Клатрирование глицерризииновой кислоты

 

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК     том 77     № 10      2007

 

НА ПУТИ К  НИЗКОДОЗНЫМ ЛЕКАРСТВАМ 

871

 

 

 

лекарственного  препарата введён показатель "эффективная доза" (ЕД₅₀), при которой достигается 50%-ный эффект лекарственного препарата. Понятие "широта терапевтического индекса" (ШТИ) оценивается по отношению ЛД₅₀/ЕД₅₀ и характеризует диапазон безопасных для жизни человека доз лекарственных препаратов. Чем больше ШТИ, тем безопаснее то или иное лекарственное средство. К сожалению, очень многие широко используемые в современной медицине лекарственные препараты токсичны и обладают небольшой широтой терапевтического индекса, что часто препятствует их длительному применению в терапии.

Напомним также, что  разрабатываемый авторами статьи подход, предусматривающий клатри-рование фармаконов растительными гликозидами, имеет целью получение композиций со сниженными дозами и токсичностью, но сохраняющих высокую базовую активность. Одним из результатов клатрирования может стать усиление косвенных плейотропных свойств препаратов. Рассмотрим некоторые примеры клатрирования глицирризи-новой кислотой.

Клатрирование   психотропных   фармаконов.

Были получены молекулярные комплексы и кла-траты глицирризиновой  кислоты с антидепрессантом флуоксетином (ФЛК) и анксиолитиком фенибутом различного состава. Их воздействие на центральную нервную систему оценивалось на лабораторных животных (мышах) по стандартным моделям. Эффект сравнивался с эталонными препаратами, в данном случае флуоксетином или фенибутом. Результаты скрининга, проведённого на тестах "принудительное плавание" (антидепрессивное действие), хлоралгидратовый сон (се-дативное действие) и тесте с 5-окситриптофаном (действие на серотониновые рецепторы), показали, что наибольшей активностью обладают кла-траты молекулярного состава ГК: фармакон = 4:1 (рис. 5).

На модели социальной депрессии у мышей-самцов линий C57BL/6J (тест "перегородка") показана полная идентичность антидепрессивного действия клатрата ГК : ФЛК = 4 : 1 с действием флуоксетина. При этом доза фармакона, необходимая для проявления требуемого эффекта, в клатрате уменьшена в 17 раз, а токсическое воздействие снижается в 20 раз (ЛД₅₀ клатрата >5000 мг/кг, ЛД₅₀ флуоксетина - 248 мг/кг). Широта терапевтического индекса увеличивается также в 20 раз [4].

Фенибут является ноотропным и транквилизирующим средством, снижающим напряжение, чувство тревоги и улучшающим сон. К его недостаткам относятся вызывание сонливости и аллергические реакции. Клатрат глицирризиновой 

кислоты с фенибутом (4:1) обнаружил аналогичное эффекту самого фармакона действие в дозе, сниженной в 16 раз. По сравнению с фенибутом клатрат повышает мнестические способности (способность к запоминанию) животных и обладает пониженной седативной активностью. При этом токсичность уменьшается в 1.7 раза, а широта терапевтического индекса возрастает в 17 раз [1].

Эффект  клатрирования кардиотропных препаратов. Серию экспериментов мы провели для клатратов глицирризиновой кислоты с антиги-пертензивным препаратом нифедипином и антиа-ритмиком аллапинином. Выбор этих препаратов объясняется в том числе и тем, что оба проявляют побочные и токсические действия. Предварительные опыты показали, что оптимальной активностью обладают клатраты ГК : фармакон = 4:1.

В остром фармакологическом  эксперименте на крысах линии Вистар и на крысах с генетически обусловленной артериальной гипертензией (линия НИСАГ) было установлено, что и нифе-дипин, и его клатрат с глицирризиновой кислотой, содержащий в 10 раз уменьшенную дозу фармакона, практически одинаково снижают артериальное давление. Заметим, что сама кислота в использованной дозе гипотензивным действием не обладает.

При исследовании антиаритмической активности на стандартных моделях хлоридкальциевой и адреналиновой аритмий неожиданно было обнаружено, что клатрирование мощно усиливает этот вторичный эффект нифедипина. На первой из моделей клатрат проявляет дозозависимый эффект. Так, в дозе 0.120 мг/кг клатрат на 80% предотвращает развитие аритмии и на 90% бло-

 

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК      том 77      № 10      2007

 

872 

ТОЛСТИКОВА и др.

 

 

 

кирует уже развившуюся  аритмию. Для дозы 0.250 мг/кг эти значения равны соответственно 100 и 90%. Поскольку  абсолютное содержание фармакона в  этих дозах составляет 0.012 и 0.025 мг/кг, а сам нифедипин блокирует развитие аритмии на 80% в дозе не менее 3.5 мг/кг, то ясно, что купирующий и предупреждающий развитие хлоридкальциевой аритмии клатрат может содержать в 140-290 раз сниженную дозу нифедипина [5]. Таким образом, эффект гликозидного кла-трирования для нифедипина проявляется не только в 10-кратном снижении терапевтической дозы, которая обусловливает антигипертензивную активность препарата, но и в значительном усилении его вторичного фармакологического свойства - антиаритмического действия.

