СРЕДСТВО, ПРЕДСТАВЛЯЮЩЕЕ СОБОЙ БИСИЗОНИКОТИНОАТ БЕТУЛИНА, ПРОЯВЛЯЮЩЕЕ ПРОТИВОЯЗВЕННУЮ, ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНУЮ И ГЕПАТОПРОТЕКТОРНУЮ АКТИВНОСТЬ

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности, а именно к средству, представляющему собой бисизоникотиноат бетулина формулы (1):

являющемуся низкотоксичным соединением, проявляющему сочетанную противоязвенную, противовоспалительную и гепатопротекторную активность.

Лечение больных хроническими заболеваниями желудочно-кишечного тракта и гепатобилиарной системы остается одной из актуальных проблем современной медицины. Вместе с тем арсенал эффективных средств, применяемых для этой цели, ограничен. Учитывая факт, что около 50% современных лекарственных препаратов созданы и продолжают создаваться на основе природных соединений [Newman D.J., Cragg G.M. Natural Products as sources of new drugs over the last 25 years // J. Nat. Prod. 2007. V.70. P.461-477], интенсивный поиск высокоэффективных соединений, обладающих противоязвенной, противовоспалительной и гепатопротекторной активностью на основе полусинтетических производных природных соединений, представляет особый интерес.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в разработке нового эффективного низкотоксичного средства, обладающего сочетанной противоязвенной, противовоспалительной и гепатопротекторной активностью.

Поставленная задача решается средством, представляющим собой бисизоникотиноат бетулина (3β,28-ди-O-изоникотинат бетулина) (1), проявляющим сочетанную противоязвенную, противовоспалительную и гепатопротекторную активность.

Наиболее близким по структуре и свойствам к предлагаемому соединению является 3,28-ди-O-никотинат бетулина, проявляющий гепатопроекторную и анти-ВИЧ активность [RU 2174982 C2]. Способ получения 3,28-ди-О-никотината бетулина заключается во взаимодействии бетулина с хлорангидридом никотиновой кислоты в среде пиридина - трибутиламина. Преимуществами нового средства по сравнению с аналогом являются меньшая токсичность (~1.14 раз меньшее значение LD₅₀) и более высокая гепатопротекторная активность - сравнимый эффект достигается при использовании в 2 раза меньшей дозы.

В заявленном техническом решении соединение (1) получают взаимодействием бетулина с хлорангидридом изоникотиновой кислоты при кипячении в среде пиридина, используя от 1 и более ммоль исходного субстрата (2). Выход соединения (1) составляет 88% после перекристаллизации из этанола. Необходимо отметить, что бетулин (2) является доступным соединением, выделяемым из коры белоствольных берез вида Betula pendula, многотоннажного отхода лесохимической промышленности.

Острую токсичность соединения (1) определяли на белых неинбредных мышах по методу Кербера [Елизарова Е.Н. Определение пороговых доз промышленных ядов при пероральном введении. М.: Медицина, 1971. - 192 с.; Хабриев Р.У., Арзамасцев Е.В., Бабаян Э.А. и др. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. - М.: ФГУ научный центр экспертизы средств медицинского применения, 2005. - 829 с.]. Соединение (1) имеет среднесмертельную дозу на уровне ~7375 мг/кг, не вызывает токсических явлений в дозах до 4500 мг/кг и может быть отнесено к IV классу токсичности (малоопасные вещества) согласно ГОСТ 12.1.00.7-76 [Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. - М.: Государственный комитет стандартов, 1976. - 23 с.].

Противоязвенное действие соединения (1) изучали на моделях острых язв желудка, вызванных введением крысам индометацина или уксусной кислоты, и сравнивали с активностью известного препарата, обладающего антиульцерогенным действием - карбеноксолона (динатриевая соль кислого сукцината глицирретовой кислоты). Результаты исследований представлены в таблице 1. Согласно данным таблицы 1 соединение (1) обладает противоязвенным действием в исследованных дозах, причем его противоязвенный эффект в дозе 10 мг/кг превосходит эффект карбеноксолона в дозе 50 мг/кг ~ в 1.3 раз на модели острых язв, вызванных кислотой уксусной; ~ в 1.5 раз на модели острых язв, вызванных индометацином.

