действием является актуальной. В проведенных ранее фармакологических исследованиях гидразонопроизводных 4-арил-2,4-диоксобутановых кислот выявлены соединения, проявляющие высокую биологическую активность при низкой острой токсичности, однако их психотропное действие ранее не изучалось [2–6].
Для расширения спектра фармакологических исследований и поиска высокоактивных отечественных субстанций представляет интерес изучение психотропной активности новых 4-арил-2-бензоилметиленгидразоно-4-оксобутановых кислот.
Цель исследования – изучить спектр психотропной активности 4-арил-2-бензоилметиленгидразоно-4-оксобутановых кислот и установить связь химического строения веществ с их биологическим действием.
Материалы и методы исследования
Объектами исследования явились синтезированные нами 4-арил-2-бензоилметиленгидразоно-4-оксобутановые кислоты (пять соединений). Температуру плавления (разложения) определяли на приборе ПТП-2 (Россия) по методу 1-й Государственной Фармакопеи Российской Федерации XIV издания [7]. ИК-спектры записаны на приборе ФСМ-1201 (Россия) в виде пасты в вазелиновом масле. Спектры ЯМР 1Н записаны на приборе Varian Mercury Plus (300 МГц), внутренний стандарт – ГМДС, растворитель ДМСО-d6.
Изучение влияния исследуемых веществ на центральную нервную систему осуществляли в психофармакологических тестах в стандартной модификации: тест «открытое поле», тест «Черно-белая камера», тест «Экстраполяционное избавление» [8]. Тест «Открытое поле» проводили на белых нелинейных крысах, которых помещали в центр круглой арены с полом, расчерченным на квадраты. В течение 3-минутной экспозиции регистрировали показатели активности животных: горизонтальную (количество пересеченных квадратов) и вертикальную (число подъемов на задние лапы – стоек) двигательную активность, количество исследованных отверстий, груминг (число касаний морды лапами, умывание), а также дефекацию (количество болюсов). Измерения проводили в тишине при обычном освещении. Для оценки тревожности и реакции на новизну обстановки экспериментальных животных помещали в «черно-белую камеру», которая представляет собой бокс, разделенный на два отсека: один ярко освещен светодиодной лампой (390 лк), второй остается затемненным. В ходе эксперимента крысу высаживали в светлое отделение хвостом к отверстию и в течение 3 мин регистрировали: латентный период (время, прошедшее от момента посадки животного на светлую сторону до первого перехода в темный отсек установки), время пребывания в светлом отсеке и количество переходов между отсеками. Тестирование в установке «Экстраполяционное избавление» заключалось в помещении крыс в экспериментальную установку, которая состоит из внутреннего цилиндра из прозрачного пластика, вмонтированного во внешнюю емкость (бак). Бак заполняют водой (t = 21–23 °С) так, чтобы цилиндр погружался в воду на 2 см. После помещения животных в установку наблюдали за их поведением в течение 2 мин, регистрируя латентный период подныривания под край цилиндра и долю животных, решивших экстраполяционную задачу (%). Во всех психофармакологических исследованиях изучаемые соединения, препарат сравнения пирацетам вводили внутрижелудочно за 60 мин до начала тестов в скрининговой дозе 50 мг/кг. Контрольной группе крыс вводилась вода очищенная.
Полученные экспериментальные данные статистически обрабатывали с использованием расширенного пакет-анализа Microsoft Excel 2010. Высчитывали среднее значение и его стандартную ошибку (M ± m). Полученные результаты проверяли на нормальность распределения с использованием критерия Шапиро – Уилка. Для оценки средних значений при нормальном распределении использовали t-критерий Стьюдента, при ненормальном распределении – непараметрический U-критерий Манна – Уитни. Гипотезу о существовании различий между выборками принимали при уровне р < 0,05.
Результаты и их обсуждение
Синтез изучаемых 4-арил-2-бензоилметиленгидразоно-4-оксобутановых кислот (1а-е), включая исходные производные, осуществляли по методикам, описанным в работах [5, 6]. Используемые химические методики просты по выполнению, легко воспроизводимы, соединения получены с высоким выходом. Структура веществ и их индивидуальность доказаны физико-химическими и инструментальными методами анализа [7].
Полученные соединения были подвергнуты фармакологическому скринингу на наличие психотропной активности (табл. 1, 2).