Высокотоксичный (ЛД₅₀ = 6 мг/кг при внутривенном введении) гидробромид дитерпенового алкалоида лаппаконитина под названием аллапи-нин включён в число клинических препаратов антиаритмического действия. Для исследования был получен клатрат состава ГК: аллапинин = 4:1, запатентованный нами как аллаглизин. Установлено, что ЛД₅о аллаглизина при внутривенном введении в 12 раз меньше, чем у аллапинина. Сравнительное исследование антиаритмической активности аллапинина и аллаглизина на беспородных крысах-самцах при парентеральном введении агентов дало следующие результаты. На двух упомянутых моделях аритмии показано, что терапевтическая эффективная доза аллапинина в составе комплекса с глицирризиновой кислотой уменьшается в 14 раз, токсичность снижается в 12 раз, широта терапевтического индекса увеличилась на 260 единиц [6].

Эффект  клатрирования нестероидных противовоспалительных средств. Для экспериментов были получены комплексы с такими нестероидными противовоспалительными средствами (НПВС), как ацетилсалициловая кислота, орто-фен, бутадион, анальгин и индометацин, в соотношениях ГК : НПВС = 2:1. Для этих комплексов на шести экспериментальных моделях острого и хронического воспаления была установлена противовоспалительная, жаропонижающая и аналь-гетическая активность, превосходящая в 3-5 раз активность исходных НПВС, причём в дозах, существенно (1.5-2 раза) сниженных. Острая токсичность комплексов ГК с НПВС снижается в 2-14 раз по сравнению с исходными препаратами. Широта терапевтического индекса комплексов превосходит таковую базовых НПВС в 3-11 раз. Клатрирование НПВС снижает деструктивные поражения слизистой оболочки желудка (ульце-рогенное действие) в 2-5 раз.

Эти данные позволяют  рассчитывать на реальную возможность разработки на основе хорошо 

апробированных НПВС принципиально новых препаратов, не дающих токсических последствий. В особенности это касается ульцерогенного действия, резко снижающего широту области применения нестероидных противовоспалительных средств [1].

Клатраты  простагландинов с глицирризиновой кислотой - новый класс утеротонических средств. Простагландины, обладающие способностью в супермалых дозах стимулировать мускулатуру матки (утеротоническое действие), нашли широкое применение в медицине и ветеринарии. Клопростенол - один из основных препаратов, используемых в ветеринарии, - получают, как и другие простагландины, путём многостадийного синтеза. Обусловленная этим высокая стоимость препаратов делает снижение терапевтически активной дозы актуальным. Кроме того, необходимо повысить устойчивость лабильных простагландинов в готовых препаратах.

Обе задачи нам удалось  решить путём клатрирования простагландинов с глицирризиновой кислотой [1]. Были получены комплексы глицирризиновой кислоты с простагландинами рядов Е (PGE,, PGE₂, сульпростон) и F (PGF_2a и клопростенол). Исследование утеротонических свойств комплексов в опытах на матках крыс и морских свинок привело к следующим результатам. Комплексы ГК : PGE! = 1 : 1 и ГК : PGF_2a =1:1 вызывали изменение амплитуды сокращений матки в 2 раза сильнее, чем препарат на основе натриевой соли PGE!. Сульпростон и PGE₂ в виде комплексов с глицирризиновой кислотой (1:1) увеличивают амплитуду маточных сокращений в 3 раза по сравнению с базовыми простагландинами. Одновременно усиливается тонус матки. Комплексы, в отличие от исходных простагландинов, - стабильные вещества, их растворы можно хранить при комнатной температуре продолжительное время. При необходимости комплексы можно таблети-ровать. Следует подчеркнуть также, что ком-плексообразование с глицирризиновой кислотой повышает растворимость в воде исходных простагландинов, делая препараты на их основе пригодными для внутривенного применения. Главным результатом стало снижение дозы дорогостоящих простагландинов с одновременным улучшением всех терапевтических показателей.

На основе клатрата глицирризиновой  кислоты с клопростенолом был  разработан высокоэффективный ветеринарный препарат клатропро-стин с дозировкой действующего вещества в 5 раз ниже принятой в мировой практике. Препарат выпускался опытным производством Института органической химии Башкирского научного центра Уральского отделения АН СССР (ныне ИОХ УНЦ РАН) совместно с Уфимским институтом

 

 

 

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК 

том 77     № 10      2007

 

НА ПУТИ К  НИЗКОДОЗНЫМ ЛЕКАРСТВАМ 873

 

вакцин и сывороток  им. И.И. Мечникова. Объём производства покрывал существенную часть потребности свинокомплексов, нужд ветеринарии и звероводства страны. При стоимости препарата вдвое ниже импортных средств его действие было существенно более физиологичным, чем лучших импортных препаратов.

