N-АЦЕТИЛЦИСТЕИНАТ 2-ЭТИЛ-6-МЕТИЛ-3-ГИДРОКСИПИРИДИНА, ОБЛАДАЮЩИЙ АНТИОКСИДАНТНЫМИ, ГИПОГЛИКЕМИЧЕСКИМИ, ГИПОЛИПИДЕМИЧЕСКИМИ И ПРОТИВОШОКОВЫМИ СВОЙСТВАМИ

Изобретение относится к области медицины, а именно к новому биологически активному соединению, конкретно к N-ацетилцистеинату 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина (ЭМГП) [1], обладающего антиоксидантными, гипогликемическими, гиполипидемическими и противошоковыми свойствами. Указанные свойства соединения [1] могут быть использованы в эндокринологии, кардиологии, медицине катастроф, реаниматологии и др. областях.

Сахарный диабет является важной медико-социальной проблемой для всех стран мира. По данным Всемирной Организации Здравоохранения в настоящее время во всем мире насчитывается более 150 млн. больных диабетом, и каждые 10-15 лет число больных сахарным диабетом удваивается. Экспертная оценка распространенности сахарного диабета позволяет считать, что к 2010 году в мире будет насчитываться более 230 млн. больных сахарным диабетом (И.И.Дедов, 2001).

Современные гипогликемические препараты не лишены целого ряда побочных эффектов. Так, при приеме сульфаниламидных сахаропонижающих средств эффективное снижение гликемии наблюдается только у 70-75% пациентов, у 3-5% леченных сульфаниламидами пациентов каждый год развивается резистентность к препаратам. Хроническая гиперстимуляция панкреатических (3 клеток может привести к их ускоренному истощению и более выраженной инсулиновой недостаточности, а также к усилению секреции незрелыми клетками проинсулина и сплитпроинсулина, которые повышают риск атерогенеза (А.А.Александров, 2001). Ограничение использования бигуанидов определяется возможностью развития лактатацидоза, в производных тиазолидона - выявленной гепатотоксичностью (М.И.Балаболкин, 2001).

Одним из ведущих патофизиологических звеньев метаболических нарушений при сахарном диабете является повышенное образование кислородсодержащих свободных радикалов (М.И.Балаболкин, 2000). В этой связи применение препаратов с антиоксидантной активностью при сахарном диабете является патогенетически обоснованным. Однако проблема фармакологической коррекции метаболических нарушений при сахарном диабете препаратами с антиоксидантными свойствами разработана недостаточно.

Кроме того, принимая во внимание роль активации процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в атеросклерозе, можно полагать о возможном благоприятном эффекте антиоксидантов на течение основного патологического процесса при атеросклерозе, тем более, что современное поколение водорастворимых антиоксидантов, к каким относится и производное 3-оксипиридина-N-ацетилцистеинат ЭМГП обладают широким спектром фармакологического действия, проявляя антиоксидантный, гипогликемический, гиполипидемический эффекты.

В качестве сравниваемых препаратов были выбран сукцинат ЭМГП (мексикор), который обладал способностью оказывать фармакологическую коррекцию метаболических нарушений при сахарном диабете II типа (Балаболкин М.И., Смирнов Л.Д., 2005) и L-цистеин, а также супероксиддисмутаза эритроцитов человека (эрисод), используемая для лечения шока (Сидельников В.О., 2003), при котором эрисод вводят больным с ожеговым шоком и с комбинированными травмами внутривенно в дозе 24-32 мг в сутки в составе комплексной инфузионной терапии.

Недостатками этого способа являются фармацевтические параметры препарата: источник получения - эритроциты человека, нестойкость хранения раствора эрисода при Т 4°С (не более 6 дней), форма выпуска - порошок для приготовления глазных капель, фармакодинамические свойства: изолированная стимуляция одного из звеньев антиоксидантной системы - супероксиддисмутазного.

Целью настоящего изобретения явилось обоснование применения N-ацетилцистеината ЭМГП в качестве средства коррекции метаболического синдрома при аллоксановом диабете и средства, обладающего противошоковой активностью. Задача изобретения решается также в способе получения N-ацетилцистеината ЭМГП, который включает взаимодействие эквимолекулярных количеств 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина с N-ацетил-L-цистеином в растворе низшего спирта при перемешивании реагентов и кипячении с последующей отгонкой в вакууме растворителя и перекристаллизации целевого продукта из спирта.