Преимуществом соединения (1) в сравнении с карбеноксолоном является наличие более выраженного противоязвенного действия в более низких дозах, а также отсутствие ограничений использования, имеющихся у карбеноксолона, и проявляющегося побочным эффектом в виде псевдоальдостеронизма [Finney R.S.H., Tamoky A.L. The pharmacologic properties of glycyrrhetinic acid hydrogen succinate (disodium salt). // J. Pharm. Pharmacol. 1960. Vol.12. P.49-58; Толстиков Г.А., Балтина Л.А., Сердюк Н.Г. Глицирретовая кислота. // Хим. фарм. журнал. 1998. №8. С.5-14].

Противовоспалительное действие соединения (1) изучали на экспериментальных моделях острых воспалений, вызванных нитратом серебра, формалином, каррагенином и белком яиц кур. Противовоспалительное действие соединения (1) сравнивали с активностью известного широко применяемого в медицинской и ветеринарной практике нестероидного противовоспалительного средства - диклофенака. Результаты опытов представлены в таблице 2. Согласно данным таблицы 2 соединение (1) обладает выраженными противовоспалительными свойствами в исследованных дозах, причем противовоспалительный эффект соединения (1) в дозе 25 мг/кг превосходит эффект диклофенака (в дозе 8 мг/кг) ~ в 1.6 раз на модели острого воспаления, вызванного каррагенином; противовоспалительный эффект соединения (1) в дозе 10 мг/кг превосходит эффект диклофенака (в дозе 8 мг/кг) ~ в 1.2 раза на модели острого воспаления, вызванного нитратом серебра, ~ в 1.6 раз на модели острого воспаления, вызванного формалином, и ~ в 1.3 раза на модели острого воспаления, вызванного белком яиц кур.

Преимуществом соединения (1) в сравнении с диклофенаком является наличие более выраженного противовоспалительного эффекта при индукции белок-альдегидсодержащими флогогенами при одновременной активности при индукции острого воспаления солями тяжелых металлов (серебра нитрат).

Применение соединения (1) не вызывало развития эрозивно-язвенных изменений в желудочно-кишечном тракте у животных, тогда как длительное применение диклофенака вызывает развитие эрозивно-язвенного процесса в желудочно-кишечном тракте [Залесова В.Г., Никифоров П.А. Аргоно-плазменная коагуляция в местном лечении острых эрозивно-язвенных поражений желудка и двеннадцатиперстной кишки в условиях многопрофильного стационара. // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2007. №4. С.33-36].

Гепатопротекторное действие соединения (1) изучали на моделях гепатитогепатоза, вызванных внутрибрюшинным введением крысам 50%-ных масляных растворов тетрахлорметана или метанола, и сравнивали с гепатопротекторной активностью известного препарата - карсила, содержащего в качестве действующих веществ комплекс флавонолигнанов расторопши пятнистой (силибинин или силибин, силикристин, силидианин и изосилибин) и вспомогательные вещества, а также с наиболее близким аналогом - 3,28-ди-O-никотинатом бетулина [RU 2174982 C2]. Недостатками карсила является возможность появления тошноты, диспепсии, диареи, аллергических реакций, а в отдельных случаях - алопеция. Результаты опытов представлены в таблице 3. Согласно данным таблицы 3 соединение (1) обладает выраженным гепатозащитным действием в исследованных дозах, причем его гепатопротекторный эффект в дозе 10 мг/кг сравним с эффектом карсила, а в дозе 25 мг/кг превосходит его. При лечебно-профилактическом назначении крысам соединения (1) в дозе 25 мг/кг в модели острого гепатитогепатоза, вызванного тетрахлорметаном, биохимические показатели крови характеризовались меньшим содержанием печеночных ферментов-маркеров, указывающих на цитолиз гепатоцитов: аспартатаминотрансферазы (ACT) ~ в 1.4 раза; аланинаминотрансферазы (АЛТ) ~ в 1.3 раза; щелочной фосфатазы ~ в 1.2 раза в сравнении с карсилом, а также ~ в 1.3 раза меньшим содержанием в сыворотке крови крыс общего билирубина. При лечебно-профилактическом назначении крысам соединения (1) в дозе 25 мг/кг в модели острого гепатитогепатоза, вызванного метанолом, содержание печеночных ферментов-маркеров сыворотки крови крыс было меньше: аспартатаминотрансферазы (ACT) ~ в 1.6 раз; аланинаминотрансферазы (АЛТ) ~ в 1.5 раз; щелочной фосфатазы ~ в 1.3 раз в сравнении с карсилом, а также ~ в 1.4 раз меньшим содержанием в сыворотке крови крыс общего билирубина. Гепатопротекторная активность соединения (1) в дозе 25 мг/кг находилась в достоверных пределах с активностью его ближайшего аналога - 3,28-ди-O-никотината бетулина, но в 2 раза меньшей дозе.

