Влияние клатратного комплекса 3-(2 -фенилэтил)-2-тиоксо-1,3 тиазолидин-4-она с бетадексом на ан-тиоксидантный статус и на становление естественной резистентности организма кроликов
Автор: Земляной Р.А., Еримбетов К.Т., Гончарова А.Я., Софронова О.В., Изместьева О.С., Дзиковская Л.А.
Статья в выпуске: 3 т.243, 2020 года.
Бесплатный доступ
Клатратный комплекс 3-(2-фенилэтил)-2-тиоксо-1,3 тиазолидин-4-она с бетадексом был впервые получен твёрдофазным методом синтеза на шаровой планетарной мельнице и имеет кристаллическую форму в виде наночастиц со средним размером частиц 40,5 нм. Изучено влияние разработанного клатратного комплекса в дозах 10 и 20 мг/кг массы тела на антиоксидантный статус и резистентность организма кроликов породы Советская Шиншилла. Установлено, что введение кроликам клатратного комплекса производного роданина с бетадексом обеспечивает повышение ферментативного звена антиоксидантной системы, резистентности организма кроликов, при этом не влияет на содержание малонового диальдегида (МДА) в плазме крови, соответственно и на перекисное окисление липидов.
Соединение 3-(2-фенилэтил)-2-тиоксо-1, 3 тиазолидин-4-он, кролики, советская шиншилла, клатратный комплекс, бетадекс, супероксиддисмутаза, каталаза, малоновый диальдегид
Короткий адрес: https://sciup.org/142226042
IDR: 142226042 | DOI: 10.31588/2413-4201-1883-243-3-92-96
Текст научной статьи Влияние клатратного комплекса 3-(2 -фенилэтил)-2-тиоксо-1,3 тиазолидин-4-она с бетадексом на ан-тиоксидантный статус и на становление естественной резистентности организма кроликов
В настоящее время весьма перспективным является класс соединений, относящийся к роданинам, на основе которых можно разработать средства медицинского и ветеринарного применения. Соединения роданинового ряда – это органические молекулы, содержащие остатки 4-оксо-2-тиоксо-1,3-тиазолидина [12]. Имеются сведения, что роданины проявляют широкий спектр физиологических эффектов и в связи с этим они являются теми соединениями, на основе которых следует разрабатывать как лекарственные средства, так и биологически активные добавки к кормам. Одним из фармакологически активных соединений из вышеупомянутого класса является 3-(2-фенилэтил)-2-тиоксо-1,3 тиазолидин-4. По данным литературы установлено его ингибирующее действие в отношении фермента киназы гликогенсин-тазы 3β (GSK3β). Для производного роданина 3-(2-фенилэтил)-2-тиоксо-1,3 тиазо-лидин-4-она ингибирующая активность, выраженная в виде IC50, составляет 35 мкМ [9, 10]. GSK3β участвует в регуляции примерно 50 белков и локализован, как в цитозоле, так и внутри ядра. GSK3β играет ключевую роль в регуляции усвоения глюкозы и ее конверсии в гликоген, усиления синтеза мышечного белка, увеличения пула рецепторов стероидных гормонов, готовых к активации агонистами, следовательно, возможно получение анаболического эффекта при применении 3-(2-фенилэтил)-2-тиоксо-1,3 тиазолидин-4-она [2, 3, 6, 7, 8].
На сегодняшний день 3-(2-фенилэтил)-2-тиоксо-1,3 тиазолидин-4-он относится к малоисследованным молекулам, а по физико-химическим свойствам -к нерастворимым в водной среде соединениям. В связи с этим актуальным является создание на основе данного соединения клатратного комплекса с бетадексом, позволяющего повысить показатели растворимости и конечном счете биодоступности, и исследовать его антиоксидантные и другие свойства.
Целью исследований являлось изучение влияния нового клатрартного комплекса 3-(2-фенилэтил)-2-тиоксо-1,3 тиа-золидин-4-она с бетадексом на антиоксидантный статус и на становление ествест-венной сопротивляемости организма кроликов.
