Studying of analgesic and anti-inflammatory activity of 2,4-dioxobutanoic acid hydrazine derivatives

Full Text

Введение

Поиск оригинальных эффективных лекарственных средств с комплексным биологическим действием и минимальными побочными реакциями на основе новых органических соединений является актуальной проблемой. Ранее нами опробован оптимальный метод синтеза новых биологически активных соединений, имеющих гидразонофункцию при совмещении реакций Штаудингера и диаза-Виттига, где в качестве химической матрицы использовались 4-(гет)арил-2,4-диоксобутановые кислоты [1]. Как известно, N-замещенные гидразиды 4-оксобут-2-еновых кислот, имеющие различные фармакофоры, в том числе адамантил, проявляют высокое биологическое действие при низкой острой токсичности [2, 3]. Для повышения биологической доступности и расширения спектра фармакологических испытаний нами впервые предложен способ получения водорастворимых 4-(гет)арил-2-{2-[2-(адамантан-1-ил)-2-оксоэтилиден]гидразинил}-4-оксобут-2-еноатов натрия, обладающих высокой гемостатической и противомикробной активностью [4, 5]. Однако анальгетическая и противовоспалительная активность данных соединений ранее не изучалась. В продолжение исследований представляет интерес изучить у них эти виды биологического действия, выявить вещества-лидеры для дальнейшего исследования, а также определить возможные зависимости фармакологических эффектов от структуры соединений.

Цель исследования – изучить анальгетическую и противовоспалительную активность водорастворимых гидразинопроизводных 2,4-диоксобутановых кислот, а также установить связь строения веществ с их биологическим действием.

Материалы и методы исследования

Объектами исследования являлись синтезированные нами водорастворимые 4-(гет)арил-2-{2-[2-(адамантан-1-ил)-2-оксоэтилиден]гидразинил}-4-оксобут-2-еноаты натрия (шесть соединений). Температуру плавления (разложения) определяли на приборе ПТП-2 (Россия) по методу 1 Государственной Фармакопеи Российской Федерации XIV издания [6]. 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.

Анальгетическую активность определяли на белых нелинейных мышах обоего пола массой 18–28 г по тесту горячей пластины [7]. Животных помещали на разогретую до 54 °С металлическую поверхность, окруженную цилиндром. Регистрировали время с момента помещения на горячую поверхность до появления поведенческого ответа на ноцицептивную стимуляцию (облизывание задних лап, прыжки, отдергивание задней лапы). Критерием анальгетического эффекта считали достоверное увеличение латентного периода реакции после введения вещества по сравнению с контрольными данными. Исследуемые соединения вводили внутрибрюшинно в дозе 50 мг/кг в 1 % растворе крахмала за 30 мин до проведения теста. Животным контрольной группы внутрибрюшинно вводили 1 % раствор крахмала в эквиобъемном количестве. В качестве препарата сравнения использовали нимесулид в дозе 50 мг/кг, вводимый аналогично. В контрольные и опытные группы было включено по 6 мышей.

Противовоспалительную активность (ПВА) полученных соединений изучали на модели острой воспалительной реакции, вызванной субплантарным введением 0,1 мл 1 % водного раствора каррагенина в заднюю лапу белых нелинейных крыс [7]. В каждую экспериментальную группу было включено по 6 животных массой 150–340 г. Исследуемые вещества в дозе 50 мг/кг вводили внутрижелудочно через атравматичный металлический зонд в виде взвеси в 1 % крахмальном растворе за час до введения флогогенного агента. Животным контрольной группы внутрижелудочно вводили эквиобъемное количество 1 % раствора крахмала. Изменение объема стопы регистрировали онкометрически через 1, 3 и 5 ч после индукции воспаления. Выраженность воспалительной реакции в динамике оценивали по увеличению объема в процентах по отношению к исходной величине. Препаратом сравнения служил нимесулид в дозе 50 мг/кг, вводимый аналогично.

Содержание животных и порядок проведения экспериментов соответствовали правилам надлежащей лабораторной практики (GLP) и требованиям этических стандартов [8].

Статистическую обработку данных проводили с использованием t-критерия Стьюдента. За пороговый уровень значимости принимали величину p < 0,05.

Результаты и их обсуждение

Синтез изучаемых 4-(гет)арил-2-{2-[2-(адамантан-1-ил)-2-оксоэтилиден]гидразинил} -4-оксобут-2-еноатов натрия (1 a-f), включая исходные производные, осуществляли по методикам, описанным в работах [1, 5]. Используемые способы просты по выполнению, легко воспроизводимы, соединения получены с высоким выходом. Их структура и индивидуальность доказаны физико-химическими и инструментальными методами анализа [6].

