КАЛИЕВЫЕ СОЛИ РАЗНОЛИГАНДНЫХ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ МАГНИЯ С ГИСТИДИНОМ, АДЕНОЗИН-5'-ТРИФОСФАТОМ И КРЕАТИНФОСФАТОМ, ПРОЯВЛЯЮЩИЕ ЗАЩИТНОЕ ДЕЙСТВИЕ НА МИОКАРД ОТ ИШЕМИЧЕСКОГО ПОВРЕЖДЕНИЯ Российский патент 2000 года по МПК C07F3/02 C07F9/22 C07H19/20 C07H23/00 A61P9/10 

Изобретение относится к фармакологии, в частности к металлоорганическим соединениям, обладающим биологической активностью, которые могут найти применение в разработке лекарственных средств для профилактики и лечения ишемической болезни сердца.

Известен ряд макроэргических фосфатов, используемых для предупреждения и лечения ишемической болезни сердца, например соли креатинфосфата (калиевая, литиевая, кальциевая, бариевая, магниевая, соль железа или с органическим основанием), обладающие биологической активностью и используемые в качестве активной части лекарственного препарата для лечения ишемической болезни сердца (GB пат. N 1185882).

Известно использование динатриевой соли аденозин-5'-трифосфата (ATP) для лечения нарушений кровообращения и защиты миокарда от ишемического повреждения (патент СССР N 755201).

Однако, известный комплекс в виде натриевой соли не позволяет исчерпать возможности защиты миокарда от ишемического повреждения соединением, включающим известные биологически активные лиганды.

Основой изобретения явилась задача создания новых координационных соединений магния с гистидином и макроэргическими фосфатами, проявляющих защитное действие на миокард от ишемического повреждения, которые путем введения в соединения иного катиона позволили бы повысить эффективность воздействия комплекса биологически активных лигандов на миокард против ишемической болезни сердца.

Решение задачи обеспечивает калиевая соль координационных соединений магния с гистидином и макроэргическими фосфатами общей формулы K_nMg(His)(MP)•mH₂O, где His - анион гистидина (His^-), МР - анион макроэргического фосфата (ATP^4- или CRP^2-), n = 1 или 3, m = 7 или 8.

Химическая структура соединений выражается следующими формулами:

I - Трикалиевая соль координационного соединения магния с гистидином и аденозин-5'-трифосфатом

II - Калиевая соль координационного соединения магния с гистидином и креатинфосфатом
Координационные соединения магния готовили известным способом путем растворения эквимолярных количеств хлорида магния, гистидина, ATP или CRP в минимальном количестве воды, добавлением концентрированного раствора бикарбоната калия с последующим высаливанием органическими растворителями (этиловый спирт или ацетон), фильтрованием образовавшегося осадка и его сушкой до постоянного веса при комнатной температуре на воздухе.

Состав полученных координационных соединений был подтвержден данными элементного анализа, термогравиметрии (табл. 1), ИК- и электронной спектроскопии в УФ-области.

Исследования токсичности заявляемых координационных соединений показали, что I характеризуется ЛД₅₀ = 850, а II - ЛД₅₀ = 520 мг/кг.

Сравнительная эффективность новых координационных соединений магния исследована на экспериментальной модели острой ишемии (коронарной недостаточности) миокарда, воспроизводимой на изолированных, перфузируемых по Лангендорфу сердцах крыс. Миокард животных перфузировали стандартным раствором Кребса-Рингера (pH 7,4), аэрированным газовой смесью - карбогеном (95% O₂ + 5% CO₂). Адекватная перфузия и период стабилизации сердец длились 30-40 минут, затем перфузионную линию переключали на раствор, содержащий 0,3 мг/л координационного соединения N 1 (КС-1) - Na₃Mg(His)(ATP)•8H₂O или координационного соединения N 2 (КС-2) - K₃Mg(His)(ATP)•8H₂O. Через 20 мин перфузии сердец растворами исследуемых комплексов воспроизводили ограничение объема коронарной перфузии на 80 %. Период ишемии длился 60 мин.

Через 60 мин от начала воспроизведения сердца подопытных животных забирали для выделения и очистки мембранных структур - сарколеммы (наружной мембраны) и митохондрий (внутриклеточные органеллы) и изучения важнейших показателей ионного и энергетического обмена сердечной мышцы в условиях острой ишемии (табл. 2).

В аналогичных условиях была проведена сравнительная оценка координационных соединений N 3 (КС-3) - Co(CRP) 4H₂O и N 4 (КС-4) - KMg(His)(CRP)H₂O (табл. 3) в тех же дозах, что и КС-1 и КС-2.

Как показали проведенные исследования (табл. 2), уже в период адекватной перфузии добавление КС-2 приводит к изменениям некоторых показателей ионного и энергетического обмена сердечной мышцы, которые в целом указывают на умеренную стимуляцию окислительно-восстановительных процессов (увеличение активности α--кетоглутарат-дегидрогеназы на 15%, сукцинатдегидрогеназы - на 7%), повышение функции ионтранспортных свойств мембран (прирост активности Na⁺, K⁺-АТФ-азы на 17%, Са²⁺-связывающей способности мембраны на 9% по сравнению с адекватной перфузией. Привлекает внимание увеличение энергетического потенциала сердца на этапе адекватной перфузии под влиянием КС-2, о чем свидетельствует увеличение содержания АТФ и гликогена соответственно на 16 и 10% по сравнению с контролем. В этих условиях происходит увеличение внутриклеточного содержания калия и магния на 12 и 15% и уменьшение натрия на 8% по сравнению с контролем (табл. 2).

