Открытый доступ
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
Том 26, № 7 (2023)
Вопросы экспериментальной биологии и медицины
Изучение in silico и in vivo антидиабетических свойств некоторых природных биологически активных веществ
Аннотация
Актуальность. По данным Федерального регистра сахарного диабета, численность пациентов с диагнозом сахарный диабет составляет 4,9 млн человек (3,31% населения Российской Федерации). Поиск новых лекарственных средств антидиабетической направленности на сегодняшний день все еще остается актуальной задачей фармации. В настоящее время в арсенале врачей имеется достаточно широкий ассортимент синтетических лекарственных средств, однако вопрос рациональной фармакотерапии до сих пор остается открытым. И в этом отношении перспективными выглядят лекарственные средства природного происхождения.
Цель исследования - оценка теоретической возможности межмолекулярного взаимодействия ряда биологически активных веществ растительного происхождения с активным центром тирозин-протеинфосфатазы нерецепторного типа 1 (PTP1B) и активным центром фермента кишечной мальтазы-глюкоамилазы (MGA) методом молекулярного докинга, а также фармакологическое подтверждение специфической активности в эксперименте.
Материал и методы. В исследовании использованы крысы-самцы Wistar массой 200–220 г. Моделирование сахарного диабета проводили однократным внутрибрюшинным введением аллоксана (150 мг/кг) с предварительным введением никотинамида (250 мг/кг). Ежедневно животным с моделью сахарного диабета (n=21) вводили оригинальную комбинированную субстанцию растительных экстрактов козлятника лекарственного (Galega officinalis L.), солодки голой (Glycyrrhiza glabra L.) и мяты перечной (Mentha piperita L.) в дозе 500 мг/кг, препарат сравнения – субстанция гликлазида – 60 мг/кг. Определение гипогликемического эффекта проводили после однократного введения и на 14-е сутки.
Результаты. Установлен сахароснижающий эффект фитосубстанции и оценена возможность влияния биологически активных веществ на PTP1B и MGA. Результаты молекулярного докинга свидетельствуют о возможном взаимодействии исследуемых объектов с PTP1B и MGA, наибольшие значения докинга характерны для кемпферола, кофейной и эллаговой кислот. В исследовании in vivo установлено статистически значимое уменьшение концентрации глюкозы в крови животных на 49,3%.
Выводы. Методом молекулярного докинга установлена возможность взаимодействия биологически активных веществ, входящих в состав растительных экстрактов, со специфическими мишенями PTP1B и MGA и подтвержден гипогликемический эффект предложенной комбинированной субстанции растительных экстрактов козлятника лекарственного, солодки голой и мяты перечной в эксперименте.
46-51
Показатели оксидантного баланса и обмена холестерола в мышечной ткани при длительном ограничении двигательной активности
Аннотация
Актуальность. Ведущую роль в патогенезе расстройств метаболизма при гипокинезии играют нарушения оксидантного баланса и липидного обмена. При этом особую ценность имеют исследования метаболических нарушений на субклеточном уровне.
Цель работы – изучить состояние оксидантного баланса и обмена холестерола в мышечной ткани при ограничении двигательной активности различной продолжительности.
Материал и методы. Проведено комплексное исследование показателей свободнорадикального окисления (содержание диеновых конъюгатов, ТБК-активных продуктов, интенсивность хемилюминесценции), антиоксидантной защиты (общей антиоксидантной активности, антирадикальной активности) и обмена холестерола в тканях сердечной мышцы и мышцы бедра белых крыс-самцов при ограничении двигательной активности в период до 28 суток, которое достигалось помещением животных в индивидуальные клетки площадью 40 см2.
Результаты. Установлены закономерности изменений метаболизма в мышечной ткани в зависимости от продолжительности ограничения двигательной активности в виде интенсификации свободнорадикального окисления, снижения ресурсов антиоксидантной защиты и увеличения содержания холестерола в сердечной мышце. Данные изменения обмена веществ наиболее выражены на 14–21-е сутки эксперимента. Помимо нарушений оксидантного баланса, особенностью изменений содержания холестерола в мышце бедра являлось волнообразное изменение данного показателя в виде увеличения на 7-е сутки эксперимента, с последующим снижением с минимальными значениями на 21-е сутки эксперимента.
Выводы. Снижение ресурсов антиоксидантной защиты и интенсификация реакций свободнорадикального окисления составляют один из ведущих механизмов метаболических нарушений при ограничении двигательной активности, что подтверждается достоверными изменениями изученных показателей. Комплексное изучение показателей, характеризующих процессы свободнорадикального окисления, антиоксидантной защиты и содержания холестерола, является информативным критерием влияния гипокинезии на организм, а полученные данные позволяют рекомендовать включение антиоксидантов в комплексную профилактику и терапию при вынужденном ограничении двигательной активности.
