ACUTE TOXICITY OF ß-PHENYLGLUTAMIC ACID SUBSTANCE IN SINGLE ENDOGASTRIC INTRODUCTION TO MICE AND RATS

Full Text

В ряде работ фармакологов Волгоградского государственного медицинского университета показана перспективность разработки психотропных веществ на основе производных глутаминовой кислоты [4, 5, 6, 7]. В ряду структурных аналогов глутаминовой кислоты с гетероциклическими и ароматическими заместителями в ß-положении выделены вещества, обладающие РГПУ-146 — антидепрессивным, РГПУ-202 — анк-сиолитическим, антидепрессивным и седативным [5], РГПУ-197—анксиолитическим, антигипоксическим, но-отропным и стресспротекторным [1, 4], РГПУ-198 и РГПУ-199 — активирующим и ноотропным действием [2, 4]. Совместно с химиками Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена (Санкт-Петербург, Россия) разработано новое производное глутаминовой кислоты — гидрохорид ß-фенилглутамино-вой кислоты с лабораторным шифром РГПУ-135 (глута-рон), у которого выявлена высокая антидепрессивная активность, сопоставимая с активностью трицикличес-ких антидепрессантов, а также анксиолитические и ней-ропротекторные свойства [5, 8, 11]. При внутрибрюшин-ном введении мышам и крысам по степени острой токсичности субстанция РГПУ-135 может быть отнесена к классу малотоксичных [3]. При этом также показана хорошая растворимость субстанции в воде и высокая степень биодоступности, что позволяет прогнозировать ее эффективность при пероральном применении. Ввиду этого сочли целесообразным выполнить изучение острой токсичности субстанции РГПУ-135 при внутрижелудочном введении мышам и крысам. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Изучение острой токсичности субстанции гидрохлорида ß-фенилглутаминовой кислоты при однократном внутрижелудочном введении мышам и крысам. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ Исследование проводили на аутбредных половозрелых животных обоего пола 3,5—4-месячного возраста: 60 белых мышах, массой 21—25 г, и 60 белых крысах, массой 180—220 г, полученных из питомника ФГУП «Питомник лабораторных животных «Рапполово» РАМН. При проведении экспериментов учитывали «Принципы надлежащей лабораторной практики» (ГОСТ Р-53434-2009) и правила, принятые Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных научных целей (Страсбург, 1986). До начала эксперимента животные в течение 2 недель находи- 34 --Выпуск 4 (44). 2012 ©згӣирСз [ЩсзщгГІЩІ лись на карантине, по окончанию которого распределялись на опытные и контрольные группы. Опытным группам субстанцию гидрохлорид ß-фенилглутаминовой кислоты, растворенную в дистиллированной воде (из расчета 2 мл/100 г массы животного), вводили внутрижелудочно в возрастающих дозах: мышам от 2500 мг/кг до 6000 мг/кг, крысам от 6000 мг/кг до 11000 мг/кг. Контрольным животным вводили дистиллированную воду в эквивалентном объеме. Были сформированы также интактные контрольные группы самцов и самок мышей и крыс, которые не подвергались введению каких-либо веществ. После введения испытуемой субстанции или дистиллированной воды мышей и крыс по одной особи помещали на 24 часа в изолированные плексигласовые домики для наблюдений /150 х 250 х 150 мм/. В этот период наблюдения за животными велись непрерывно, при этом они были лишены пищи и воды и изолированы от внешних раздражителей. В последующий 2 недельный период наблюдения за животными проводились 2 раза в день. На вторые сутки выживших животных объединяли по группам и размещали в стандартные пластиковые клетки, предназначенные для мышей и крыс со свободным доступом к воде и пище. В период наблюдений у животных оценивали общее состояние, поведенческие, нервномышечные и вегетативные реакции, измеряли массу тела (г). При расчете ЛД_0 субстанции гидрохлорид 3-фенилглутаминовой кислоты использовали метод Литчфилда и Уилкоксона [9, 10]. Статистический анализ динамики массы тела у животных выполняли с использованием f-критерия Стьюдента. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Развитие клинических признаков интоксикации у мышей и крыс после интрагастрального введения субстанции РГПУ-135 в токсических дозах происходило быстро — в интервале первых 5—15 минут эксперимента, что может указывать на высокую скорость абсорбции вещества. В клинике отравления мышей и крыс обоего пола превалировали симптомы угнетения центральной нервной системы (ЦНС): седация, вялость и заторможенность, снижение локомоторной активности, диффузная мышечная гипотония, атаксия, гипорефлексия, подавление болевой и тактильной чувствительности, ак-роцианоз, угнетение дыхания вплоть до остановки, боковое положение. Острая гибель у мышей регистрировалась через 40—90 мин после введения субстанции, у крыс — через 120—180 мин. У оставшихся в живых животных указанные симптомы интоксикации постепенно регрессировали в динамике 14-дневного наблюдения. Так, у мышей, получавших субстанцию РГПУ-135 в дозе 2500 мг/кг, и крыс в интервале доз 6000— 7000 мг/кг, перечисленные симптомы интоксикации нивелировались к окончанию первых суток наблюдений, а у выживших животных, получавших более высокие дозы испытуемой субстанции, — к окончанию 7 суток. Отмечалась гибель животных и в более отдаленные сроки наблюдений — преимущественно на 3-и сутки у мышей, на 7-е сутки у крыс. При этом количество погибших самок и самцов на первые и последующие сутки эксперимента в опытных группах было неодинаковым, что может свидетельствовать о половой чувствительности к испытуемой субстанции (табл. 1, 2). По результатам анализа острой и отдаленной гибели мышей и крыс, получавших внутрижелудочно субстанцию РГПУ-135, установлены различающиеся по величинам границы LD50. Так, в опытах на мышах суточный диапазон LD50 субстанции составил: для самцов — 3837,76 (2861,3— 5147,41) мг/кг, для самок — 4196,50 (3222,49— 5464,9) мг/кг; тогда как 14-дневный уровень LD50 составил: для самцов—3167,02 (2500,9—4010,5) мг/кг, для самок— 3632,53 (2786,6—4735,2) мг/кг. В опытах на крысах суточная LD50 составила: для самцов — 9433,68 (8379,5— 10620,5) мг/кг, для самок—8487,3 (7362,8—9783,4) мг/кг; LD50 14-дневная: для самцов — 7185,12 (6265,1 — 8240,2) мг/кг, для самок—6976,79 (6141,0—7926,3) мг/кг. Таблица 1 Динамика гибели мышей при внутрижелудочном введении субстанции гидрохлорид 3-фенилглутаминовой кислоты Доза, мг Периоды наблюдений 24 часа 72 часа 1 неделя 2 недели самцы 2500 0/5 0/5 0/5 0/5 3000 1/5 3/5 3/5 3/5 4000 3/5 4/5 4/5 4/5 5000 4/5 4/5 5/5 5/5 6000 5/5 5/5 5/5 5/5 самки 2500 0/5 0/5 0/5 0/5 3000 1/5 2/5 2/5 2/5 4000 2/5 3/5 3/5 3/5 5000 3/5 4/5 4/5 4/5 6000 5/5 5/5 5/5 5/5 Таблица 2 Динамика гибели крыс при внутрижелудочном введении субстанции гидрохлорид 3-фенилглутаминовой кислоты Доза, мг Периоды наблюдений 24 часа 72 часа 1 неделя 2 недели самцы 7000 0/5 1/5 2/5 2/5 8000 1/5 3/5 4/5 4/5 9000 2/5 4/5 5/5 5/5 10000 3/5 5/5 5/5 5/5 11000 4/5 5/5 5/5 5/5 самки 6000 0/5 1/5 1/5 1/5 7000 1/5 2/5 2/5 2/5 8000 2/5 4/5 4/5 4/5 9000 3/5 5/5 5/5 5/5 10000 5/5 5/5 5/5 5/5 Выпуск 4 (44). 