Соединения 1a–f были подвергнуты фармакологическому скринингу на наличие анальгетической и противовоспалительной активности (таблица). Установлено, что все вещества проявляют анальгетическую активность, достоверно увеличивая время оборонительного рефлекса по сравнению с контролем. Четыре соединения (1a–d) по проявляемому эффекту сопоставимы с препаратом сравнения. Отмечено, что введение в 4-е положение арильного радикала метильной группы (соединение 1c), а также замена арильного фрагмента на тиенильный (соединение 1d) способствуют усилению анальгетической активности.

В ходе определения противовоспалительной активности выявлено, что все соединения проявляют изучаемое действие с различной степенью выраженности. Наименее активно на пике воспаления соединение 1b. Обнаружено, что наиболее активно производное 1а, достоверно превосходящее нимесулид на один и 3 ч эксперимента. К 5 ч эксперимента максимальное торможение отека достигается в случае введения веществ 1c и 1e, достоверно превосходящее соответствующее значение препарата сравнения. Отмечена тенденция усиления торможения отека при переходе от 3 к 5 ч эксперимента у соединений 1b–e. Обнаружено, что наличие электронодонорных заместителей в 4-м положении арильного фрагмента или замена на тиенильный тетероцикл приводят к усилению эффекта (1c, 1d). Установлено, что наличие в 4-м положении 2,4-диоксобутановой кислоты фенильного радикала у производного 1a способствует максимальному проявлению противовоспалительного действия.

По результатам биологических испытаний выявлены два соединения (1c, 1d), обладающие сочетанием высокой анальгетической и выраженной противовоспалительной активности, что свидетельствует о перспективности их дальнейшего изучения.

 

Анальгетическая и противовоспалительная активность соединений 1a–f

Соединение	Латентный период оборонительного рефлекса, с	Торможение каррагенинового отека, %
		1 ч	3 ч	5 ч
1 a	19,67 ± 1,52*	51,63 ± 3,21**	45,27 ± 3,56**	40,68 ± 2,14
1 b	17,67 ± 1,48*	19,75 ± 2,82**	20,65 ± 3,16**	29,11 ± 4,82
1 c	22,00 ± 1,55*	23,17 ± 3,93**	33,23 ± 3,09	48,84 ± 4,13**
1 d	22,00 ± 1,29*	37,92 ± 2,90	31,20 ± 1,09**	35,38 ±4,27
1 e	15,33 ± 0,80*	23,40 ± 2,16**	30,53 ± 2,44**	46,09 ± 3,19**
1 f	16,33 ± 1,11*	21,14 ± 5,16**	35,66 ± 3,14	23,19 ± 4,15**
Нимесулид	20,00 ± 2,16*	32,63 ± 3,28	39,23 ± 2,85	36,25 ± 3,92
Контроль	12,71 ± 0,92	–	–	–

Примечание: * – p < 0,05 по отношению к контролю; ** – p < 0,05 по отношению к препарату сравнения.

 

Выводы

Таким образом, исследование анальгетической и противовоспалительной активности водорастворимых гидразинопроизводных 2,4-диоксобутановых кислот позволило выявить высокоактивные соединения с изучаемыми эффектами на уровне или превосходящими действие нимесулида. Выявлено, что увеличению активности способствует наличие в структуре электронодонорных заместителей в арильном радикале или его замена на тиенильный фрагмент. Полученные закономерности строения оригинальных веществ с их биологическим действием могут быть использованы в дальнейшем синтезе и поиске новых отечественных фармацевтических субстанций с изучаемыми эффектами.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

About the authors

Natalia A. Pulina

Perm State Pharmaceutical Academy

Email: pulina-nata@mail.ru

Doctor of Pharmaceutical Sciences, Professor, Head of Department of Pharmaceutical Technology

Russian Federation, Polevaya st. 2, Perm, 614990

Aleksander S. Kuznecov

Perm State Pharmaceutical Academy

Author for correspondence.
Email: alexanderiv.88@mail.ru

Candidate of Pharmaceutical Sciences, Associate Professor, Department of General and Organic Chemistry

Russian Federation, Polevaya st. 2, Perm, 614990

Svetlana V. Chashchina

Perm State Pharmaceutical Academy

Email: physiology@list.ru

Candidate of Biological Sciences, Associate Professor, Department of Physiology

Russian Federation, Polevaya st. 2, Perm, 614990

References

Supplementary files