Пример 1

Получение N-ацетилцистеината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина.

В колбу с магнитной мешалкой и обратным холодильником загружают 13,7 г (0,1 моль) основания 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина, 16,3 г (0,1 моль) N-ацетилцистеината и 50 мл спирта. При работающей мешалке реакционную смесь нагревают до кипения и кипятят в течение 1 часа. Затем растворитель упаривают в вакууме, образовавшийся кристаллический продукт отделяют фильтрованием, промывают на фильтре ацетоном, сушат в вакууме. Получают 25,6 г N-ацетилцистеината ЭМГП (85% от теории), T_пл=128-130°C. Найдено, %: С 52.32, Н 6.64, N 9.41 C₁₃H₂₀N₂O₄S. Вычислено, %: С 52.11, Н 6.61, N 9.38.

Пример 2

Исследование метаболической активности N-ацетилцистеината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина.

Исследование метаболической активности (1) проведено на 40 беспородных половозрелых белых крысах.

Как показали наши исследования, у крыс повышается уровень сахара в сыворотке крови на 69% от исходного уровня (табл.1). Применение ЭМГП сукцината и N-ацетилцистеината ЭМГП в дозе 25 мг/кг оказывает сопоставимое гипогликемическое действие, снижая уровень глюкозы на 54,7% и 56,8% от уровня контроля.

Экспериментальный диабет сопровождался повышением содержания в сыворотке крови общего холестерина на 137% от исходного уровня (табл.1). N-ацетилцистеинат ЭМГП в дозе 25 мг/кг проявляет более выраженное, чем ЭМГП сукцинат, гиполипидемическое действие, снижая содержание общего холестерина в сыворотке крови на 51% от значений контроля.

Экспериментальная гипергликемия сопровождалась увеличением концентрации триглицеридов в сыворотке крови на 131% по сравнению с интактными животными. N-ацетилцистеинат ЭМГП в дозе 25 мг/кг превосходит также ЭМГП сукцинат по степени снижения триглицеридов, уменьшая их концентрация на 77,5% (ЭМГП сукцинат - на 58,4%,).

Оба исследуемых препарата оказывают сопоставимое влияение на содержание малонового диальдегида в сыворотке крови экспериментальных животных, уменьшая его значения на 57% и 54% (табл.2). Более эффективно, чем ЭМГП сукцинат, N-ацетилцистеинат ЭМГП корригирует цитолитический синдром, снижая показатели ACT на 67%, а АДТ на 58% от значений контроля (табл.3).

Таким образом, N-ацетилцистеинат ЭМГП эффективно воздействует на основные звенья патогенеза нарушений, развивающихся при экспериментальном сахарном диабете, корригируя развитие гипергликемии, гиперхолестеринемии, ингибируя чрезмерную активацию процессов липопероксидации более эффективно, чем ЭМГП сукцинат, ограничивая процессы цитолиза и уровень гипертриглицеридемии.

Пример 3

Исследование противошоковой активности N-ацетилцистеината ЭМГП.

Исследование противошоковой активности N-ацетилцистеината ЭМГП при ожоговой травме проведено на 90 половозрелых нелинейных мышах обоего пола массой 18-20 г и белых нелинейных крысах массой 180-200 г. Термический ожог воспроизводили под этаминал-натриевым наркозом (50 мг/кг) нагретым электрическим паяльником в течение 40 сек на площади 7% от поверхности тела. Через 30 мин после нанесения термической травмы внутрибрюшинно вводили изотонический раствор натрия хлорида из расчета 30 мг/кг, преднизолон 1 мг/кг, анальгин 10 мг/кг. Повторно стандартная терапия проводилась в через 12 часов. В серии с крысами в хвостовую вену вводили реополиглюкин 10 мг/кг. В опытных группах дополнительно к стандартной терапии вводили внутрибрюшинно N-ацетилцистеин 25 мг/кг, ЭМГП сукцинат 5 или 25 мг/кг, N-ацетилцистеинат ЭМГП 5 или 25 мг/кг. Противошоковая терапия проводилась через каждые 12 часов. Наблюдение проводили в течение 24 часов после нанесения ожога. Затем животных забивали декапитацией под эфирным наркозом. Введение в комплексную в протвошоковую терапию N-ацетилцистеината ЭМГП снижает летальность при ожоге с 60% до 20% (табл.4).