52-56
Фармацевтическая химия
Фармакопейные методы анализа сердечных гликозидов в растительном сырье и лекарственных препаратах (обзор)
Аннотация
Представлен обзор современных методов анализа сердечных гликозидов, предлагаемых фармакопеями России, Европы, Англии, США, Индии, Японии и Китая. Цель обзора – сравнительный анализ фармакопейных методов идентификации и количественного определения содержания сердечных гликозидов в лекарственном растительном сырье и лекарственных препаратах. Показано, что для идентификации сердечных гликозидов в лекарственном растительном сырье используются в основном тонкослойная хроматография и качественные химические реакции, в лекарственных препаратах – тонкослойная хроматография, инфракрасная спектроскопия и высокоэффективная жидкостная хроматография. Для количественного определения сердечных гликозидов предлагаются спектрофотометрия, высокоэффективная жидкостная хроматография и биологический метод. В Российской фармакопее инструментальные методы анализа сердечных гликозидов представлены недостаточно широко. В связи с этим актуален поиск эффективных методов анализа данной группы веществ в растительном сырье и лекарственных препаратах.
5-11
Корреляция компонентного состава гуминовых кислот пелоидов с их полимодальным действием
Аннотация
Актуальность. Источник гуминовых веществ и способ выделения определяет их структуру, специфичность связывания отдельных фрагментов, степень конденсации и сопряжения, молекулярные массы и другие характеристики. Гуминовые кислоты пелоидов обладают высокой фармакологической активностью, обусловленной присутствием в их составе разнообразных функционалов, что наряду с высокой молекулярной массой позволяет отнести эти вещества к группе полиэлектролитов и определяет универсальность их воздействия.
Цель работы – идентификация компонентов гидролизата гуминовых кислот низкоминерализованных иловых сульфидных грязей и обоснование их полимодального действия.
Материал и методы. Объектом исследования служил полученный экстракцией в гексан раствор продуктов кислотного гидролиза гуминовых кислот. Исследования образцов проводили, используя следующие методы: хромато-масс-спектрометрию (ГХ-МС) на хроматографе Agilent 7890 A, ИК-спектроскопию на спектрофотометре «Perkin-Elmer System – 2000», элементный количественный анализ на анализаторе Vario EL.
Результаты. ГХ-МС-анализ продуктов гидролиза гуминовых кислот показал присутствие в пробе компонентов кислотной природы, в том числе низко- и высокомолекулярных жирных одно- и двухосновных кислот насыщенного и ненасыщенного типов. Присутствие в составе фенольных производных акриловой кислоты обуславливает ингибирующее действие гуминовых кислот на пролиферацию клеток. Нейтральная фракция представлена высокомолекулярными спиртами природного происхождения.
Выводы. Приведенные компоненты гидролизата обосновывают как установленные в настоящее время, так и потенциально возможные эффекты гуминовых кислот пелоидов.
12-19
Синтез и молекулярное моделирование тиетансодержащих 3-метокси-4-оксифенилметилиденгидразидов 2-[3-метилксантинил-8-сульфанил]уксусных кислот как перспективных ингибиторов фосфодиэстераз 4
Аннотация
Цель исследования – изучить параметры связывания 3-метокси-4-оксифенилметилиденгидразидов 2-[3-метилксантинил-8-сульфанил]уксусных кислот с активными центрами фосфодиэстераз (ФДЭ) 4 А, B, C, D, оценить влияние тиетанового цикла и отобрать наиболее перспективное соединение для синтеза.
Материал и методы. Объектом исследования являются ФДЭ 4 и структуры производных тиетанилксантина. Исследования проводили методом молекулярного докинга. Строение синтезированных соединений подтверждали методами ИК- и ЯМР-спектроскопии.
Результаты. Методом молекулярного моделирования исследована ингибирующая активность 3-метокси-4-оксифенилметили-денгидразидов 2-[3-метилксантинил-8-сульфанил]уксусных кислот относительно ФДЭ 4. Установлено, что исследуемые молекулы связываются в тех же участках сайта, что и нативный лиганд рофлумиласт (ROF). Энергии связывания сравнимы с ROF и для соединения II даже превосходят его. Изучено влияние тиетанового и тиетаноксидного циклов на ингибирующую активность. Синтезировано наиболее перспективное соединение II.
Выводы. Установлено, что тиетан-1-оксидный цикл положительно влияет на связывание лиганда с ФДЭ 4 в отличие от тиетанового цикла.
Наиболее перспективным для синтеза является соединение 3-метокси-4-оксифенилметилиденгидразид 2-[1-бензил-3-метил-7-(1-оксотиетанил-3)ксантинил-8-сульфанил]уксусной кислоты.
26-33
Определение источника и подбор режима экстрагирования метаболитов Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434, обладающих антибиотической активностью в отношении представителей группы Enterobactericeae
Аннотация
Актуальность. Большой практический интерес представляют антибиотические соединения микробного происхождения. В связи с этим актуальным является определение источника и подбор режима экстрагирования биологически активных метаболитов микробного продуцента с целью дальнейшей разработки технологии их получения.
Цель исследования – определение источника и подбор режима экстрагирования метаболитов Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434, обладающих антибиотической активностью.
