Comparative analysis of metal-complex and aminothiol antihypoxants efficiencies in the experiment

Cover Page

Abstract


Aim. Comparative analysis of the efficiency of metal-complex (πQ1983, πQ2721) and aminothiol (Amtizole, Sunazole) antihypoxants in experiments on rats exposed to acute hypoxia with hypercapnia.

Methods. Experiments performed on 182 male rats of Wistar line weighing 150-170 g. The study of antihypoxic activity of substances was carried out on the model the AH+Hc. The condition of acute hypoxia in rats was formed by placing them in glass airtight containers with a free volume of 1.0 L. Antihypoxic effect was evaluated by the life expectancy of animals in the described conditions. Substances πQ2721, πQ1983, Amtizole and Sunazole was administered once intraperitoneally at doses of 25, 50 and 100 mg/kg. Previously each substance was dissolved in 0.9% NaCl (1.0 ml). Testing the effectiveness of the substances on AH+Hc model was carried out after 1 h after administration of the substances and after 24 h. Animals of control groups were injected with 1.0 ml of 0.9% NaCl. In animals exposed to test AH+Hc in 1 h after administration were performed measurements of the rectal temperature before the experiment and through 1 h after administration, i.e. before AH+Hc. In animals selected for 24-hour observation, rectal temperature was measured before the experiment, and then after 1, 3, 6, 12, 18 and 24 h of observation, after which they were exposed to AH+Hc.

Results. The antihypoxic effect of a selenium-containing substance πQ2721 based on Zn2+ was confirmed in experiments on rats. In a number of substances for comparison the πQ2721 proved himself not only as equally effective. It is found that after 1 h after administration at a dose of 50 mg/kg πQ2721 superior to all studied compounds, including antihypoxant with succinate Sunazole. An important advantage of the new promising antihypoxic agent was the preservation of its action for 24 hours after injection.


Andrey V. Evseev

Smolensk State Medical University

Author for correspondence.
Email: hypoxia@yandex.ru

Russian Federation, Smolensk

Dr Med Sci, Professor, Head, Department of Physiology, Research Center

Dmitrij V. Surmenev

Smolensk State Medical University

Email: surmenevd@rambler.ru

Russian Federation, Smolensk

Researcher, Research Center

Marina A. Evseeva

Smolensk State Medical University

Email: hypoxia@yandex.ru

Russian Federation, Smolensk

PhD (pathophysiology, biochemistry), Assistant Professor, Department of Pathophysiology

Denis V. Sosin

Smolensk State Medical University

Email: pediatrsgma@mail.ru

Russian Federation, Smolensk

Dr Med Sci, Assistant Professor, Department of Physiology

Yana V. Tishkova

Smolensk State Medical University

Email: pediatrsgma@mail.ru

Russian Federation, Smolensk

PhD (pathophysiology), Senior Teacher, Department of Pathophysiology

  1. Васин М.В., Петрова Т.В., Бобровницкий И.П., Степанов В.К. Биохимический статус человека и его связь с устойчивостью организма к воздействию острой гипоксической гипоксии // Авиакосмическая и экологическая медицина. - 1992. - Т. 26. - № 5-6. - С. 43-48. [Vasin MV, Petrova TV, Bobrovnitskiy IP, Stepanov VK. Biokhimicheskiy status cheloveka i ego svyaz’ s ustoychivost’yu organizma k vozdeystviyu ostroy gipoksicheskoy gipoksii. Aerospace and environmental medicine. 1992;26(5-6):43-48. (In Russ.)]
  2. Владимиров Ю.А., Парфенов Э.А., Епанчинцева О.М., и др. Антирадикальная активность комплексных соединений меди(II) на основе кумариновых лигандов // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 1992. - Т.113. - № 5. - С. 479-481. [Vladimirov YA, Parfenov EA, Epanchintseva OM, et al. Antiradikal’naya aktivnost’ kompleksnykh soedineniy medi(II) na osnove kumarinovykh ligandov. Biull Eksp Biol Med. 1992;113(5):479-481. (In Russ.)]
  3. Евсеев А.В., Евсеева М.А., Парфенов Э.А., и др. Антигипоксическая эффективность бис(N-ацетил-L-цистеинато) цинк(II) сульфат октагидрата в динамике острой нормобарической гипоксии // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2007. - Т. 70. - № 5. - С. 47-51. [Evseev AV, Evseeva MA, Parfenov EA, et al. Antihypoxant effect of zinc(ii) bis(N-acetyl-L-cysteinato)sulfate octohydrate under acute normobaric hypoxia condition. Experimental and clinical pharmacology. 2007;70(5):47-51. (In Russ.)]. doi: 10.30906/0869-2092-2007-70-5-47-51.
  4. Евсеев А.В., Ковалёва В.Л., Крылов И.А., Парфёнов Э.А. Комплексные соединения N-ацетил-L-цистеина с биометаллами как факторы самозащиты биологических систем // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2006. - Т. 142. - № 7. - С. 26-30. [Evseev AV, Kovaleva VL, Krylov IA, Parfenov EA. Kompleksnye soedineniya N-atsetil-L-tsisteina s biometallami kak faktory samozashchity biologicheskikh sistem. Biull Eksp Biol Med. 2006;142(7):26-30. (In Russ.)]
  5. Евсеев А.В., Сосин Д.В. К вопросу о возможном механизме протективного действия новых производных аминотиолов при острой экзогенной гипоксии // Вестник новых медицинских технологий. - 2007. - Т. 14. - № 1. - С. 185-187. [Evseev AV, Sosin DV. About the Possible Mechanism of the Protective Action of the New Amynothiol Derivatives in the Acute Exogenous Hypoxia. Journal of new medical technologies. 2007;14(1):185-187. (In Russ.)]
  6. Евсеев А.В., Сурменёв Д.В., Парфёнов Э.А., и др. Тестирование на модели острой гипоксии с гиперкапнией новых металлокомплексных селенсодержащих соединений // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. - 2017. - Т. 15. - № 4. - С. 46-52. [Evseev AV, Surmenev DV, Parfenov EA, et al. Testing of new selenium containing metal complex compounds by acute hypoxia-hypercapnia method. Obzory po klinicheskoi farmakologii i lekarstvennoi terapii. 2017;15(4):46-52. (In Russ.)]. doi: 10.17816/RCF15446-52.
  7. Зарубина И.В., Шабанов П.Д. Молекулярная фармакология антигипоксантов. - СПб.: Издательство Н-Л, 2004. [Zarubina IV, Shabanov PD. Molekulyarnaya farmakologiya antigipoksantov. Saint Petersburg: Izdatel’stvo N-L; 2004. (In Russ.)]
  8. Левченкова О.С., Новиков В.Е., Абрамова Е.С., Феоктистова Ж.А. Сигнальный механизм протективного эффекта комбинированного прекондиционирования амтизолом и умеренной гипоксией // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2017. - Т. 164. - № 9. - С. 298-301. [Levchenkova OS, Novikov VE, Abramova ES, Feoktistova ZA. Signal’nyy mekhanizm protektivnogo effekta kombinirovannogo prekonditsionirovaniya amtizolom i umerennoy gipoksiey. Biull Eksp Biol Med. 2018;164(9):298-301. (In Russ.)]
  9. Лукьянова Л.Д. Биоэнергетическая гипоксия: понятие, механизмы и способы коррекции // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 1997. - Т. 124. - № 9. - С. 244-254. [Luk’yanova L.D. Bioenergeticheskaya gipoksiya: ponyatie, mekhanizmy i sposoby korrektsii. Biull Eksp Biol Med. 1997;124(9):244-254. (In Russ.)]
