Антидоты ингибиторов холинэстеразы среди малотоксичных фосфорорганических соединений

Полный текст

Несмотря на критику с экологических позиций, фосфорорганические соединения (ФОС) антихолинэстеразного действия широко применяются в качестве пестицидов (инсектицидов, гербицидов, дефолиантов) в различных отраслях сельского хозяйства и в быту и нередко вызывают острые и хронические отравления. Основные средства терапии — холиноблокаторы и реактиваторы холинэстеразы (ХЭ) — не всегда эффективны, в частности потому, что угнетением холинэстеразы не исчерпывается патогенез интоксикации. Поэтому поиск новых антидотов и усовершенствование методов комплексной терапии этих отравлений является актуальной проблемой.

В последние годы внимание фармакологов привлекают ФОС с низкой антихолинэстеразной активностью и низкой токсичностью как объект поиска оригинальных лекарственных средств. Такие соединения получили условное название «малотоксичные ФОС», так как их токсичность по сравнению с таковой фосфорорганических ингибиторов холинэстеразы, действительно, очень мала. Некоторые препараты из этого ряда, в частности димефосфон, практически лишены антихолинэстеразного действия [2, 6].

В шестидесятые годы нами совместно с проф. И. А. Студенцовой было начато изучение антагонизма малотоксичных ФОС с ингибиторами холинэстеразы. В последние 25 лет нами проведены исследования токсичности антихолинэстеразной активности, нейротропного действия и взаимоотношения с ингибиторами ХЭ различных ФОС: производных оксафосфолена-3, и -4, оксафосфоланола, фосфолена, метилофосфолена, оксобутилфосфоновой кислоты, а также ряда холиновых эфиров фосфиновых кислот. Все соединения были синтезированы (часть из них целенаправленно с учетом наших предложений) в Институте органической и физической химии им. А. Е. и Арбузова КНЦ РАН Б. А. Арбузовым, А. О. Визелем, Н. И. Ризположенским, Ф. С. Мухаметовым и др.

В настоящей работе приведены основные итоги по оценке антидотных свойств указанных малотоксичных ФОС при отравлении подопытных животных ингибиторами холинэстеразы.

Обратимое торможение активности ХЭ. Основанием для поиска антидотов в ряду алкилпроизводных окса-фосфолена-4 и холиновых эфиров фосфиновых кислот было выявление их способности обратимо ингибировать ХЭ, что подтверждено в экспериментах in vitro с использованием диализа ингибированной ХЭ и in vivo . определением скорости восстановления активности ингибированной ХЭ в органах. Предложены оригинальные схемы взаимодействия с ХЭ производных оксафосфолена-4 [3] и холиновых эфиров фосфиновых кислот (см. рис.)

Схема «экранирования» активной поверхности ХЭ эфирами фосфиновых кислот: А — анионный центр, Э — эстеразный центр.

По современнным представлениям, эстеразный центр ХЭ, занятый обратимым ингибитором (например, физостигмином, прозерином), не в состоянии образовать прочную связь с ФОС необратимого действия [4, 5]. Особенностью антидотного действия малотоксичных ФОС, ингибирующих ХЭ обратимо, является то, что они более эффективны при профилактическом применении, чем при лечебном. Такие результаты получены, в частности, при изучении антидотной активности холиновых эфиров фосфиновых кислот при отравлении мышей фосфаколом.

Взаимодействие с ХЭ за счет сорбции на активной поверхности фермента. При исследовании других рядов малотоксичных ФОС мы обнаружили, что некоторые из них, не проявляя антихолинэстеразного действия, защищали фермент от угнетающего влияния ингибиторов холинэстеразы. Так, диметиловый эфир оксобутилфосфоновой кислоты, то есть димефосфон, и этиловый эфир метилфосфолена в концентрации 10 ммоль/л не влияли на активность ХЭ гомогената мозга мышей, но в той же концентрации ослабляли антихолинэстеразный эффект фосфакола in vitro соответственно на 24,5% ^и 60,5%. Эти данные свидетельствуют о том, что даже малотоксичные ФОС, которые не нарушают гидролиз ацетилхолина холинэстеразой, способны взаимодействовать с ферментом. Возможно, они обладают свойством сорбироваться на активной поверхности холинэстеразы, затрудняя ее взаимодействие с типичными ингибиторами.

Важной особенностью химического строения различных рядов изучаемых соединений, не влияющих на активность холинэстеразы, но защищающих ее при отравлении антихолинэстеразными средствами, было наличие при атоме фосфора О-метильного или О-этильного радикалов. Эти соединения при отравлении животных были равно эффективны как при профилактическом, так и при лечебном применении.