Таблица 1. Влияние исследуемых веществ на поведенческие реакции животных в тесте «Открытое поле»
Соединение | Количество обследованных полей | Количество вертикальных вставаний | Груминг | Количество исследованных отверстий | Дефекация (количество болюсов) |
1а | 23,8 ± 2,1 | 9,6 ± 1,7 | 5,6 ± 1,9 | 5,0 ± 1,4 | 2,4 ± 1,0 |
1b | 10,4 ± 1,8***1**2 | 1,2 ± 0,2 *1**2 | 4,4 ± 1,3 | 3,6 ± 1,4 | 0,4 ± 0,4 |
1c | 13,8 ± 1,1**1*2 | 4,2 ± 0,7 | 3,8 ± 1,6 *1 | 1,8 ± 1,0 | 2,4 ± 0,7*1 |
1d | 30,2 ± 3,2 | 3,8 ± 1,3 | 4,8 ± 1,2 | 3,8 ± 1,1 | 0,2 ± 0,2 |
1e | 25,4 ± 2,7 | 2,8 ± 1,1 | 8,8 ± 0,9 | 3,6 ± 1,4 | 0,8 ± 0,8 |
Интактный контроль | 35,0 ± 2,9 | 7,4 ± 2,2 | 8,4 ± 0,5 | 3,6 ± 0,5 | 0,2 ± 0,2 |
Пирацетам | 22,4 ± 2,1 | 6,2 ± 1,1 | 5,4 ± 1,6 | 2,2 ± 0,7 | 2,2 ± 0,8 |
П р и м е ч а н и е : * – p < 0,05, ** – p < 0,01, *** – p <0,001; 1 – по сравнению с интактной контрольной группой; 2 – по сравнению с пирацетамом.
Таблица 2. Влияние исследуемых веществ на поведенческие реакции животных в тестах «Черно-белая камера», «Экстраполяционное избавление»
Соединение | «Черно-белая камера» | «Экстраполяционное избавление» | |||
латентный период, с | время пребывания в светлом отсеке, с | количество переходов | латентный период подныривания, с | количество животных, решивших задачу, % | |
1а | 14,6 ± 4,6 | 56,0 ± 8,4*1 | 2,6 ± 0,5**1**2 | 26,8 ± 8,2 | 100 |
1b | 4,8 ± 1,2*1 | 16,8 ± 4,9 | 1,2 ± 0,5 | 14,8 ± 3,6*1 | 100 |
1c | 4,0 ± 0,8*1 | 8,8 ± 1,5*1 | 0,8 ± 1,6 | 10,6 ± 2,5*1 | 100 |
1d | 4,2 ± 0,6*1 | 6,6 ± 1,6*1 | 0,4 ± 0,2 | 9,2 ± 2,2**1 | 100 |
1e | 6,8 ± 2,4 | 30,4 ± 5,0 | 2,0 ± 0,6 | 8,6 ± 2,6**1 | 100 |
Интактный контроль | 13,6 ± 3,4 | 21,0 ± 4,6 | 0,4 ± 0,2 | 31,6 ± 5,9 | 100 |
Пирацетам | 8,0 ± 1,9 | 23,6 ± 4,3 | 0,4 ± 0,2 | 21,4 ± 3,5 | 100 |
П р и м е ч а н и е : * – p < 0,05, ** – p < 0,01, *** – p < 0,001; 1 – по сравнению с интактной контрольной группой; 2 – по сравнению с пирацетамом.
Установлено, что введение соединений 1b и 1c, содержащих в 4-м положении арильного радикала электронодонорную группу, сопровождалось достоверно значимым угнетением локомоторной активности животных, что характеризовалось уменьшением количества пресеченных квадратов и количества вертикальных вставаний. Полученные данные могут свидетельствовать о возможном проявлении седативных и / или анксиогенных свойств. Кроме того, при введении вещества 1с достоверно уменьшалось количество умываний крыс и повышался уровень дефекации, по сравнению с данными контрольной группы, что может указывать на увеличение эмоционального напряжения животных, проявление страха и беспокойства. Остальные исследуемые вещества не оказывали негативных изменений на поведенческие реакции: показатели локомоторной,
ориентировочно-исследовательской активности, эмоционального состояния (груминг, количество болюсов) оказались сопоставимы с данными интактного контроля и препарата сравнения пирацетама (см. табл. 1).
В тесте «черно-белая камера» при введении соединений 1b, 1c, 1d у животных сохранялось преобладание защитного поведения на уровне показателей интактного контроля, о чем свидетельствовал быстрый переход крыс в темный отсек и преимущественное нахождение в нем, а также минимальное число переходов из отсека в отсек (табл. 2). Для веществ 1b, 1c полученные данные согласуются с результатами теста «открытое поле» и могут расцениваться как анксиогенный эффект. Следует отметить, что у производного 1а, не имеющего заместителей в 4-м положении арильного радикала, было отмечено достоверное увеличение количества переходов и времени пребывания животных в светлом отсеке, что указывает на возможную способность указанного вещества подавлять чувство страха открытого пространства и оказывать некоторое анксиолитическое действие.