Преимуществом соединения (1) по сравнению с карсилом явилось более выраженное гепатозащитное и стимулирующее эритро-, лейкопоэз, глюкогенез и белоксинтезирующую функцию печени в обеих рассмотренных моделях острых гепатитогепатозах, а по сравнению с ближайшим аналогом 3,28-ди-O-никотинатом бетулина - в два раза меньшая доза, позволяющая достичь сравнимого эффекта.

Таким образом, предложено новое малотоксичное производное среди тритерпеноидов лупановой группы - бисизоникотиноат бетулина (1), обладающее выраженной гепатопротекторной активностью, превышающей эффект известного гепатопротектора карсила и ближайшего аналога 3,28-ди-O-никотината бетулина, противоязвенной активностью, в более низкой дозе превышающей эффект широко используемого препарата карбеноксолона, а также более выраженным противовоспалительным действием в сравнении с широко применяемым в медицинской и ветеринарной практике нестероидным противовоспалительным средством диклофенаком.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1. Синтез бисизоникотиноата бетулина (1)

К раствору 1 ммоль (0.44 г) бетулина (2), выделенного согласно [Флехтер О.Б., Карачурина Л.Т., Нигматуллина Л.Р., Сапожникова Т.А., Балтина Л.А., Зарудий Ф.С., Галин Ф.З., Спирихин Л.В., Толстиков Г.А., Плясунова О.А., Покровский А.Г. Синтез и фармакологическая активность диникотината бетулина. // Биоорган. химия, 2002, Т.28, №6, с.543-550], в 15 мл безводного пиридина при перемешивании добавляли 3 ммоль (0.43 г) свежеприготовленного хлорангидрида изоникотиновой кислоты (полученного кипячением 3 ммоль (0.37 г) изоникотиновой кислоты в 1.5 мл SOCl₂ в течение 5 ч с последующим упариванием реакционной массы в вакууме водоструйного насоса). Реакционную смесь кипятили в течение 4 ч и выливали в 100 мл 5% раствора HCl, осадок отфильтровывали, промывали водой, сушили. Продукт перекристаллизовывали из EtOH. Выход 0.55 г (88%). R_f 0.35, элюент хлороформ - этилацетат, 20:1. Т.пл. 119°C. Найдено (%): C, 77.28; H, 8.62; N, 4.30. C₄₂H₅₆O₄N₂ (М 625.91). Вычислено (%): C, 77.26; H, 8.64; N, 4.29. Спектр ЯМР ¹H (CDCl₃, δ, м.д., J/Гц): 0.90, 0.99, 1.02, 1.08, 1.69, 1.75 (6с, 21H, 7CH₃), 1.10-2.10 (м, 20H, CH₂, CH), 2.50 (м, 2H, H1a, H19, J=5.57 Гц), 4.10 (д, 2H, H28, J=11.00 Гц), 4.55 (с, 1H, H3), 4.60 (с, 1H, H30a), 4.70 (с, 1H, H30b), 7.85 (т, 4H, H3′ H6′, H9′, H12′, J=5.42 Гц), 8.78 (4H, с, H4′, H5′, H10′, H11′). Спектр ЯМР ¹³C (CDCl₃, δ, м.д.): 14.8, 16.1, 16.7, 18.2, 19.1, 20.2, 20.8, 23.7, 25.2, 27.1, 28.1, 29.6, 29.9, 34.1, 34.6, 37.1, 37.7, 38.2, 38.4, 40.9, 42.8, 46.7, 47.8, 48.9, 50.3, 55.4, 64.2, 82.73, 110.1, 122.8, 137.6, 138.1, 149.8, 150.5, 150.61, 164.8, 165.4.