2012 35 На основании полученных величин LD50 и с учетом классификации токсичности веществ по И. В. Саноцкому и И. П. Улановой [10] субстанцию гидрохлорид ß-фенилглута-миновой кислоты отнесли к классу малотоксичных веществ. Можно предположить, что отсроченная гибель особей связана с особенностями фармакокинетики (всасывания, распределения и выведения) субстанции, а также последствий ее токсического воздействия на органы-мишени. Последнее, отчасти, согласуется и с результатами вскрытия павших животных (табл. 3). Таблица 3 Результаты макроскопического изучения морфосоматических изменений у павших животных, получавших субстанцию гидрохлорид ß-фенилгпутаминовой кислоты в токсических дозах внутрижелудочно На вскрытии мышей и крыс, погибших в первые часы эксперимента, не выявлялось наличия испытуемой субстанции в желудке, петлях тонкого кишечника, что подтверждает предположение о быстром всасывании изучаемого вещества. При визуальном осмотре внутренних органов мышей и крыс, павших как в острые, так и отдаленные сроки эксперимента, выявлялись изменения со стороны желудочно-кишечного тракта в виде гиперемии, множественных точечных геморрагий на стенках тонкого кишечника, вздутия желудка и толстого кишечника, а также гиперемия и эрозивные образования на стенках желудка. У всех вскрытых животных отмечались сходные изменения со стороны печени: уплотнение, сглаженность краев, изменение окраски до желтовато-бурой с яркими бордовыми вкраплениями. Помимо этого, характерные нарушения прослеживались в легких (отчетливая гиперемия) и сердце (гиперемия и увеличение в размерах, преимущественно за счет правых отделов, с повышенным кровенаполнением в коронарных сосудах). Подобное сочетание изменений со стороны сердца и легких может быть следствием развития легочной гипертензии в результате токсического действия изучаемого вещества. Со стороны других органов у животных обоего пола при внутрижелу-дочном введении токсических доз субстанции патологических изменений не выявлено. По результатам последующих наблюдений за животными, оставшимися в живых, отмечено, что прирост массы тела как мышей, так и крыс в опытных группах отставал от аналогичного показателя контрольных животных, получавших дистиллированную воду (табл. 4, 5). Таблица 4 Органы Выявленные изменения Головной мозг Кровенаполнение сосудов Сердце Гиперемия и увеличение в размерах, преимущественно за счет правых отделов, повышенное кровенаполнение коронарных сосудов Легкие Без видимых изменений Печень Уплотнение, сглаженность краев, изменение окраски до желтовато-бурой с яркими бордовыми вкраплениями Почки Без видимых изменений Надпочечники Без видимых изменений Селезенка Без видимых изменений Желудок Гиперемия и множественные эрозии на слизистой оболочке Тонкий кишечник Гиперемия и множественные точечные геморрагии на стенках кишечника и брыжейке Толстый кишечник Вздутие петель Гонады Без видимых изменений Влияние субстанции гидрохлорид 3-фенилглутаминовой кислоты при внутрижелудочном введении в токсических дозах на массу тела мышей (г, M ± m)* Группа животных, доза мг/кг Исходные данные** 1 сутки 7 суток 14 суток Опыты на мышах самцах Контроль 23,60 ± 0,71 21,90 ± 0,78# 24,00 ± 0,51 24,40 ± 0,49 Субстанция, 2500 мг/кг 24,20 ± 0,83 22,00 ± 1,02# 24,30 ± 1,15 24,60 ± 1,16 Субстанция, 3000 мг/кг 23,40 ± 0,69 21,20 ± 1,13# 23,10 ± 0,59 23,50 ± 0,95 Субстанция, 4000 мг/кг 22,70 ± 0,75 20,20 ± 1,56# 22,0 22,3 Субстанция, 5000 мг/кг 23,90 ± 0,73 20,6## гибель гибель Опыты на мышах самках Контроль 23,60 ± 0,81 23,20 ± 0,47 23,90 ± 0,08 24,30 ± 0,43 Субстанция, 2500 мг/кг 22,90 ± 0,63 21,80 ± 1,12 22,30 ± 0,75 23,00 ± 1,31 Субстанция, 3000 мг/кг 23,40 ± 0,79 22,00 ± 1,27 22,20 ± 1,31 23,10 ± 1,25 Субстанция, 4000 мг/кг 23,80 ± 0,72 21,3 ± 1,1## 22,00 ± 1,45# 23,3 ± 1,0 Субстанция, 5000 мг/кг 23,50 ± 0,84 20,9## 21,3 22,9 Здесь и далее. *Представлены данные по группам мышей, выживших в количестве, подлежащем статистической обработке; "показатели «исходные данные» соответствуют массе тела животных перед началом введения вещества; #результаты статистически значимы по отношению к исходным данным при P < 0,05; “'результаты статистически значимы по отношению к исходным данным при P < 0,01. 36 Выпуск 4 (44). 2012 Таблица 5 Влияние субстанции гидрохлорид 3-фенилглутаминовой кислоты при внутрижелудочном введении в токсических дозах на массу тела крыс (г, M ± m)* Г руппа животных, доза мг/кг Исходные данные** 1 сутки 7 суток 14 суток Опыты на крысах самцах Контроль 194,50 ± 4,79 188,00 ± 5,39 195,80 ± 3,14 202,60 ± 2,17 Субстанция, 7000 мг/кг 202,50 ± 3,76 187,00 ± 2,35 196,50 ± 1,54 198,40 ± 1,27 Субстанция, 8000 мг/кг 198,00 ± 2,55 179,50 ± 1,15# 195,0 198,0 Субстанция, 9000 мг/кг 194,50 ± 2,43 175,40 ± 1,43# гибель гибель Субстанция, 10000 мг/кг 198,50 ± 3,24 179,0 ± 2,1## гибель гибель Опыты на крысах самках Контроль 188,50 ± 3,74 185,00 ± 2,74 190,20 ± 2,28 198,00 ± 2,95 Субстанция, 6000 мг/кг 184,0 ± 5,1 170,00 ± 3,4 180,80 ± 1,96 184,00 ± 1,49 Субстанция, 7000 мг/кг 183,00 ± 3,74 167,50 ± 2,04## 178,50 ± 4,68 182,30 ± 2,97 Субстанция, 8000 мг/кг 186,00 ± 5,92 170,00 ± 2,47## 179,3 180,0 Субстанция, 9000 мг/кг 185 ± 4 168,0## гибель гибель При этом замедление динамики прироста массы тела было дозозависимым, усиливалось по мере увеличения дозы гидрохлорида ß-фенилглутаминовой кислоты. Признаки выравнивания прироста массы тела у опытных и контрольных животных начинали просматриваться на 10—12 дни наблюдений, что, вероятно, свидетельствует об обратимости отдаленных последствий. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Установлено, что субстанция гидрохлорид ß-фе-нилглутаминовой кислоты относится к классу малотоксичных соединений, ЛД_0 при внутрижелудочном введении мышам самкам составляет 4196,50 (3222,49— 5464,92) мг/кг (суточная) и 3632,53 (2786,64— 4735,20) мг/кг (2-недельная), мышам самцам 3837,76 (2861,33—5147,41) мг/кг (суточная) и 3167,02 (2500,92— 4010,53) мг/кг(2-недельная); крысам самкам — 8487,25 (7362,79—9783,44) мг/кг (суточная) и 6976,79 (6141,00— 7926,33) мг/кг (2-недельная), крысам самцам — 9433,68 (8379,49—10620,5) мг/кг (суточная) и 7185,12 (6265,10— 8240,23) мг/кг (2-недельная). В картине интоксикации отмечены эффекты депривации ЦНС: седация, мышечная гипотония, гипорефлексия без существенного влияния на частоту дыхания. Отсроченная гибель особей, возможно, обусловлена особенностями всасывания, распределения и выведения субстанции, токсическим воздействием на органы-мишени (сердце, печень, желудочно-кишечный тракт).

About the authors

L. I. Bugaeva

I. N. Tyurenkov

V. V. Bagmetova

Email: vvbagmetova@gmail.com

Yu. V. Chernysheva

E. A. Kuzubova

References

Supplementary files