Ожоговая травма активизирует процессы перекисного окисления липидов в плазме крови, гомогенатах печени и почек: показатели МДА превышают значения интактных крыс на 20%, 38% и 48% соответственно (таблица 5, 6, 7). Резерв липидов для перекисного окисления (РЛПО) снижается наиболее значимо в плазме крови и печени - на 58-60% (табл.5). Активность каталазы уменьшается на 78% в плазме, 83% в печени и 89% в почках по отношению к интактным животным. Наиболее эффективно корригируют активацию перекисного окисления липидов в плазме N-ацетилцистеинат ЭМГП в дозе 5 мг/кг, снижая значения МДА на 34% по отношению к контролю, что достоверно более интенсивно, чем ЭМГП сукцинат в дозе 5 мг/кг (снижение на 11%). N-ацетилцистеин в дозе 25 мг/кг даже усиливает активацию ПОЛ в плазме крови крыс при ожоге. РЛПО в плазме крови N-ацетилцистеинат ЭМГП в дозе 25 мг/кг повышает на 80% по отношению к контролю. Наиболее эффективно повышают каталазную активность N-ацетилцистеинат ЭМГП в дозе 5 и 25 мг/кг и ацетилцистеин 25 мг/кг, увеличивая ее значения на 271%, 284% и 337% по отношению к контролю.

В печени активацию ПОЛ наиболее эффективен N-ацетилцистеинат ЭМГП в дозе 5 мг/кг, снижая значения МДА на 35% по отношению к контролю (табл.6). 3-Окси-6-метил-2-этилпиридина ацетилцистеинат (25 мг/кг) проявляет меньшую антиоксидантную активность, снижая показатели МДА в печени лишь на 13%. В гомогенатах печени наиболее значимо повышают значения РЛПО N-ацетилцистеинат ЭМГП 5 мг/кг - на 43,3%. Снижение каталазной активности в печени наиболее эффективно корригируют N-ацетилцистеинат ЭМГП 5 мг/кг и 25 мг/кг, на фоне которых ее значения на 553% превышают значения контроля (ЭМГП сукцинат в дозе 5 мг/кг - лишь на 168%).

В почках максимальную антиоксидантную активность при ожоговой травме проявил N-ацетилцистеинат ЭМГП (5 и 25 мг/кг), снижая значения МДА в гомогенатах на 13% (табл.7). В гомогенатах почек более высокие показатели резерва липидов для перекисного окисления выявлена на фоне введения N-цистеина 25 мг/кг (+25%) N-ацетилцистеинат ЭМГП 5 и 25 мг кг (+32% и +63%). Активность каталазы максимально возрастает на фоне N-ацетилцистеината ЭМГП 5 мг/кг на 650%, N-ацетилцистеина 25 мг/кг - 725%. ЭМГП сукцинат в дозе 25 мг/кг не корригирует снижение каталазной активности.

Ожоговая травма оказывает токсическое действие, приводя к повреждению органов-мишеней, в том числе и в органах детоксикации - печени и почек. О гепатотоксическом действии ожоговой травмы свидетельствует рост активности ферментов цитолиза АЛТ и ACT на 10% и 173% соответственно по отношению к интактным животным (табл. 8). Введение антиоксидантов корригирует рост активности ферментов цитолиза. При этом снижение активности АЛТ составило 52% на фоне N-ацетилцистеинат ЭМГП 25 мг/кг, 45% на фоне N-ацетилцистеинат ЭМГП 5 мг/кг, 28% - N-ацетилцистеина 25 мг/кг. Повышение активности ACT наиболее эффективно корригировалось при введении N-ацетилцистеинат ЭМГП 25 мг/кг (снижение составило 38%, ЭМГП сукцинат 25 мг снижал активность ACT лишь на 13%), N-ацетилцистеинат ЭМГП в дозе 5 мг/кг уменьшал значения ACT на 23%, N-ацетилцистеина 25 мг/кг - на 25% по отношению к контролю.

О нормализации детоксикационной функции печени и снижении эндотоксемии на фоне ожоговой травмы и N-ацетилцистеината ЭМГП в обеих дозах свидетельствует снижение уровня мочевины до значений интактных животных на 42% и 50%. ЭМГП сукцинат в дозе 5 мг не корригирует, а в дозе 25 мг/кг снижает уровень мочевины лишь на 21% (табл.9). N-ацетилцистеинат ЭМГП в обеих дозах нормализует повышение креатинина у крыс при ожоге в отличие от ацетилцистеина 25 мг/кг, где, напротив, наблюдается рост креатинина на 72% и 366%.