Противосудорожное действие. Способность предупреждать смерть мышей, отравленных фосфаколом, оказалась свойством производных оксафосфоланола с этильным и фенильным радикалами, имеющими Р-С связь. Эти вещества не защищали холинэстеразу мозга животных от ингибирования. Они снимали судороги, вызванные коразолом, никотином и стрихнином. По-видимому, их способность предупреждать летальность мышей, отравленных фосфаколом, без защитного влияния на холинэстеразу обусловлена их противосудорожной активностью, которую можно расценивать как самостоятельный механизм антидотного действия.

Ингибирование оксидаз со смешанной функцией (ОСФ). Следующим механизмом взаимоотношения малотоксичных ФОС с антихолинэстеразными средствами является угнетение монооксигеназной системы печени, что уменьшает интенсивность превращения ингибиторов непрямого действия в антихолинэстеразный продукт («летальный синтез»). Фармакологическими и биохимическими методами удалось выяснить, что производные окса-фосфоланола и димефосфон способны подавлять функцию микросомальных ферментов печени. Установлена способность этих соединений связываться с цитохромом Р-450, определены константы их сродства и оценено влияние некоторых представителей на окисление ФОС непрямого антихолин- эстеразного действия. Так, димефосфон в среде инкубации микросом печени в присутствии НАДФН ингибировал превращение октаметила в антихолинэстеразный продукт. Все производные оксдфосфоланола, угнетающие ОСФ, были антагонистами ингибиторов ХЭ непрямого действия октаметила и метафоса, в биотрансформации которых «летальный синтез» играет важную роль.

Более подробно были изучены антидотные свойства димефосфона. Установлен его антагонизм с фосфанолом, хлорофосом, нибуфином, армином, октаметилом, прозерином и эзерином.

Основным принципом терапии отравлений антихолинэстеразными веществами является комбинированное применение антидотов различного механизма действия. Поэтому особый интерес представляло изучение влияния димефосфона на эффективность известных антидотов. Димефосфон в дозе 250 мг/кг, в которой он в отдельности не влиял на токсичность фосфакола, усиливал антидотное действие как М-холиноблокатора атропина,так и реактиватора холинэстеразы дипироксима. Особенно высокоэффективным оказалось защитное действие смеси атропина, дипироксима и димефосфона. В опытах на мышах эта смесь была в 4,4 раза активнее, чем комбинация антидотов без димефосфона. На собаках, отравленных фосфаколом и хлорофосом, также установлена большая эффективность комбинации димефосфона с атропином и дипироксимом, чем применение атропина с дипироксимом без препарата. При курсовом введении димефосфона в дозе 200 мг/кг после отравления крыс нибуфином наблюдалось повышение активности холинэстеразы в мозге, сыворотке крови, печени, сердце и кишечнике в 1,5—2 раза по сравнению с контролем. Ежедневное в течение 20 дней применение препарата снимало агрессивность, предупреждало позднюю гибель и отдаленные параличи. Объективным симпт(^, мом улучшения состояния крыс под⁴ влиянием димефосфона явилось также более раннее появление мотивации у них к пище и воде.

Курсовое применение димефосфона в комбинации с атропином на фоне длительного воздействия хлорофоса повышало активность холинэстеразы эритроцитов и показатели иммунной реактивности кроликов: отмечалась нормализация стимулированной реакции бласттрансформации лимфоцитов, а по HCT-тесту комбинация димефосфона с атропином имела преимущество перед применением одного атропина.

Таким образом, использование препарата при отравлении антихолинэстеразными средствами, наряду с нормализующим действием на активность ингибированной холинэстеразы, восстанавливает функциональную активность и некоторых других систем.

Димефосфон внедрен в ветеринарию как средство терапии сельскохозяйственных животных при отравлении фосфорорганическими пестицидами.

Отравления ингибиторами холинэстеразы протекают с явным преобладанием тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Эффективность димефосфона при таком нарушении функции вегетативной нервной системы, особенно при комбинированном введении его с М-холиноблокаторами— важное свойство препарата. Заслуживает внимание возможность применения димефосфона в медицине для лечения расстройств, сопровождающихся парасимпатикотонией. Подтверждена его эффективность в клинике при лечении вегетативной дистонии [1].

Об авторах

P. С. Гараев

Автор, ответственный за переписку.
Email: info@eco-vector.com

Кафедра фармакологии

Список литературы

Дополнительные файлы

Доп. файлы

Действие

1. JATS XML

Скачать

2. Схема «экранирования» активной поверхности ХЭ эфирами фосфиновых кислот: А — анионный центр, Э — эстеразный центр.

Скачать (33KB)

Метаданные