Материал и методы исследований. Клатратный комплекс 3-(2-фенилэтил)-2-тиоксо-1,3 тиазолидин-4-она с бетадексом был синтезирован твёрдофазным методом получения на мельнице Активатор 2S. Размеры полученных частиц измеряли на приборе Zetasizer Nano ZS. Анализизировали наработанные клатратные комплексы 3-(2-фенилэтил)-2-тиоксо-1,3 тиазолидин-4-она с бетадексом при их разных соотношениях методами спектроскопий в УФ диапазоне.
Эксперимент по изучению влияния клатратного комплекса 3-(2-фенилэтил)-2-тиоксо-1,3 тиазолидин-4-она с бетадексом на антиоксидантный статус и становление естественной резистентности животных был проведен на 18 кроликах породы cо-ветская iиншилла в период 6-18 недельного возраста. В начале эксперимента сформировали 3 группы по 6 кроликов в каждой. Кроликам 1 группы (контроль) вводили суспензию бетадекса в крахмальном геле; 2 группы - клатратный комплекс 3-(2-фенилэтил)-2-тиоксо-1,3 тиазолидин-4-она с бетадексом в дозе 10 мг/кг массы тела; 3 группы - клатратный комплекс 3-(2-фенилэтил)-2-тиоксо-1,3 тиазолидин-4-она с бетадексом в дозе 20 мг/кг массы тела. В ходе проведения эксперимента кровь брали через 71 сутки после начала введения препаратов. Взятие крови осуществляли из краевой вены уха кролика в объеме 2,5-3,0 мл. Кровь для определения показателей естественной сопротивляемости организма кроликов отбиралась в полипропиленовые пробирки без антикоагулянтов с целью получения сыворотки крови. Также кровь отбиралась в пробирки с антикоагулянтом для получения плазмы крови. Естественную резистентность организма подопытных кроликов устанавливали на основе определения бактерицидной активности сыворотки крови (БАСК) и лизоцимной активности сыворотки крови (ЛАСК). БАСК определяли по методике Мюнселя и Треффенса в модификации О.В. Смирновой и Т.Н. Кузьминой, а ЛАСК - по Доро-фейчуку [4]. Антиоксидантный статус организма кроликов оценивали на основе определения концентрации малонового диальдегида (МДА) и активности ферментативного звена антиоксидантной системы в крови. Определение концентрации МДА в плазме крови проводили с применением KMnO4 и FeSO4 [11]. Состояние ферментативного звена антиоксидантной системы оценивали на основе определения активности супероксиддисмутазы (СОД, КФ 1.15.1.1) и каталазы (CAT, КФ 1.11.1.6). Определение активности СОД в эритроцитах производили энзиматическим методом на биохимическом анализаторе RX Monza (Великобритания) с применением коммерческих наборов Randox SD 125 (Великобритания). Метод основан на ингибировании ферментом реакции взаимодействия супероксид анион-радикалов и 2-(4- иодофенил)-3-(4-нитрофенол)-5-фенилтетразолиумхлорид с образованием окрашенного в красный цвет соединения -формазана. Активность каталазы в лизате эритроцитов определяли спектрофотометрическим методом [5] при длине волны 420 нм, принцип которого основан на спо- собности перекиси водорода образовывать с молибдатом аммония стойкий окрашенный комплекс. Активность каталазы эритроцитов выражали в количестве утилизированной перекиси водорода в мкмоль за 1 мин из расчета на один эритроцит, пкат/эритроцит.
Статистическая обработка результатов исследований была проведена с применением параметрических и непараметрических методов. Различия между группами считались статистически значимыми при Р <0,05 [1].
Результаты исследований. В процессе разработки впервые синтезированы новые клатратные комплексы производного роданина с бетадексом при масс соотношении от 1:5 до 1:10. Новые клатратные комплексы представляют собой порошок со средним размером частиц 40,5 нм. Для дальнейших исследований был выбран клатратный комплекс производного роданина с бетадексом при масс соотношении
1:5.