  10. Методические рекомендации по экспериментальному изучению препаратов, предлагаемых для клинического изучения в качестве антигипоксических средств / Под ред. Л.Д. Лукьяновой. - М., 1990. [Metodicheskie rekomendatsii po eksperimental’nomu izucheniyu preparatov, predlagaemykh dlya klinicheskogo izucheniya v kachestve antigipoksicheskikh sredstv. Ed by L.D. Luk’yanova. Moscow; 1990. (In Russ.)]
  11. Сосин Д.В., Евсеев А.В., Парфёнов Э.А., и др. Изучение антигипоксической активности металлокомплексных селенсодержащих веществ после их парентерального и энтерального введения // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. - 2012. - Т. 10. - № 3. - С. 28-34. [Sosin DV, Evseev AV, Parfenov EA, et al. Study of antihypoxic activities of metal complex selenium containing substances after their parenteral and enteralintroductions. Obzory po klinicheskoi farmakologii i lekarstvennoi terapii. 2012;10(3):28-34. (In Russ.)]
  12. Патент РФ на изобретение № 2472503/ 20.01.2013. Бюл. № 2. Сосин Д.В., Парфенов Э.А., Евсеев А.В., и др. Антигипоксическое средство. [Patent RUS No 2472503/ 20.01.2013. Byul. No 2. Sosin DV, Parfenov EA, Evseev AV, et al. Antigipoksicheskoe sredstvo. (In Russ.)].
  13. Хачатурьян М.Л., Панченко Л.А. Влияние сезона года на устойчивость крыс к гипоксии // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2002. - Т. 133. - № 3. - С. 300-303. [Khachatur’yan ML, Panchenko LA. Vliyanie sezona goda na ustoychivost’ krys k gipoksii. Biull Eksp Biol Med. 2002;133(3):300-303. (In Russ.)]
  14. Шабанов П.Д., Зарубина И.В., Новиков В.Е., Цыган В.Н. Метаболические корректоры гипоксии / Под ред. А.Б. Белевитина. - СПб.: Информ-Навигатор, 2010. [Shabanov PD, Zarubina IV, Novikov VE, Tsygan VN. AB Belevitin, editor. Metabolicheskie korrektory gipoksii. Saint Petersburg: Inform-Navigator; 2010. (In Russ.)]
  15. Яснецов В.В., Иванов Ю.В., Карсанова С.К., и др. Исследование противогипоксического действия производных 3-гидроксипиридина у животных с некоторыми видами экспериментальной патологии // Авиакосмическая и экологическая медицина. - 2010. - Т. 44. - № 3. - С. 57-60. [Yasnetsov VV, Ivanov YV, Karsanova SK, et al. Investigation of anti-hypoxic action of 3-hydroxypyridine derivatives in animals with some types of experimental pathology. Aerospace and environmental medicine. 2010;44(3):57-60. (In Russ.)]
  16. Bok S, Kim YE, Woo Y, et al. Hypoxia-inducible factor-1alpha regulates microglial functions affecting neuronal survival in the acute phase of ischemic stroke in mice. Oncotarget. 2017;8(67):111508-111521. doi: 10.18632/oncotarget.22851.
  17. de Souza IC, Faro LV, Pinheiro CB, et al. Investigation of cobalt(iii)-triazole systems as prototypes for hypoxia-activated drug delivery. Dalton Trans. 2016;45(35):13671-4. doi: 10.1039/c6dt02456d.
  18. Luhker O, Pohlmann A, Hochreiter M, Berger MM. Acid-base balance during muscular exercise: response to Dr. Boning and Dr. Maassen. Eur J Appl Physiol. 2018;118(4):865-866. doi: 10.1007/s00421-018-3825-z.
  19. Moore CM, Swain DP, Ringleb SI, Morrison S. The effects of acute hypoxia and exercise on marksmanship. Med Sci Sports Exerc. 2014;46(4):795-801. doi: 10.1249/MSS.0000000000000148.
  20. O’Neill MJ, Clemens JA. Rodent models of global cerebral ischemia. Curr Protoc Neurosci. 2001;Chapter 9:Unit9 5. doi: 10.1002/0471142301.ns0905s12.
  21. Parfenov EA, Zaikov GE. Biotic Type Antioxidants: The Prospective Search Area for Novel Chemical Drugs. Utrecht-Boston-Tokyo: VSP; 2000.
  22. Whayne TF, Jr. Cardiovascular medicine at high altitude. Angiology. 2014;65(6):459-472. doi: 10.1177/ 0003319713497086.
  23. Zebrowska A, Hall B, Kochanska-Dziurowicz A, Janikowska G. The effect of high intensity physical exercise and hypoxia on glycemia, angiogenic biomarkers and cardiorespiratory function in patients with type 1 diabetes. Adv Clin Exp Med. 2018;27(2):207-216. doi: 10.17219/acem/66354.

Views

Abstract - 125

PDF (Russian) - 70

PlumX


Copyright (c) 2018 Evseev A.V., Surmenev D.V., Evseeva M.A., Sosin D.V., Tishkova Y.V.

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