Search for the optimal mass profile of neuropeptides for the implementation of antihypoxic and activating actions

Abstract


In this study, the dependence of the pharmacological effects of neurotropic peptides of natural and synthetic origin on their structure was studied in laboratory rats. First, the study of the relative molecular profiles of peptide complexes was carried out using HPLC (gel-penetrating chromatography) with an internal standard. Then peptide complexes were administered to animals rectal and verified their biological activity on two independent models – antihypoxic activity (method of altitude the lift timing of the animal's life at a critical height) and the model of assessment of physical performance (time of forced swim test of animals with a load of 10% of the body weight to failure). The obtained data on biological activity (increase) were compared with the features of the structure of peptides. To assess the effect of drug doses on their activity, a single-factor analysis of variance was performed.

It has been shown that antihypoxic activity and performance stimulation are more or less inherent in all the studied peptide preparations, and are dose-dependent and related to the features of the molecular mass distribution of peptide components. It was also found that the specific antihypoxic activity of peptide preparations from brain tissues is associated with components having a mass range from 5 to 10 kDa. The optimal proportions of the peptide components for the implementation of biological activity by mass ranges were determined.

In addition, the chromatographic characteristics (molecular weight distribution over mass ranges) of natural neuropeptide complexes can be used to predict the severity of their biological effects.


About the authors

Evgeny B. Shustov

Saint Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University, Saint Petersburg, Russia; Institute of Toxicology of Federal Medico-Biological Agency, Saint Petersburg, Russia

Email: shustov-msk@mail.ru

Russian Federation, 197376, Санкт-Петербург, ул. проф. Попова, д. 14; 192019, Санкт-Петербург, ул. Бехтерева, д. 1.

Professor, Doctor of Medicine (MD), Professor of the Department of pharmacology and clinical pharmacology, Chief researcher

Dmitry Y. Ivkin

Saint Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University, Saint Petersburg, Russia

Author for correspondence.
Email: dmitry.ivkin@pharminnotech.com

Russian Federation, 197376, Санкт-Петербург, ул. проф. Попова, д. 14

Associate Professor, Ph.D in Biology, Associate Professor departments of pharmacology and clinical pharmacology

Arina S. Ivkina

Saint Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University, Saint Petersburg, Russia

Email: arina.ivkina@pharminnotech.com

Russian Federation, 197376, Санкт-Петербург, ул. проф. Попова, д. 14

researcher at the center for experimental pharmacology

Alexey E. Kim

Military Medical Academy, Saint Petersburg, Russia

Email: alexpann@mail.ru

Russian Federation, 194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д. 6.

Ph.D. in Medicine, teacher of the Department of pathological physiology

Stanislav L. Lublin

Scientific Center of Biomedical Technologies of the Federal Medical and Biological Agency of Russia, Moscow, Russia

Email: scbmt@yandex.ru

Russian Federation, 143442, Московская область, Красногорский район, пос. Светлые горы, владение 1.

Ph.D in Biology, head of the laboratory

Maxim S. Nesterov

Scientific Center of Biomedical Technologies of the Federal Medical and Biological Agency of Russia, Moscow, Russia

Email: mdulya@gmail.com

Russian Federation, 143442, Московская область, Красногорский район, пос. Светлые горы, владение 1.

head of the bioanalytical research laboratory

References

  1. Ашмарин, И.П. Ноотропный аналог адренокортикотропина 4-10 Семакс (15-летний опыт разработки и изучения / И.П. Ашмарин, В.Н. Незавибатько, И.Ф. Мясоедов [и др.] // Журнал высшей нервной деятельности. – 1997. – Т. 47. – Вып. 1. – С. 420–430.
  2. Новиков, В.С. Дезадаптационные состояния человека при экстремальных воздействиях и их коррекция / В.С. Новиков, С.И. Сороко, Е.Б. Шустов. – Санкт-Петербург: Политехника-принт, 2018. – 548 с.
  3. Хавинсон, В.Х. Пептидэргическая регуляция гомеостаза / В.Х. Хавинсон, И.М. Кветной, Г.А. Рыжак // Успехи современной биологии. – 2002. – Т. 122. – № 2. – С. 190–203.
  4. Шустов, Е.Б. Пептидная биорегуляция резистентности к экстремальным воздействиям / Е.Б. Шустов, М.Т. Гасанов, Г.Д. Капанадзе [и др.] // Биомедицина. – 2018. – № 2. – С. 4–14.
  5. Ястребов, Д.В. Эффективность пептидных биорегуляторов при экстремальных воздействиях / Д.В. Ястребов, М.Ю. Бахтин. – Санкт-Петербург: Наука, 1997. – 70 с.
  6. Каркищенко, Н.Н. Очерки спортивной фармакологии. Т. 3. Векторы фармакорегуляции / Н.Н. Каркищенко, В.В. Уйба, В.Н. Каркищенко [и др.]; под редакцией Н.Н. Каркищенко, В.В. Уйба. – Москва, Санкт-Петербург: Айсинг, 2014. – 356 с.
  7. Каркищенко, Н.Н. Биомедицинское (доклиническое) изучение антигипоксической активности лекарственных средств: методические рекомендации. МР21-44-2017 / Н.Н. Каркищенко, В.Н. Каркищенко, Е.Б. Шустов [и др.] – Москва: ФМБА России, 2017. – 98 с.
  8. Шустов, Е.Б. Анализ параметров индивидуальной устойчивости лабораторных животных к гипоксии в интересах биологического моделирования нейропротекторного и антигипоксического действия лекарственных средств / Е.Б. Шустов, Н.Н. Каркищенко, В.В. Каркищенко [и др.] // Биомедицина. – 2013. – №4. – С. 149–157.
  9. Каркищенко, В.Н. Особенности интерпретации показателей физической работоспособности лабораторных животных по показателям плавательных тестов / В.Н. Каркищенко, Н.Н. Каркищенко, Е.Б. Шустов [и др.] // Биомедицина. – 2016. – №4. – С. 34–46.
  10. Каркищенко, Н.Н. Биомедицинское (доклиническое) изучение лекарственных средств, влияющих на физическую работоспособность: методические рекомендации. МР21.43 / Н.Н. Каркищенко, В.Н. Каркищенко, Е.Б. Шустов [и др.] – Москва: ФМБА России, 2017. – 133 с.
  11. Оковитый, С.В. Работоспособность. Утомление. Коррекция / С.В. Оковитый, Е.Б. Шустов, В.Ц. Болотова. – Москва: КНОРУС, 2019. – 330 с.
  12. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. – Москва: Ремедиум, 2000. – 398 с.

Statistics

Views

Abstract - 14

PDF (Russian) - 2

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX

Dimensions

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2020 Pharmacy Formulas

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies