Гемопоэтическое действие каликсаренов

В настоящее время широко развивается новая междисциплинарная наука – супрамолекулярная химия, предметом изучения которой являются межмолекулярные связи, сформированные в результате ассоциации двух и более химических частиц. Огромный интерес ученых к исследованиям в этой области обусловлен, в том числе высокой эффективностью и селективностью полифункциональных рецепторных супрамолекулярных систем, и решением задач, связанных с обнаружением и определением заряженных и нейтральных субстратов, поиском нетоксичных средств доставки контрастных веществ и лекарственных препаратов при диагностике и терапии различных заболеваний и т.д.

Каликсарены (продукты конденса- ции фенолов и формальдегидов) имеют гидрофобную ароматическую полость и обладают возможностью модификации «верхнего» и «нижнего» ободов молекулы различными функциональными группами, что открывает широкие возможности использования этих соединений в качестве селективных комплексообразователей соединений-переносчиков. Каликсарены широко используются как «модели» для исследования более сложных биологических систем, таких как комплексы транспортных белков с ионами металлов, ферментативные системы и кофакторы ферментов. Управление распознаванием и связыванием биомолекул и ионов металлов является одним из важнейших направлений исследований в супрамолекулярной химии, которое предполагает создание принципи- ально новых подходов в материаловедении и биомедицине [5].

Сходство молекулы каликсарена с молекулой фосфолипида – полярная «голова», неполярный, гидрофобный «хвост» – позволяет предположить, что данное вещество может изменять проницаемость клеточных мембран, что соответственно приведет к изменению обменных процессов в клетке. В этой связи, изучение действия каликсаренов на отдельные клетки и в целом на живой организм является весьма актуальным.

Особенно быстро развивается в последние годы биохимия сульфонато-каликсаренов. Применение этих молекул может быть самым различным. Они обладают противовирусной, противотромбной активностью, могут блокировать ферменты и участвовать в комплексообразовании белков, нетоксичны. Их безопасная природа, насколько это известно на сегодняшний день, может открыть будущее для использования каликсаренов в производстве лекарственных средств [8].

Если влияние некоторых каликсаренов из этой группы на физиологическое состояние растительных клеток изучено рядом исследователей [1], то действие их на организм животного остается неизученным. С целью восполнения некоторого пробела в этой области изучали влияние сульфонаткаликсарена на гематологические показатели лабораторных животных.

Материал и методы исследований. В исследованиях использованы клинически здоровые кролики, живой массой около 2,5 кг, содержащиеся в соответствии с действующими правилами [4]. Формировали контрольную и три опытные группы, по 5 животных в каждой. В качестве испытуемого препарата использовали сульфонатный каликсарен (М.м. 816,86), синтезированный сотрудниками лаборатории химии каликсаренов института органической и физической химии им. А.Е. Арбузова. Препарат растворяли в дистиллированной воде, рН раствора доводили до 7,3. Кроликам первой опытной группы раствор сульфонатного каликсарена вводили подкожно в дозе 2 мг/кг, второй и третьей опытных групп – перорально, в дозах 2 и 3 мг/кг со- ответственно. Препарат вводили через каждые 7-8 дней. Кровь для исследования у животных брали до начала эксперимента и после каждого введения препарата.

Биохимические и гематологические исследования проб крови проводили в лабораториях ГБУ Республиканская ветеринарная лаборатория и ФГБОУ ВО Казанская ГАВМ.

Результаты исследований. За время проведения эксперимента общее состояние лабораторных животных во всех группах оставалось удовлетворительным, признаков заболевания и гибели животных отмечено не было. Достоверные изменения в живой массе у животных опытных и контрольной групп также не регистрировались. Известно, что по составу крови можно судить о многих процессах, протекающих в организме. Изменения крови не только определяют состояние животного, но и дают общее представление относительно приспосабливаемости к изменяющимся условиям среды. Картина крови позволяет наблюдать различные изменения, которые происходят во внутренней среде организма животных под влиянием кормления и содержания, и дает возможность оценить их функциональное состояние [7]. Учитывая, что кровь, в той или иной степени, отражает биохимические процессы, происходящие в организме, для определения характера действия препарата на организм проводили гематологические исследования проб крови животных во всех группах. Результаты исследований представлены в таблице 1. Данные представленные в таблице свидетельствуют о том, что изменения в морфологическом составе крови животных, как в опытных, так и контрольной группах происходили в пределах референсных значений. На фоне увеличения кратности введения препарата и сроков исследования, наблюдали некоторое возрастание всех показателей морфологического состава крови. Так, у кроликов в опытных группах, по сравнению с контрольной, к концу эксперимента наблюдалось увеличение количества тромбоцитов более чем в 2 раза. Наблюдалось также некоторое увеличение количества эритроцитов и лимфоцитов.

