Результат интеллектуальной деятельности: Способ коррекции остеопороза и остеопоротических переломов 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния никотинатом в эксперименте

Изобретение относится к медицине, области экспериментальной фармакологии, а именно к новым биологически активным соединениям, конкретно - 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния никотинат обеспечивающий коррекцию остеопороза и остеопоротических переломов.

Остеопороз, наиболее частое заболевание, связанное с ремоделированием костей, характеризуется низкой костной массой с предрасположенностью к переломам, что приводит к повышенному риску неблагоприятных последствий для здоровья, включая снижение качества жизни, инвалидность, частые госпитализации и смерть [Kelchtermans H, Geboes L, Mitera T, Huskens D, Leclercq G, Matthys P. Activated CD4+CD25+ regulatory T cells inhibit osteoclastogenesis and collagen-induced arthritis. Ann Rheum Dis. 2009; 68(5):744–750.; Campbell AJ, Buchner DM. Unstable disability and the fluctuations of frailty. Age Ageing. 1997; 26(4):315–318.]. В последние годы это заболевание стало серьезной угрозой для здоровья человека во всем мире. Поэтому профилактика и раннее лечение остеопороза важны, чтобы избежать его осложнений, особенно у женщин в постменопаузе с остеопенией.

Есть некоторые антиостеопоротические препараты, которые могут предотвратить и лечить остеопороз. Однако многие из этих препаратов связаны с серьезными побочными эффектами. В течение нескольких лет заместительная терапия эстрогенами использовалась для предотвращения остеопороза у женщин в постменопаузе [Turner RT, Riggs BL, Spelsberg TC. Skeletal effects of estrogen. Endocr Rev. 1994;15(3):275–300.], но исследования показали, что заместительная терапия эстрогенами была связана с головной болью и повышенным риском рака, такого как рак груди, рак эндометрия и рак яичников [Loder EW, Buse DC, Golub JR. Headache as a side effect of combination estrogen-progestin oral contraceptives: a systematic review. Am J Obstet Gynecol. 2005; 193(3 Pt 1):636–649; Ingle JN. Postmenopausal women with hormone receptor-positive breast cancer: balancing benefit and toxicity from aromatase inhibitors. Breast. 2013; 22(Suppl 2):S180–S183. В настоящее время в клинической практике используются бисфосфонаты, анти-RANKL, паратироидный гормон и стронция ранелат, которые могут снизить риск первичных и повторных переломов [Xia B, Xu B, Sun Y, Xiao L, Pan J, Jin H, Tong P. The effects of Liuwei Dihuang on canonical Wnt/beta-catenin signaling pathway in osteoporosis. J Ethnopharmacol. 2014;153(1):133–141. Однако все современные подходы не лишены наличия побочных эффектов. Следовательно, существует острая и возрастающая потребность в эффективной фармакотерапии, безопасных препаратов для коррекции остеопороза и переломов.

Наиболее близкими к заявленному решению являются: способ коррекции остеопороза и профилактики возникновения остеопоротических переломов лозартаном (RU № 2369391, публ.10.10.2009) в котором на фоне моделирования остеопороза в эксперименте с помощью билатеральной овариоэктомии самкам крыс линии Wistar в течение 8 недель после овариоэктомии вводят ежедневно однократно в сутки внутрижелудочно лозартан в дозе 6 мг/кг, оценивая остеопротективное действие лозартана по уровню микроциркуляции в костной ткани и ширине костных трабекул; остеопоротических переломов эналаприлом (RU № 2369390, публ.10.10.2009) при котором на фоне моделирования остеопороза в эксперименте с помощью билатеральной овариоэктомии самкам крыс линии Wistar в течение 8 недель после овариоэктомии вводят ежедневно однократно в сутки внутрижелудочно эналаприл в дозе 0,5 мг/кг, оценивая остеопротективное действие эналаприла по уровню микроциркуляции в костной ткани и ширине костных трабекул; комбинацией резвератрола с эналаприлом (RU № 2437160, публ.20.12.2011) в котором на фоне моделирования остеопороза в эксперименте с помощью билатеральной овариэктомии самкам крыс линии Wistar в течение восьми недель после овариэктомии вводят ежедневно однократно в сутки внутрибрюшинно резвератрол в дозе 2 мг/кг и внутрижелудочно эналаприл в дозе 0,5 мг/кг, оценивая остеопротективное действие резвератрола в комбинации с эналаприлом по уровню микроциркуляции в костной ткани и ширине костных трабекул; комбинацией L-аргинина и лозартана (RU № 2542425, публ.20.02.2015) в котором используют комбинацию L-аргинина в дозе 200 мг/кг и лозартана в дозе 6 мг/кг, которую ежедневно внутрижелудочно вводят лабораторному животному однократно в сутки, на фоне моделирования остеопороза в течение восьми недель, а при переломах - на фоне моделирования остеопороза в течение двенадцати недель.