В тесте «Экстраполяционное избавление» (см. табл. 2) животные, получавшие производные 1b, 1c, 1d, достоверно быстрее решали задачу экстраполяционного избавления от аверсивной среды по сравнению с контрольной группой, что может свидетельствовать о ненарушенном когнитивном потенциале животных и быстром преодолении острой стресс-ситуации, несмотря на выявление в других тестах анксиогенных показателей. Для соединений 1a, 1e не выявлено статистически значимых различий с интактной контрольной группой и препаратом сравнения пирацетамом по показателю латентного периода подныривания.
В ходе изучения спектра психотропной активности полученных соединений выявлены психофармакологические эффекты разной степени выраженности и направленности. Отмечено, что введение в 4-е положение арильного радикала электронодонорной группы (соединения 1b, 1c) способствует проявлению анксиогенных (седативных) свойств у животных без ухудшения когнитивных функций. В случае отсутствия заместителей в арильном фрагменте (соединение 1а) отмечается проявление анксиолитических свойств без ухудшения когнитивного потенциала животных.
Выводы
- Таким образом, исследование психотропной активности 4-арил-2-бензоилметиленгидразоно-4-оксобутановых кислот позволило выявить соединение с потенциальными анксиолитическими свойствами. Установлено, что наличие в структуре электронодонорных заместителей в арильном радикале способствует утрате противотревожной активности и развитию анксиогенного эффекта.
- Результаты корреляции «структура – активность» могут быть использованы в дальнейшем синтезе производных 2,4-диоксобутановых кислот и поиске среди них новых отечественных фармацевтических субстанций психотропного действия.
Финансирование. Исследование выполнено при финансовой поддержке Пермского научно-образовательного центра «Рациональное недропользование», 2022 г.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Об авторах
Н. А. Пулина
Пермская государственная фармацевтическая академия
Автор, ответственный за переписку.
Email: pulina-nata@mail.ru
доктор фармацевтических наук, профессор, заведующая кафедрой фармацевтической технологии
Россия, ПермьА. И. Краснова
Пермская государственная фармацевтическая академия
Email: pulina-nata@mail.ru
кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры фармакологии
Россия, ПермьА. С. Кузнецов
Пермская государственная фармацевтическая академия
Email: pulina-nata@mail.ru
кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры общей и органической химии
Россия, ПермьЕ. А. Наугольных
Пермская государственная фармацевтическая академия
Email: pulina-nata@mail.ru
кандидат филологических наук, доцент кафедры иностранных языков
Россия, ПермьСписок литературы
- Stein D.J., He Y., Phillips A., Sahakian B.J., Williams J., Patel V. Global mental health and neuroscience: potential synergies. Lancet Psychiatry 2015; 2 (2): 178–85.
- Кузнецов А.С., Собин Ф.В., Кожухарь В.Ю., Пулина Н.А. Оценка перспективности поиска биологически активных соединений в ряду производных 4-R-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот. Глобальный научный потенциал 2013; 4: 8–11.
- Пулина Н.А., Кузнецов А.С., Краснова А.И., Новикова В.В. Синтез, антимикробная активность и влияние на поведенческие реакции N-замещенных гидразидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксобут-2-еновых кислот и их комплексных производных. Химико-фармацевтический журнал 2019; 53 (3): 30–34.
- Пулина Н.А., Кузнецов А.С., Чащина С.В. Изучение анальгетической и противовоспалительной активности гидразинопроизводных 2,4-диоксобутановых кислот. Пермский медицинский журнал 2020; 37 (4); 115–119.
- Пулина Н.А., Залесов В.В., Быстрицкая О.А., Рубцов А.Е., Кутковая Н.В. Синтез и биологическая активность замещенных 4-арил-2-метиленгидразино-4-оксобут-2-еновых кислот и их производных. Химико-фармацевтический журнал 2009; 43 (8): 17–20.
- Быков Р.А., Трапезникова Н.Н., Баландина С.Ю., Комарова О.А., Махмудов Р.Р., Пулина Н.А., Собин Ф.В., Рубцов А.Е. Синтез и биологическая активность амидов 4-арил-2-[(2-оксо-1,2-дифенилэтилиден)гидразинил]-4-оксобут-2-еновых кислот. Химико-фармацевтический журнал 2018; 52 (5): 33–36.
- Государственная фармакопея Российской Федерации Министерства здравоохранения Российской Федерации XIV изд. М. 2018; 1: 1814.
- Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая. Под ред. А. Н. Миронова. М.: Гриф и К 2013; 944.
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)