Таблица 1 – Гематологические показатели подопытных животных (n=3)

Показатель л в в §8 )В |=: 2 в Я О о> О |=: 2 В^ в #^ о о> а о к ь я^ О ^1 Ро i5 в я з S о 1 I 6,73± 0,12 5,26± 0,09 1,29± 0,06 0,35± 0,02 5,75± 0,13 111± 2,32 33,74± 0,97 370± 3,55 II 5,38± 0,13 3,73± 0,08 1,18± 0,05 0,39± 0,02 6,34± 0,14 120± 2,43 34,64± 0,96 274± 3,24 III 4,81± 0,09 3,14± 0,80 1,17± 0,05 0,49± 0,03 6,48± 0,14 125± 2,21 37,85± 1,12 260± 3,17 K 5,54± 0,12 3,81± 0,90 1,17± 0,06 0,42± 0,03 5,73± 0,12 98± 1,75 31,87± 0,93 257± 3,11 2 I 7,03± 0,14 6,64± 0,12 2,52± 0,08 0,40± 0,04 6,57± 0,13 99± 2,11 38,09± 0,92 496± 4,02 II 6,67± 0,12 5,48± 0,12 1,77± 0,07 0,35± 0,03 6,25± 0,14 93± 1,98 28,70± 0,78 537± 4,23 III 5,75± 0,11 4,86± 0,10 1,58± 0,07 0,36± 0,02 6,21± 0,14 98± 2,12 30,27± 0,89 487± 4,11 K 5,78± 0,11 4,84± 0,12 1,57± 0,06 0,29± 0,02 5,04± 0,12 92± 2,01 30,60± 0,83 323± 3,56 3 I 7,69± 0,13 6,17± 0,14 1,69± 0,06 0,40± 0,01 6,83± 0,15 114± 2,34 37,79± 1,02 769± 5,67 II 7,46± 0,13 6,12± 0,13 1,12± 0,05 0,36± 0,03 6,46± 0,15 96± 2,10 33,87± 1,01 737± 5,66 III 6,93± 0,12 6,06± 0,15 1,78± 0,08 0,46± 0,03 6,33± 0,12 95± 1,98 33,04± 0,97 751± 5,78 K 6,01± 0,12 4,33± 0,12 1,58± 0,06 0,39± 0,03 5,39± 0,12 85± 1,97 33,26± 0,95 370± 3,89 Референсные значения 3,5 9,5 1,6 10,6 0,050,5 1,0 9,4 5,0 7,5 100170 33 50 150900 р˂0,05; 1,2,3 – порядок после введения препарата; I, II, III – опытные группы; К – контроль

Наибольшие изменения в морфологическом составе крови лабораторных животных отмечалось при подкожном введении препарата и при пероральном введении в дозе 3 мг/кг.

Средние показатели лейкоцитов в крови кроликов опытных групп были выше контроля к концу эксперимента (от 0,8 до 1,8 тыс. в 1 мм3).

Средние показатели эритроцитов и гемоглобина у опытных групп были выше контроля в среднем на 20%. Общеизвестно, что увеличение количества эритроцитов и лимфоцитов служит показателем повышения иммунного статуса организма [2].

Заключение. Все клетки крови, то есть эритроциты и лейкоциты, а также тромбоциты вырастают из единых клеток предшественников. Это так называемые гемопоэтические стволовые клетки. Уже в самых ранних стадиях развития они подразделяются на клетки миелоидного ряда и лимфоидного ряда. Из стволовых клеток миелоидного ряда в дальнейшем развиваются эритроциты, тромбоциты, а также моноциты. Из стволовых клеток лимфоидного ряда образуются лимфоциты.

Тромбоциты принимают активное участие в защите организма от чужеродных агентов. Они обладают фагоцитарной активностью, содержат иммуноглобулины, в частности IgG. Природой им отведена роль источника многих биологически активных веществ, в том числе цитокинов, принимающих участие в регуляции различных физиологических функций.

В медицинской практике переливание тромбоцитов применяется при различных процедурах, таких как, аутологичная трансплантация кроветворных стволовых клеток (аутоТКСК), профилактика и коррекция кровотечений, плазмолифтинг суставов, а также при других патологиях [8]. Однако, переливание тромбоцитов ассоциировано с такими рисками для реципиента, как фебрильные и аллергические реакции, бактериальный сепсис, связанное с трансфузией острое повреждение легких [3]. Следовательно, разработка и применение препаратов, стимулирующих процесс гемопоэза в целом и, тромбоцитопоэз, в частности, заслуживает внимания и более конкретных исследований.

Резюме

Изучено действие сульфонатного каликсарена на процессы кроветворения в организме лабораторных животных. Показано, что при введении препарата у кроликов опытных групп к концу эксперимента увеличивается количество тромбоцитов более чем в 2 раза, отмечается также некоторое увеличение количества эритроцитов и лимфоцитов. Средние показатели лейкоцитов в крови кроликов опытных групп оставались в пределах физиологической нормы, но были выше контроля к концу эксперимента от 0,8 до 1,8 тыс. в 1 мм3. Средние показатели эритроцитов и гемоглобина у животных опытных групп были выше контроля в среднем на 20 %. Наибольшие изменения в морфологическом составе крови лабораторных животных наблюдается при подкожном введении препарата, а также при пероральном введении в дозе 3мг/кг. Доказано стимулирующее действие сульфонатного каликсарена на процессы гемопоэза.