Иммунный статус организма может быть определён с помощью различных показателей, характеризующих уровень защитных свойств животного и человека. В качестве критериев оценки формирования естественной сопротивляемости у подопытных кроликов при введении предлагаемого комплекса были рассмотрены БАСК и ЛАСК.
Результаты исследований естественной сопротивляемости показали, что введение клатратного комплекса производного роданина с бетадексом кроликам в дозах 10 и 20 мг/кг массы тела по сравнению с контролем в течение 71 суток статистически значимо повышает уровни БАСК и ЛАСК (Таблица 1).
Следует при этом отметить, что сопоставимые результаты были получены при введении клатратного комплекса кроликам как в дозе 10 мг/кг, так и 20 мг/кг массы тела.
Таблица 1 – Показатели естественной сопротивляемости организма кроликов при введении клатратного комплекса производного роданина с бетадексом (М±m, n=6)
Показатель |
Группы |
||
1 контроль |
2 опытная |
3 опытная |
|
БАСК, % |
48,57±3,50 |
61,90±3,01** |
61,91±4,76* |
ЛАСК, мкг/мл |
47,52±0,75 |
53,50±1,52*** |
53,07±0,99*** |
Примечание: в табл.: *Р <0,05; **Р <0,03; ***Р <0,01 по U-тесту при сравнении c контролем
Полученные данные по антиоксидантной системе организма кроликов свидетельствуют о том, что введение клатратного комплекса производного роданина с бетадексом кроликам в дозах 10 и 20 мг/кг массы тела по сравнению со значениями контрольной группы статистически значимо повышает активности ферментов антиоксидантной системы. В частности, активность ферментов CAT и СОД в лизате эритроцитов у кроликов, получавших клатратный комплекс в дозах 10 и 20 мг/кг массы тела, статистически значимо была выше по сравнению с контролем (Таблица 2). При этом по содержанию МДА в плазме крови сравниваемые группы не отличались, что может свидетельствовать об отсутствии влияния клатратного комплекса на перекисное окисление липидов в организме животных.
Таблица 2 – Показатели антиоксидантной системы организма кроликов при введении кла- тратного комплекса производного роданина с бетадексом (М±m, n=6)
Показатель |
Группы |
||
1-я контроль |
2-я опытная |
3-я опытная |
|
СОД, Ед/г Hb |
48,4±4,70 |
68.3±6.17* |
65,8±5,34* |
CAT, пкат/эритроцит |
43,2 ±2,54 |
52,0±2,11*** |
58,80±3,91*** |
МДА, мкмоль/л |
12,72 ±1,32 |
13,81±1,50 |
12,79±0,63 |
Примечание: *Р <0,05; ***Р <0,01 по U-тесту при сравнении c контролем
Заключение. Установлено, что клатрартный комплекс производного роданина с бетадексом при его введении кроликам в дозах 10 и 20 мг/кг массы тела способствует статистически значимому повышению уровней БАСК и ЛАСК в сыворотке крови. Также клатрартный комплекс производного роданина с бетадексом усиливает активность ферментативного звена антиоксидантной системы, в частности СОД и CAT в лизате эритроцитов. В то же время клатрартный комплекс производного роданина с бетадексом не влияет на процесс перекисного окисления липидов. При этом наилучшие результаты получены при введении клатратного комплекса производного роданина с бетадек-сом в дозе 10 мг/кг массы тела кроликов.
Резюме
Клатратный комплекс 3-(2 - фенилэтил)-2-тиоксо-1,3 тиазолидин-4-она с бетадексом был впервые получен твёрдофазным методом синтеза на шаровой планетарной мельнице и имеет кристаллическую форму в виде наночастиц со средним размером частиц 40,5 нм. Изучено влияние разработанного клатратного комплекса в дозах 10 и 20 мг/кг массы тела на антиоксидантный статус и резистентность организма кроликов породы Советская Шиншилла. Установлено, что введение кроликам клатратного комплекса производного роданина с бета-дексом обеспечивает повышение ферментативного звена антиоксидантной системы, резистентности организма кроликов, при этом не влияет на содержание малонового диальдегида (МДА) в плазме крови, соответственно и на перекисное окисление липидов.
