Експериментальне дослідження фосфорильованих похідних оксазолу як потенційних антигіпертензивних засобів

Abstract

У дисертаційній роботі вперше встановлені наукові дані щодо вазодилатаційної активності ряду оригінальних фосфорильованих похідних оксазолу in vitro на ізольованих сегментах аорти щурів, яка проявляється як окремо, так і при одночасній перфузії з блокатором повільних потенціалзалежних кальцієвих каналів L-типу, верапамілом. Доведено, що сполука-лідер − похідне 1,3-оксазол-4-іл-фосфонової кислоти (ОВП-1) відноситься до V класу токсичності «практично нетоксичні сполуки» при внутрішньошлунковому введенні та до VІ класу токсичності «відносно нешкідливі сполуки» при внутрішньоочеревинному введенні. За умови тривалого застосування ОВП-1 протягом 6 місяців визначено відсутність його токсичного впливу у щурів на зовнішній вигляд, фізіологічний стан, поведінку, масу тіла та внутрішніх органів, показники функціонального стану печінки та серця. Отримані наукові дані щодо впливу похідного оксазолу на функціональні показники серцево-судинної системи у наркотизованих кролів при моделюванні гострої артеріальної гіпертензії, зокрема зниження АТсер, що може бути опосередковано зменшенням ЗПОС та РІЛШ під дією ОВП-1. Експериментально доведена ефективність антигіпертензивної дії ОВП-1 на фоні сформованої стійкої артеріальної гіпертензії та при її формуванні у щурів з метою попередження розвитку даної патології. Вперше досліджено механізми антигіпертензивної дії похідного оксазолу, опосередковані системою оксиду азоту, впливом на активність фосфодіестерази, вміст іонів кальцію та жирнокислотний спектр ліпідів сироватки крові, тканин аорти та серця.

В диссертационной работе впервые установлены научные данные о вазодилатирующей активности ряда оригинальных фосфорилированных производных оксазола in vitro на изолированных сегментах аорты крыс, которая проявляется как отдельно, так и при одновременной перфузии с блокиратором медленных потенциалзависимых кальциевых каналов L-типа, верапамилом. Доказано, что соединение-лидер − производное 1,3-оксазол-4-ил-фосфоновой кислоты (ОВП-1) относится к V классу токсичности «практически нетоксичные соединения» при внутрижелудочном введении и к VІ классу токсичности «относительно безвредные соединения» при внутрибрюшинном введении. При длительном применении ОВП-1 в течении 6 месяцев определено отсутствие его токсического влияния у крыс на внешний вид, физиологическое состояние, поведение, массу тела и внутренних органов, показатели функционального состояния печени и сердца. Получены научные данные о влиянии производного оксазола на функциональные показатели сердечно-сосудистой системы у наркотизированных кролей при моделировании острой артериальной гипертензии, в частности снижение АТср, что может быть опосредовано уменьшением общего периферического сопротивления сосудов и рабочего индекса левого желудочка под воздействием ОВП-1. Экспериментально доказана эффективность антигипертензивного действия ОВП-1 на фоне сформированной устойчивой артериальной гипертензии и при ее формировании у крыс с целью предупреждения развития данной патологии. Впервые исследованы механизмы антигипертензивного действия производного оксазола, опосредованные системой оксида азота, влиянием на активность фосфодиэстеразы, содержание ионов кальция и жирнокислотный спектр липидов сыворотки крови, тканей аорты и сердца.