Таким образом, N-ацетилцистеинат ЭМГП проявляет противошоковую активность при ожоговой травме в эксперименте, снижает летальность экспериментальных животных по сравнению с традиционной терапией, снижает степень эндотоксикоза, ограничивает активацию процессов липопероксидации не только в плазме крови, но и в органах детоксикации, оказывают гепато- и нефропротекторное действие.

Пример 4

Влияние N-ацетилцистеината ЭМГП на процессы гликирования гемоглобина в крови больных сахарным диабетом 2 типа in vitro.

Гликирование гемоглобина является важным фактором, который содействует появлению и развитию гипоксии, патологически связанной с диабетическими микроангиопатиями (Боднар П.Н., Приступюк А.М., 1992). Процесс гликирования гемоглобина происходит в периферической крови на протяжении всей жизни эритроцита и представляет собой неферментативную посттрансляционную реакцию глюкозы с гемоглобином (Alveres L.J., Solemango R. et al., 1984).

Определение гликированного гемоглобина является практически важным в клинической оценке компенсации диабета, динамики и прогноза заболевания и, что наиболее перспективно, в проведении исследований по выявлению ранних форм нарушений углеводного обмена.

Поэтому целью нашего исследования явилось изучение гликирования гемоглобина в крови больных СД 2 типа при инкубации с ЭМГП сукцинатом в дозах 0,005 мг/мл и 0,025 мг/мл, N-ацетилцистеином ЭМГП в дозах 0,005 мг/мл и 0,025 мг/мл.

Как видно из таблицы 3 степень гликирования гемоглобина в крови больных диабетом значительно превосходит ее нормальные показатели. Средний уровень гликирования гемоглобина в крови больных сахарным диабетом составил 15,61±0,56 мкмоль/г и достоверно превысил на 148,57% его значения у здоровых людей 6,28±0,38 мкмоль/г.

При инкубации крови в течении суток без препарата (контроль) наметилась тенденция к росту уровня гликированного гемоглобина в крови как здоровых, так и больных пациентов до 8,26±0,72 мкмоль/г и 16,57±1,47 мкмоль/г соответственно, что можно объяснить продолжающимися процессами гликирования.

В серии, инкубируемой с N-ацетилцистеин ЭМГП в дозе 0,005 мг/мл, процент снижения концентрации гли-Нв в сравнении с контролем был несколько меньше и составил 35% (16,57±1,47 мкмоль/г в контроле против 5,84±0,15 мкмоль/г, Р<0,05 в исследуемой группе).

Таким образом, обобщая полученные результаты, можно сделать вывод, что в крови больных сахарным диабетом имеет место выраженная активация процессов гликирования гемоглобина, свидетельствующая о значительном росте уровня гли-Нв до значений, на 148,57% превышающих нормальные.

Исследуемые антиоксиданты блокируют процессы гликирования белков, достоверно снижая уровень гли-Нв в крови больных сахарным диабетом in vitro. Наиболее эффективным препаратом снова оказался N-ацетилцистеин ЭМГП в дозе 0,025 мг/мл, который способствовал снижению уровня гликированного гемоглобина более чем на 71% от контрольных значений.

ЛИТЕРАТУРА

1. А.А.Александров. Сахарный диабет и ишемическая болезнь сердца: неразгаданная тайна сульфаниламидов // Consilium medicum. 2001. №10. С.500-502.

2. М.И.Балаболкин. Диабетология. М.: Медицина. 2001. 672 с.

3. И.И.Дедов. Сахарный диабет - проблема XXI века. // Врач. 2001. №5. С.5-8.

4. Е.И.Соколов. Диабетическое сердце М.: Медицина. 2002.

5. Сидельников В.О. и соавт. Современные принципы патогенетической терапии ожогового шока. Военно-медицинский журнал, 2003, №12. С.34-39.

6. М.И.Балаболкин, Л.Д.Смирнов, Е.М.Клебанова, В.М.Креминская. Материалы международного симпозиума, молекулярные механизмы, регуляции функции клетки, Тюмень, 2005, с.190-193.