Нами разработан и  запатентован препарат клатирам на основе глицирризиновой кислоты и клопростенола. Новый препарат показал себя эффективнее  известного ветеринарного препарата эстрофан при использовании в качестве лю-теолитического средства для синхронизации охоты у коров в сниженной более чем в 20 раз дозе простагландина (клопростенола). Клатирам оказывает регулирующее действие на родовую деятельность (синхронизацию опоросов у свиноматок) при содержании простагландина в 35 раз меньшим, чем в препарате эстрофан. Послеродовой период у коров, обработанных препаратом клатирам, сокращается на 15 дней по сравнению с животными, получавшими эстрофан. Клатирам эффективнее препарата эстрофан при лечении функциональных расстройств яичников у коров, при трансплантации эмбрионов. Лечение острых и хронических эндометрий у коров осуществляется с применением доз клатирама в 3 раза меньших, чем в случае эстрофана.

Распространяется  ли эффект клатрирования на комплексы фармаконов с другими гликозидами?

Мы получили экспериментальные  данные, позволяющие ответить на этот вопрос положительно. При поиске растительных гликозидов веществ, способных к образованию комплексов с фармаконами, мы предъявляли к ним такие требования, как потенциальная доступность и минимальная токсичность. Следующим объектом исследования эффекта клатрирования был выбран акантофиллозид В. Этот тритерпеновый глико-зид содержится в корне среднеазиатского растения Acanthophyllum gypsophyloides [7]. Сам корень ("мыльный корень") с древних времён используется в Средней Азии при изготовлении халвы. В настоящее время он применяется в пищевой промышленности в качестве эмульгатора. Мы показали, что акантофиллозид В образует кла-траты с простагландинами, которые, подобно описанным выше клатратам простагландинов с глицирризиновой кислотой, являются мощными утеротоническими агентами [1].

Высокоэффективными клатрирующими  агентами оказались дитерпеновые гликозиды - стеви-озид и ребаудиозид, продуцируемые древесным растением Stevia rebaudiana. Оба гликозида относятся к четвёртому классу малотоксичных веществ (ЛД₅₀ стевиозида - 10000 мг/кг, ребаудио- 

зида - 8000 мг/кг). Стевиозид производится в промышленном масштабе и широко используется как подсластитель в кондитерской промышленности и виноделии. Без сомнения, в случае необходимости часть производства гликозидов Stevia rebaudiana может быть направлена на нужды фармации.

Серия экспериментов, проведённая  нами с комплексами и клатратами стевиозида с фармаконами кардиотропного и психотропного действия, позволила выявить некоторые особенности эффекта клатрирования, проявляемого под действием стевиозида. Комплекс стевиозид : ал-лапинин = 1 : 1 и клатрат того же молекулярного состава (4 : 1), введённые животным предварительно, обеспечивают полную защиту от развития как хлоридкальциевой, так и адреналиновой аритмий. На развившейся хлоридкальциевой аритмии активность обоих веществ невысока. Однако клатрат стевиозид : аллапинин = 8:1 неожиданно проявил способность полностью защищать животных не только при предварительном введении, но и в условиях развившейся хлоридкальциевой аритмии. Факт подобного "всплеска" активности свидетельствует о принципиальной возможности функционирования фармаконов в виде клатратов ещё более сложного строения, чем было показано выше. Заметим, что содержание аллапинина в клатратах состава 4 : 1 и 8 : 1, проявляющих базовое терапевтическое действие, снижено соответственно в 12 и 16 раз [8].

Сравнительное изучение активности флуоксети-на и его клатрата со стевиозидом (стевиозид : фар-макон = 4:1) выявило однонаправленность их антидепрессивного действия. Терапевтический эффект клатрата полностью проявляется, даже когда содержание в нём фармакона было уменьшено в 16 раз. Токсичность клатрата ниже в 32 раза по сравнению с флуоксетином.

Второй гликозид Stevia rebaudiana - ребаудиозид, для которого мы также обнаружили умеренное антиаритмическое действие, проявляет яркий эффект клатрирования. Базовая гипотензивная активность получена у клатрата ребаудиозид : ни-федипин = 4:1, содержащего 5-кратно сниженную дозу фармакона.

Подобно клатратам глицирризиновой  кислоты с нифедипином, клатрат ребаудиозид : нифе-дипин = 4:1 способен купировать и предупреждать развитие хлоридкальциевой аритмии при содержании фармакона, сниженном по сравнению с терапевтической дозой в 200 раз [1]. Таким образом, эффект гликозидного клатрирования в принципе распространяется на фармаконы различного действия, а круг гликозидов-клатратооб-разователей может быть расширен.