The main aim of our research was to justify experimentally the feasibility of developing the effective and safe antihypertensive drugs based on phosphorylated oxazole derivatives. A new series of original compounds, which are phosphorylated derivatives of oxazole (laboratory code OVP-1, OVP-2, OVP-3, OVP-4, OVP-5, OVP-6, OVP-7, OVP-8, OVP-9, OVP -10), were investigated. OVP-1 (the complete chemical name is diethyl ester of 5-alkylamino-2-{N-[N-benzoyl-(4-methylbenzylidene) glycyl] aminomethyl}-1,3-oxazole-4-yl-phosphonic acid, abbreviated name is 1,3-oxazole-4-yl-phosphonic acid derivative) was identified as a leader compound in screening experiments on isolated segments of the descending part of the thoracic rat aorta. OVP-1 at concentrations of 1•10-6 M and 1•10-5 M reduced the amplitude force of adrenalin-induced (5•10-6 M) constriction of smooth muscles most of all compounds by 12.1 % (P>0.05) and 30.9 % respectively (P<0.05) relative to the initial level. Vasodilation activity of OVP-1 manifested itself both separately and simultaneously with a blocker of slow potential-dependent calcium channel L-type, verapamil (1•10-5 M). In the study of the acute toxicity of the leader compound − 1,3-oxazole-4-yl-phosphonic acid derivative, it has been established that LD50 of OVP-1, when administered intragastrally, to mice of both sexes is over 5000 mg/kg, the oxazole derivative was classified as grade V toxicity "Practically non-toxic compounds". At the same time, LD50 of OVP-1, when administered intraperitoneally, is 3350.67±54.62 mg/kg, which allows the derivative of oxazole to class VI toxicity "relatively harmless compounds". In the study of chronic toxicity during the use of OVP-1 at doses of 5 mg/kg, 50 mg/kg and 500 mg/kg once daily for 6 months, in oral administration it was established the absence of its toxic effects on appearance, physiological status, behavior, body weight and internal organs, indicators of functional state of the liver and heart, protein, carbohydrate and lipid metabolisms, as well as hematological blood parameters in rats. Therefore, according to the results of the study of OVP-1 acute and chronic toxicity in vivo, it can be considered a safe compound in the oral, intragastric and intraperitoneal routes of administration for further in-depth study of its efficacy on various models of arterial hypertension. The next series of experiments was aimed at confirming the antihypertensive activity of OVP-1 in the modeling of acute arterial hypertension in narcotic rabbits. The criterion of effectiveness for reducing blood pressure was achieved in the modeling of acute arterial hypertension against the background of 1,3-oxazole-4-yl-phosphonic acid in doses of 25 mg/kg, which corresponded to ED50 of the test compound under given conditions of administration 24.19 ± 2.98 mg/kg, and 50 mg/kg (2 ED50). The maximum reduction of heart rate was established with intravenous administration of OVP-1 at a dose of 50 mg/kg by 25.6 % (P<0.05) in anesthetized animals and in the modeling of acute adrenal hypertension by 13.14 % (P<0, 05) compared to the initial level. The antihypertensive effect of OVP-1 25 mg/kg on acute arterial hypertension model is due to its effect on reduction of total peripheral vascular resistance by 40.9 % (P<0.05) relative to baseline and left ventricular working index by 45 % (P<0.05) relative to the control pathology group after adrenaline administration. Investigation of OVP-1 antihypertensive activity continued on a model of sustained arterial hypertension. OVP-1 with intraperitoneal single daily administration at a dose of 25 mg/kg (ED50) for 7 days to rats with arterial hypertension formed by saline loading had a pronounced antihypertensive effect. After the OVP-1 administration blood pressure decreased by 27.0 % (P<0.05) on the 1st day, and by 19.4 % (P<0.05) − on the 7th day relative to the group of rats with control pathology. The antihypertensive effect of the oxazole derivative was comparable to that of the reference drugs amlodipine and nebivolol, however OVP-1 increased diuresis by 110.8 % (P <0.05) on the 1st day and by 75.8 % (P <0.05) on the 7th day compared with the corresponding values of hypertensive animals prior to administration of the compound. Daily administration of OVP-1 7 days before the end of the hypertension modeling prevented its formation and normalized the heart rate. The antihypertensive effect of OVP-1 in this way of administration was comparable to nebivolol, however oxazole derivative did not reduce heart rate relative to baseline. Mechanisms for the realization of OVP-1 (25 mg/kg) antihypertensive action manifested by the influence on the system of nitric oxide, in particular the restoration of NO2- content and activity of iNOS, eNOS in the aorta, heart and serum, resulting in a decrease of eNOS mRNA content in the aorta by 94.3 % (P<0.05) relative to the group of normotensive rats; decrease of phosphodiesterase activity in aorta by 24.5 % (P<0.05), in heart − by 22.7 % (P<0.05) and serum − by 14.6 % (P<0.05); reduction of Ca2+ content in the aortic wall by 47.3 % (P<0.05) and in the serum by 59.5 % (P<0.05); restoration of lipid parameters of saturated, unsaturated and polyunsaturated fatty acids in serum, aorta and myocardium relative to the control pathology group. The results suggest that further in-depth preclinical study of OVP-1 antihypertensive activity is desirable to develop a new domestic original drug to prevent the development and treatment of arterial hypertension.