Список литературы Влияние клатратного комплекса 3-(2 -фенилэтил)-2-тиоксо-1,3 тиазолидин-4-она с бетадексом на ан-тиоксидантный статус и на становление естественной резистентности организма кроликов
- Жаворонков, Л.П. Основы прикладной медико-биологической статистики / Л.П. Жаворонков / Методическое пособие. - Обнинск: Изд. ФГБУ МРНЦ Минздравсоцразвития России, 2012. - 60 с.
- Земляной, Р.А. Создание клатратного комплекса Р-циклодекстрина с производным роданина / Земляной Р.А., Еримбетов К.Т., Бондаренко Е.В. [и др.] // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2018. - Том 81. - С. 91.
- Кондрашева, И.Г. Исследование противоопухолевой активности оригинального производного роданина ПАМ-14 на модели Карциномы легкого Lewis / И.Г. Кондрашева, Е.В. Бондаренко, К.Т. Еримбетов [и др.] // Сборник тезисов Сеченовского Международного Биомедицинского Саммита 2017 (СМБС-2017), 16-20 июня 2017 г., Москва: Изд. ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России, 2017. - С. 69-70.
- Карпуть, И.М. Рекомендации по диагностике и профилактике иммунодефицитов и аутоиммунных заболеваний у животных / И.М. Карпуть [и др.]. - Витебск, 1992. - С. 79.
- Королюк, М.А. Метод определения активности каталазы / М.А. Королюк, Л.И. Иванова, И.Г. Майорова [и др.] // Лабораторное дело. - 1988. - Т. 1. - С. 16-19.
- Розиев, Р.А. Производное роданина и средство для профилактики опухолевых заболеваний / Р.А. Розиев, А.Я. Гончарова, К.Т. Еримбетов [и др.]. // Патент на изобретение РФ № 2521390. Опубликовано 27.06.2014 Бюл. № 18.
- Розиев, Р.А. Средство, обладающее антипролиферативным и антиметастатическим действием, для лечения опухолевых заболеваний / Р.А. Розиев, А.Я. Гончарова, К.Т. Еримбетов [и др.]. // Патент на изобретение РФ № 2522449. Опубликовано 10.07.2014 Бюл. № 19.
- Erimbetov, K.T. Phenotypic regulation of animal skeletal muscle protein metabolism / Erimbetov K.T., Obvintseva O.V., Fedorova A.V. [et al.] // Ukrainian Journal of Ecology. - 2019. - Т. 9. - № 4. - С. 651656.
- Martinez, A. SAR and 3D-QSAR Studies on Thiadiazolidinone Derivatives: Exploration of Structural Requirements for Glycogen Synthase Kinase 3 Inhibitors / Martinez A., Alonso M., Castro A. [et al.] // J Med Chem. - 2005. - V. 48. - P. 7103-7112.
- Martinez, A. First Non-ATP Competitive Glycogen Synthase Kinase 3 a (GSK-3 a) Inhibitors: Thiadiazolidinones (TDZD) as Potential Drugs for the Treatment of Alzheimer's / Martinez A., Alonso M., Castro A. [et al.] // J Med Chem. - 2002. - V. 45. - P. 1292-1299.
- Osipov, A.N. A prior administration of heavy metals reduces thymus lymphocyte DNA lesions and lipid peroxidation in gamma-irradiated mice / A.N. Osipov, N.I. Ryabchenko, B.P. Ivannik, L.A. Dzikovskaya [et al.] // J. Phys. IV France. - 2003. - Vol. 107. - P. 987-992.
- Ravinder, S.B. Recent Pharmacological Developments on Rhodanines and 2,4-Thiazolidinediones / S.B. Ravinder, Sakshi Shah, Suresh, [et al.] // Int. J. Med. Chem. - 2013. - Vol. 2013. - P. 16 Article ID 793260 - 16 pages.
- DOI: 10.1155/2013/793260