Материал и методы. Объект исследования – штамм T. atrobrunneum ВКПМ F-1434, синтезирующий низкомолекулярные бактериостатические соединения в отношении Enterobactericeae. Продуцент культивировали в глубинных условиях в течение 5 суток, при температуре 28 оС, с лимитированием сахарозы до 50% навески стандартного состава среды Чапека. Экстракт биомассы и культуральную жидкость продуцента очищали центрифугированием, супернатанты исследовали на антагонизм. Выделение активных компонентов проводили одноступенчатой смесительно-отстойной экстракцией. Полноту извлечения определяли, варьируя объем экстрагента и время взаимодействия с культуральной жидкостью. Элюенты для тонкослойной хроматографии (ТСХ) определяли методом главных компонент. Экстракт разделяли нормально-фазовой ТСХ на неподвижной фазе Sorbifil, варьируя соотношением растворителей от 10А:0Б до 0А:10Б с шагом 1.2х20 см. Препаративно фракции получали колоночной гель-проникающей хроматографией с неподвижной фазой Sephadex G-15, размер частиц 40–120 мкм. Подвижная фаза – диметилсульфоксид (ДМСО). Молекулярную массу рассчитывали из отношений Rf фракции к Rf свидетелей.
Результаты. Максимальная чувствительность тест-культуры показана в опыте с препаратом культуральной жидкости. Наиболее доступными экстрагентами для извлечения метаболитов являлись этилацетат и бутанол. Наибольшее значение полноты извлечения достигнуто при взаимодействии равных объемов экстрагента и культуральной жидкости в течение 180 мин. Методом главных компонент определены оптимальные подвижные фазы: I – гексан: хлороформ; II – гексан : ацетон; III – гексан : ацетон : метанол (10%). Изолированы три фракции, у каждой определена бактериостатическая активность, рассчитано Rf и теоретически вычислены молекулярные массы, а также коэффициенты антибиотической активности.
Выводы. Компоненты культуральной жидкости T. atrobrunneum ВКПМ F-1434, обладающие бактериостатической активностью, могут быть экстрагированы при перемешивании в течение 3 ч равных объемов этилацетата и культуральной жидкости и определены в экстракте с помощью ТСХ на силикагеле с импрегнированным метанолом в системе элюентов гексан и ДМСО 6:4.
20-25
Изучение влияния модификации структуры нового производного хиназолин–4(3h)–она на синтазу жирных кислот (FAS) Mycobacterium
Аннотация
Актуальность. Туберкулез остается одной из основных причин инвалидизации и смертности от инфекционных заболеваний во всем мире. Обнаружение фенотипически толерантных субпопуляций персистеров патогена поставило под сомнение возможности известных противотуберкулезных лекарственных средств. В связи с этим поиск и разработка новых эффективных противотуберкулезных препаратов является важным направлением развития современной фармакологии. В настоящее время актуально рассмотрение веществ хиназолиновой природы в качестве антимикробных средств, проявляющих противотуберкулезную активность.
Цель работы – компьютерное моделирование взаимодействия новых производных хиназолин–4(3Н)–она с NAD(H) с целью прогнозирования возможности влияния на синтазу жирных кислот (FAS) Mycobacterium.
Материал и методы. Моделирование межмолекулярных комплексов в системе взаимодействия новых производных хиназолин-4(3Н)–она – VMA–17–04 и VMA–13–05 с окисленной формой NAD+ проведено с использованием квантово-химического полуэмпирического PM7-метода, реализованного в программе MOPAC 2016.
Результаты и выводы. Производное VMA–13–05, находясь в стабильной конформации I, образует аддукт с NAD+, имеющий оптимальные энергетические характеристики. Данное взаимодействие может быть рассмотрено как один из этапов биохимического пути подавления активности синтазы FAS, принимающей участие в синтезе миколовых кислот, а также может приводить к гибели клеток Mycobacterium.
34-40
Идентификация и количественное определение фексофенадина гидрохлорида в модельных каплях для приёма внутрь
Аннотация
Актуальность. С фармакологической точки зрения, фексофенадина гидрохлорид является представителем III поколения блокаторов H1-рецепторов гистамина, поэтому для него не характерны недостатки антигистаминных средств, такие как: подавление центральной нервной системы, кардиотоксическое действие, головная боль, нарушение координации движений, фото-сенсибилизация.
Цель исследования – разработка методики качественной и количественной идентификации фексофенадина гидрохлорида в модельных каплях для приёма внутрь.
Материал и методы. В исследовании использовали: фексофенадин, CAS 153439-40-8, Merck (Millipore, Sigma-Aldrich, Supelco); натрия гидроксид, CAS 1310-73-2, Merck (Millipore, Sigma- Aldrich, Supelco); воду для инъекций. Анализ выполняли спектрофотометрическим методом с помощью УФ-спектрофотометра типа СФ-104 («Аквилон Северо-Запад», Россия).
Результаты и выводы. Предложена методика качественного и количественного определения фексофенадина гидрохлорида в модельных каплях для внутреннего применения методом спектрофотометрии. Проведена валидационная оценка методики количественного определения фексофенадина гидрохлорида в модельных каплях для внутреннего применения, по показателям: линейность и аналитическая площадь, правильность, точность. Данная методика соответствует требованиям ОФС 1.1.0012.15. Валидация аналитических методик (Государственная фармакопея Российской Федерации).
41-45