Основными недостатками является, то что, в большинстве способов коррекции остеопороза включена комбинация препаратов, что является не достаточно удобным в применении и не проводилось изучение влияния 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния никотина на микроциркуляцию в костной ткани при экспериментальном остеопорозе и остеопоротических переломах на его фоне.

Задачей изобретения является разработка способа коррекции остеопороза и остеопоротических переломов, включающего использование соединения 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния никотината, обладающего остеопротекторной активностью.

Поставленная задача достигается применением соединения 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния никотината, C₁₄H₁₆N₂O₃, в качестве средства, обладающего активностью в отношении остеопороза и остеопоротических переломов. Способ включает моделирование остеопороза с помощью билатеральной овариэктомии и остеопоротических переломов бедренной кости у самок крыс линии Wistar, а в качестве средства коррекции используют соединение 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния никотината в дозе 3,8 мг/кг, которое вводят ежедневно внутрижелудочно лабораторному животному два раза в сутки, на фоне моделирования остеопороза в течение восьми недель, а при переломах - на фоне моделирования остеопороза в течение двенадцати недель.

Технический результат способа заключается в обеспечении выраженной коррекции остеопороза и остеопоротических переломов, включающий использование соединения 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния никотината, обладающего выраженной остеопротекторной активностью.

3-ГИДРОКСИ-2-ЭТИЛ-6-МЕТИЛПИРИДИНИЯ НИКОТИНАТА ПОЛУЧАЮТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ:

В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и обратным холодильником, загружают 40 мл этилового спирта, при перемешивании постепенно добавляют 2,74 г (0,02 гм) 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина, массу тщательно перемешивают и после растворения постепенно добавляют 2,46 г (0,02 гм) 3-пиридинокарбоновой кислоты. Полученный раствор при перемешивании нагревают до 70°С, выдерживают 40 мин. Полученный раствор фильтруют, отгоняют спирт под вакуумом. Остаток перекристаллизовывают из 2-пропанола. Получают 4,16 г (80,0%) белого с кремоватым оттенком кристаллического порошка с Т плав. = 120°С.

Найдено, %:  С 64,57; Н 6,23; N 10,72;  C₁₄H₁₆N₂O₃ м.м. 260,29

Вычислено, %:С 64,60; Н 6,20; N 10,76; О 18,44

ИК, н, см^-1: 3418 (OH), 2875, 2970 (СН), 2473 (N⁺), 1578, 1500 (CONH)

УФ: 0,001% раствора в воде максимумы поглощения при 256,0±2 нм и 297,0±2 нм.

СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЯЮТСЯ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ

Опыты проводят на крысах самках линии Wistar массой 200-250 г. Овариэктомия проводится под наркозом (водный раствор хлоралгидрата внутрибрюшинно в дозе 300 мг/кг). Введение 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния никотината внутрижелудочно в дозе 3,8 мг/кг вводили на следующий день после операции, два раз в сутки в течение восьми недель (56 дней). В качестве препарата референса использовали этилметилгидроксипиридина сукцинат в дозе 80 мг/кг. На 57 день крысы разделялись на две равные по количеству группы. В первой группе после наркотизации моделируется закрытый перелом проксимального метафиза бедренной кости с фиксацией спицей Киршнера и продолжается терапия в одной группе 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния никотинатом в дозе 3,8 мг/кг и этилметилгидроксипиридина сукцинатам в дозе 80 мг/кг в течение 12 недель после начала эксперимента. Во второй группе под тем же наркозом проводится хирургический доступ к проксимальному метафизу бедра и измерение микроциркуляции. Уровень микроциркуляции измеряется при помощи оборудования компании Biopac Systems, Inc. полиграфа МР150 с модулем лазерной допплеровской флоуметрии LDF100C и инвазивным датчиком TSD144, и программы AcqKnowledge версии 3.9. Через 12 недель после начала эксперимента у крыс, которым был моделирован перелом бедра, проводилась оценка уровня микроциркуляции по описанной методике. За 12 недель эксперимента формировался костный мозоль. Полученные значения сравнивали с интактными животными (ложная операция овариэктомии), а также контрольными животными, у которых посредством проведения билатеральной овариэктомии моделировали генерализованный остеопороз и переломы бедренной кости на его фоне. При статистической обработке данных рассчитывается среднее значение, величина стандартной ошибки. Различия считаются статистически значимым при р<0,05.

ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ.

Средний уровень микроциркуляции в проксимальном метафизе бедра у интактных (ложно-оперированных) животных составлял 98,8±3,9 перфузионных единиц(НЕ). Билатеральная овариэктомия через восемь недель после начала эксперимента приводила у контрольных животных к достоверному снижению среднего уровня микроциркуляции по сравнению с интактными крысами до значения 59,5±4,1 ПЕ. Обнаруженный факт уменьшения кровоснабжения в костной ткани является дополнительным фактором развития остеопороза при гипоэстрогенном состоянии, приводящего в последствии к возникновению остеопоротических переломов. В группе животных, получавших в течение восьми недель после овариэктомии два раз в сутки внутрижелудочно 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния никотинат в дозе 3,8 мг/кг, наблюдалось достоверное повышение среднего уровня микроциркуляции в проксимальном метафизе бедра по сравнению с контрольной группой до 108,4±3,2 ПЕ. Препарат-референс этилметилгидроксипиридина сукцинат достоверно в сравнении с группой контроля, не улучшал показатели уровня микроциркуляции у экспериментальных животных. Показатели среднего уровня микроциркуляции в проксимальном метафизе бедра крысы при моделировании остеопороза и его коррекции 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния никотинатом в дозе 3,8 мг/кг в течение 8 недель 2 раза в сутки (М±m) представлены в таблице 1.

Таблица 1

У интактных крыс с переломами бедра средний уровень микроциркуляции в ткани костной мозоли через 12 недель после начала эксперимента был равен 81,3±5,2 ПЕ. У животных с переломов и проксимального метафиза бедренной кости на фоне экспериментального остеопороза средний уровень микроциркуляции был статистически значимо ниже и равнялся 63,1±5,5 ПЕ. В группе животных, у которых был моделирован перелом бедра на фоне остеопороза и получавших в течение 12 недель после овариэктомии два раза в сутки внутрижелудочно 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния никотинат в дозе 3,8 мг/кг, наблюдалось достоверное превышение среднего уровня микроциркуляции в костной мозоли. Показатели среднего уровня микроциркуляции в проксимальном метафизе бедра крысы при моделировании остеопороза и его коррекции 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния никотинатом в дозе 3,8 мг/кг в течение 12 недель 2 раза в сутки (М±m) представлены в таблице 2.

Таблица 2

Таким образом, использование 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния никотинат в дозе 3,8 мг/кг на фоне остеопороза, вызванного билатеральной овариэктомией и остеопоротических переломов эффективно предотвращает падение уровня микроциркуляции в проксимальном метафизе бедра: как непосредственно в кости, так и в костной мозоли. Благодаря усилению кровоснабжения костной ткани, за счет наличия в молекуле 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния никотинат, никотиновой кислоты замедляется развитие остеопороза при гипоэстрогенном состояниии создаются благоприятные условия для успешной консолидации переломов.