Острая ишемия миокарда длительностью 60 минут приводила к угнетению окислительных процессов в миокарде, уменьшению энергетических субстратов - АТФ и гликогена на 55 и 60% по сравнению с контролем. Изменения биоэнергетики сердечных клеток сопровождались нарушениями липидной структуры их мембран (убыль фосфолипидов на 37%, накопление жирных кислот на 27%) ион-транспортных свойств мембран (ингибирование Na⁺, K⁺-АТФ-азы на 36%, Са²⁺-связывающая способность мембраны снижалась на 28%). Одновременно с этим увеличивалась проницаемость мембран для ионов кальция на 85%. Период ишемии сопровождался резкой активацией анаэробного гликолиза и развитием ацидоза в ткани миокарда, на что указывало увеличение концентрации молочной кислоты в оттекающей от сердца перфузионной жидкости к 60-й минуте ишемии до 320% исходной величины. В сердечных клетках происходило перераспределение электролитов в сторону уменьшения калия и магния соответственно на 20 и 24% и увеличения натрия и кальция соответственно на 17 и 23% по сравнению с контролем (табл. 2).

Добавление КС-1 за 20 минут до воспроизведения острой ишемии уменьшало степень выраженности вышеописанных сдвигов в сторону нормализации изученных показателей. Однако, большинство из них к концу ишемического периода достоверно отличались от контрольных величин из-за неполного восстановления и нормализации метаболических процессов в сердце.

Наиболее выражена степень защиты сердечных клеток от ишемического воздействия в случае лечебно-профилактического применения КС-2. Пониженная активность Na⁺, K⁺-АТФ-азы под воздействием последнего повышалась на 33% по сравнению с ишемией, в то время как под влиянием КС-1 этот показатель повышался на 12% по сравнению с ишемическим периодом. Наиболее выраженная нормализация фосфолипидного и жирнокислотного состава мембран сопровождалась максимальным снижением проницаемости мембран для ионов кальция под влиянием КС-2 (с 185 до 160% под воздействием КС-1 и до 128% контрольного уровня - под влиянием КС-2). Наиболее выраженной была активация окислительных ферментов под влиянием КС-2 (до 95 и 98% контрольного уровня достигала активность сукцинатдегидрогеназы и α--кетоглутарат-дегидрогеназы соответственно). При этом в наименьшей степени выражен ацидоз в миокарде (концентрация молочной кислоты в перфузате снижается с 320 до 280% в случае КС-1 и до 165% в случае КС-2 по сравнению с контролем). Вышеописанные изменения сопровождались повышением содержания энергетических субстратов в сердце (гликогена - с 45 до 57% контроля при введении КС-1 и до 89% контроля при введении КС-2; АТФ - с 40 до 56% контроля при введении КС-1 и до 83% контроля при введении КС-2). Более адекватная коррекция внутриклеточных электролитов наблюдалась при введении КС-2 по сравнению с КС-1 (табл. 2).

Таким образом, по большинству изученных показателей КС-2 было более эффективным по сравнению с КС-1.

Как видно из данных, представленных в таблице 3, адекватная перфузия с добавлением КС-4 вызывает умеренную стимуляцию энергетического и ионного метаболизма сердечных клеток, на что указывает активация Na⁺, K⁺-АТФ-азы и α--кетоглутаратдегидрогеназы на 19 и 13% соответственно, увеличение содержания АТФ и гликогена в миокарде на 19 и 15% соответственно по сравнению с контролем. В отличие от этого адекватная перфузия с добавлением КС-3 не вызывает достоверных изменений изученных показателей.

Изменения, характерные для ишемического периода, описаны выше. Сравнительная оценка эффективности КС-3 и КС-4 показывает, что более эффективно нормализует обмен веществ последний. Его актививирующее влияние на Na⁺, K⁺-АТФ-aзy оказалось на 13% больше, чем у КС-3; на 21% более эффективно нормализуется проницаемость мембран для ионов кальция под влиянием КС-4 по сравнению с КС-3.

Степень накопления кальция в митохондриях при этом была на 16% меньше под влиянием КС-4 по сравнению с КС-3, что указывает на нормализацию процессов биосинтеза энергии в этих органеллах (избыток ионов кальция является разобщителем окислительного фосфорилирования). Активация окислительных ферментов сукцинатдегидрогеназы и α--кетоглутаратдегидрогеназы была соответственно на 12 и 16% более выражена в опытах с КС-4 по сравнению с КС-3. Привлекает внимание наибольшая степень сохранности липидов мембран, фосфолипидов и жирных кислот в условиях применения КС-4 по сравнению с КС-3.

Содержание АТФ и гликогена в сердечных клетках повышалось под воздействием как КС-3, так и КС-4, однако в случае КС-3 уровень АТФ увеличивался на 15% по сравнению с ишемией, а в случае КС-4 прирост составил 38% по сравнению с ишемией. В такой же степени была выражена разница по восстановлению содержания гликогена в миокарде.

Под влиянием КС-4 в отличие от исследований с применением КС-3 наблюдалось максимальное увеличение внутриклеточной концентрации калия и магния, в то время как под влиянием КС-3 показатели ионного гомеостаза достоверно не отличались от таковых в условиях ишемии.

Таким образом, проведенные исследования показали, что КС-2 и КС-4, имеющие в своем составе ионы калия и магния, определенным образом координированные с биологически активными лигандами, превосходят по своему противоишемическому и мембраностабилизирующему эффекту соединения - КС-1 и КС-3.

Калиевые соли разнолигандных координационных соединений магния с гистидином и аденозин-5'-трифосфатом формулы 1 или креатинфосфатом формулы 2, проявляющие защитное действие на миокард от ишемического повреждения. 3 табл.

Калиевые соли разнолигандных координационных соединений магния с гистидином и аденозин-5'-трифосфатом формулы I

или креатинфосфатом формулы II

проявляющие защитное действие на миокард от ишемического повреждения.