Пример 2. Определение острой токсичности соединения (1)

Острую токсичность соединения (1) определяли на 50 белых неинбредных мышах массой 22-23 г обоего пола при введении в желудок через зонд в дозах от 4000 до 10500 мг/кг по методу Кербера [Елизарова Е.Н. Определение пороговых доз промышленных ядов при пероральном введении. М.: Медицина, 1971. - 192 с.; Хабриев Р.У., Арзамасцев Е.В., Бабаян Э.А. и др. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. - М.: ФГУ научный центр экспертизы средств медицинского применения, 2005. - 829 с.]. Наблюдения за животными проводили в течение 30 дней.

На основании данных гибели животных от применения разных доз исследуемых соединений методом интегрирования по Беренсу [Беленький М.П. Основные приемы статистической обработки результатов наблюдений в области физиологии - М.: Медицина, 1963. 126 с.] устанавливали минимальную абсолютно смертельную дозу (LD₁₀₀) и максимально переносимую дозу (LD₀). Значения LD₁₆ и LD₈₄ находили по характеристической кривой, построенной на основании интегрированных данных.

Коэффициент вариабельности смертельных доз (K) определяли по формуле:

Дозу, вызывающую гибель половины животных LD₅₀, рассчитывали по формуле Кербера [Елизарова Е.Н. Определение пороговых доз промышленных ядов при пероральном введении. М.: Медицина, 1971. - 192 с.]:

,

где: DM - доза, вызывающая смерть всех животных (LD₁₀₀);

Z - половина суммы числа животных, погибающих от двух смежных доз;

d - разница числового значения смежных доз;

Σ - знак суммирования;

n - количество животных в каждой группе.

Среднюю ошибку LD₅₀ определяли по формуле Гаддэма:

где: k - постоянный коэффициент, равный 0,564;

d - средний интервал между испытывавшимися дозами;

n - число животных в каждой группе;

S - среднее квадратичное отклонение LD₅₀, которое выводится по формуле:

Установлено, что соединение (1) имеет среднесмертельную дозу, равную 7375±484 мг/кг. Через 40-55 минут после введения в желудок мышей соединения (1) в дозе, близкой к LD₁₆, отмечалось понижение двигательной активности, сохраняющееся в течение не более 2 часов, с последующим и полным восстановлением физиологической активности. Введение доз соединения (1), приближающихся к LD₅₀ и превышающих их, приводило к кратковременному, в течение 20-40 минут, повышению двигательной активности мышей опытных групп с последующим угнетением, сохраняющимся в течение до 3-10 ч. Внутрижелудочное введение мышам абсолютно смертельных доз соединения (1) вызывало быстро наступающее возбуждение, длящееся 5-10 минут, с последующим проявлением клонико-тонических судорог в течение 10-15 минут, сменяющимся полным угнетением двигательной активности и летальным исходом в течение 24-36 ч. Коэффициент вариабельности смертельных доз соединения (1) составил 1.9, что указывает на значительную широту смертельных доз. Согласно ГОСТ 12.1.00.7-76 соединение (1) относится к 4 классу опасности (малотоксичные вещества).

Пример 3. Изучение противоязвенной активности соединения (1)

Противоязвенную активность соединения (1) изучали на 72 неинбредных белых крысах обоего пола (10 опытных групп и 2 контрольные; по 6 животных в каждой группе) с живой массой 220-250 г на моделях острых язв желудка. Выдержанным в течение 24 ч на голодной диете крысам опытных групп однократно внутрижелудочно через зонд вводили соединение (1) в дозах 5, 10, 25 и 50 мг/кг или препарат сравнения карбеноксолон в дозе 50 мг/кг (по действующему веществу), животным контрольных групп вводили дистиллированную воду. Через 1 час все животные опытных и контрольных групп подвергались экспериментальной модуляции острых язв путем внутрижелудочного введения 3%-ного раствора уксусной кислоты в дозе 100 мг/кг (по действующему веществу) или раствора индометацина в дозе 20 мг/кг. Через 8 часов ульцерогены в тех же дозах вводили повторно с последующей 24-часовой голодной диетой и содержанием при температуре окружающей среды на уровне +4…+6°C. Под ксилазиновым наркозом у животных опытных и контрольных групп проводили лапаратомию с извлечением желудков. Желудки вскрывали по большой кривизне, слизистую оболочку обмывали 0.9%-ным раствором натрия хлорида и производили подсчет язв и эрозий. Противоязвенную активность (ПА) определяли по формуле:

ПА=ИП (контроль) / ИП (опыт)

Индекс Паулеса (ИП)=(A×B)/100,

где A - среднее количество язв на одно животное; B - количество животных с язвами в группе, %. Результаты опытов приведены в таблице 1.

Пример 4. Изучение противовоспалительной активности соединения (1)

Противовоспалительную активность соединения (1) изучали на 264 неинбредных белых мышах обоего пола с живой массой 19-22 г на моделях экспериментальных острых воспалений, вызванных введением под подошвенный апоневроз одной из задних лапок 0.05 мл 2%-ного раствора каррагенина, 10%-ного раствора белка куриных яиц, 2%-ного раствора формалина или 1%-ного раствора серебра нитрата. Соединение (1) назначалось внутрижелудочно: за 1 ч до моделирования воспаления флогогеном; во время модуляции острого воспаления и дважды с интервалом 1 ч после модуляции воспаления в суммарных дозах 5, 10, 25 и 50 мг/кг. Животным контрольной группы назначался препарат сравнения - диклофенак в суммарной дозе 8 мг/кг по аналогичной соединению (1) схеме. О противовоспалительной активности судили по разнице масс лапок, подвергнутых действию флогогена, и контрольной (в которую флогоген под подошвенный апоневроз не вводили) с использованием расчетной формулы:

,

где: V_k - среднее увеличение массы лапки, не подвергавшейся введению флогогена; V₀ - среднее увеличение массы лапки, подвергнутой введению флогогена под подошвенный апоневроз. Результаты опытов приведены в таблице 2.

Пример 5. Изучение гепатопротекторной активности соединения (1)

Гепатопротекторные свойства соединения (1) изучены на двух моделях гепатитогепатозов, экспериментально воспроизведенных внутрибрюшинным введением 50%-ного масляного раствора тетрахлорметана или метанола. Эксперимент воспроизведен на 84 белых беспородных крысах обоего пола с живой массой 220-230 г, содержащихся в одинаковых зоогигиенических условиях вивария («Санитарные правила по устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев)» №1045-73 от 06.04.1973) и потреблявших идентичные по составу и питательности гранулированные корма, соответствующие требованиям ГОСТ Р 50258-92 «Комбикорма полнорационные для лабораторных животных». Для проведения эксперимента крысы были распределены на 12 групп, по 6 голов в каждой, 12 животных были использованы для определения исходных гематологических и биохимических показателей крови. Животным 1-6 групп трехкратно (один раз в два дня) внутрибрюшинно вводили 50%-ный масляный раствор тетрахлорметана (CCl₄) из расчета 4 мл/кг живой массы, животным 7-12 групп - 50%-ный масляный раствор метанола (CH₃OH). За 7 суток до моделирования гепатитогепатозов и в течение 7 суток с момента первой инъекции индуктора гепатитогепатоза крысам 1 и 7 групп внутрь давали соединение (1) в дозе 10 мг/кг; крысам 2 и 8 групп - соединение (1) в дозе 25 мг/кг; крысам 3 и 9 групп - соединение (1) в дозе 50 мг/кг; крысы 4 и 10 групп оставались интактными (отрицательный контроль); крысам 5 и 11 групп давали внутрь 3,28-ди-O-никотинат бетулина в эффективной дозе 50 мг/кг; крысам 6 и 12 групп внутрь давали препарат сравнения карсил в эффективной дозе 25 мг/кг. На 15-е сутки исследований (через 7 дней после начала воспроизведения гепатитогепатоза) у наркотизированных ксилазином животных опытных и контрольных групп производили забор крови для определения гематологических и биохимических параметров.

Определение количества форменных элементов в крови (эритроциты и лейкоциты) осуществляли с использованием автоматического гематологического анализатора Abacus Junior 5 Vet (Diatron Messtechnik GmbH). Биохимические показатели крови определяли с помощью полуавтоматического биохимического анализатора Stat Fax 1904 Plus (Awareness Technology Inc.) и стандартизированных наборов реактивов «Витал Диагностика СПб»: гемоглобин - колориметрическим гемоглобинцианидным методом (инкубация 20 минут при температуре 20°C, λ=545 нм, длина оптического пути 10 мм, нижняя граница линейности 50 г/л, верхняя граница линейности 300 г/л в сравнении с холостой и калиброванной пробой гемоглобина 130 г/л); билирубин общий - методом Эндрасика-Грофа (инкубация 20 минут при температуре 20°C, λ=545 нм, длина оптического пути 10 мм, нижняя граница линейности 8 мкмоль/л, верхняя граница линейности 410 мкмоль/л в сравнении с холостой и калиброванной пробой билирубина 171 мкмоль/л); глюкозу - энзиматическим колориметрическим методом (инкубация 10 мин при температуре 37°C, λ=505 нм, длина оптического пути 10 мм, нижняя граница линейности 1 ммоль/л, верхняя граница линейности 30 ммоль/л в сравнении с холостой и калиброванной пробой глюкозы 10 ммоль/л); общий белок - биуретовым методом (инкубация 30 мин при температуре 20°C, λ=545 нм, длина оптического пути 10 мм, нижняя граница линейности 0 г/л, верхняя граница линейности 120 г/л, в сравнении с холостой и калиброванной пробой белка крови 70 г/л); аланинаминотрансферазу и аспартатаминотрансферазу - ферментативным кинетическим методом (без инкубации при температуре реакционной смеси 37°C, λ=340 нм, длина оптического пути 10 мм, лаг-фаза 90 с, время считывания 60 с, фактор = -1746, против холостой пробы); щелочную фосфатазу оптимизированным кинетическим методом (без инкубации при температуре реакционной смеси 20°C, λ=405 нм, длина оптического пути 10 мм, лаг-фаза 30 с, время считывания 30 с, фактор = 2764, нижняя граница линейности 0 Ед/л, верхняя граница линейности 830 Ед/л, против холостой пробы); холестерин - энзиматическим колориметрическим методом (инкубация 5 мин при температуре 20°C, λ=500 нм, длина оптического пути 10 мм, нижняя граница линейности 0.5 ммоль/л, верхняя граница линейности 25.8 ммоль/л, в сравнении с холостой и калиброванной пробой холестерина сыворотки крови 5.17 ммоль/л); коэффициент де Ритиса определяли расчетным методом как соотношение активности сывороточных ACT (аспартатаминотрансфераза) и АЛТ (аланинаминотрансфераза). Результаты опытов приведены в таблице 3.