Влияние циано- и тетразольных производных цитозина и тимина на резистентность эритроцитов

Рис.2.14. Кислотные эритрограммы крови крыс в отставленные сроки наблюдения после пятикратного введения тиминтетразола.

1-4 – на 3, 5, 7 и 14 сутки

исходная кривая

опытная кривая

Рис. 2.15. Кинетика гемолиза эритроцитов крыс на фоне пятикратного введения тиминтетразола в разовой дозе 1 мг/100 г массы

1-5 – последовательность введения

исходная гистограмма

через 2,5 часа

через 24 часа

Рис. 2.16. Кинетика гемолиза эритроцитов крыс на фоне пятикратного введения тиминтетразола в разовой дозе 1 мг/100 г массы

1-4 – на 3, 5, 7 и 14 сутки соответственно

исходная гистограмма

после окончания введений веществ

сроки наблюдений от ослаблении резистентности клеток крови свидетельствует смещение кривых процесса гемолиза влево по сравнению с фоновым положением. Анализ как эритрограмм, так и кривых кинетики гемолиза указывает на то, что время контакта эритроцитов с соляной кислотой до начала их разрушения заметно сокращалось. На усиление интенсивности лизиса эритроцитов указывает также тот факт, что к 4.5 минутам у интактных крыс под влиянием гемолитика разрушалось лишь 17%, тогда как уже после первого введения исследуемого соединения этот показатель возрос до 33% (таблица 5).

Однако следует обратить внимание на то, что в этих условиях , при снижении резистентности  эритроцитов, общее время лизиса могло несколько удлиниться с 7,5 до 8 минут, что по-видимому, означало появление в периферическом русле некоторого количества более стойких клеток. Такое явление может быть результатом компенсаторного усиления активности костного мозга, обусловленое влиянием продуктов лизиса эритроцитов [83].

2.3. Обсуждение результатов

Результаты проведенных исследований показали, что изучаемые производные пиримидиновых оснований оказали существенное влияние на функциональное состояние клеточных элементов крови крыс. Анализ кривых кинетики кислотного гемолиза и эритрограмм позволил определить влияние пиримидиновых соединений на характер распределения эритроциов по степени их устойчивости, а также на начало, интенсивность и завершение процесса их разрушения под действием повреждающего агента. Сравнительный анализ результатов исследования показал, что цитозин, цианоцитозин, а также тетразольные производные цитозина и тимина способны различным образом модулировать матричные свойства эритроцитов крови.

По схеме эксперимента мы остановились на дробном введении исследуемых веществ. Это обусловлено стремлением приблизить действие данных соединений к условиям длительного воздействия химических веществ на организм, как в промышленном производстве, так и при применении многих лекарственных препаратов.

Исследование цитозина не обнаружило заметного влияния на исходную способность эритроцитов противостоять действию гемолитика. Во все сроки наблюдения интенсивность разрушения красных клеток крови под действием соляной кислоты и общая продолжительность лизиса мало различались с первоначальными характеристиками и почти полностью совпадали с таковыми у контрольной группы животных. Включение в молекулу пиримидинового основания цианогруппы значительно увеличило его активность, выразившуюся в достаточно закономерном усилении резистентности эритроцитов. Следует заметить, что аналогичные данные были получены в отношении тимина, у которого при слабой собственной активности было отмечено повышение протекторных свойств в случае присоединения к молекуле цианового радикала [76].

Совершенно иную способность изменять функциональное состояние эритроцитов обнаружили пиримидиновые соединения с включением в их структуры тетразольного радикала. Во всех случаях цитозинтетразол и тиминтетразол ослабляли исходную базовую устойчивость эритроцитов к повреждающим воздействиям.

Поскольку вещества с общими носителями и разными радикалами в структуре молекулы различаются по своим свойствам, правомерно считать, что ответственными за изменение последних являются заместители. Полученные в настоящей работе данные подтверждают сложившееся у специалистов представление о зависимости эффекта действия вещества от особенностей его химической структуры.

Таким образом, сопоставление результатов обработки данных, полученных по производным гетероциклических соединений обнаружило способность одних (цитозин, цианоцитозин) усиливать, а других (цитозинтетразол, тиминтетразол) ослаблять исходную кислотную резистентность эритроцитов.

При обсуждении возможных механизмов влияния веществ необходимо учитывать ряд моментов. Как известно, природные пиримидиновые основания присутствуют во всех живых клетках в составе ДНК и РНК, являются структурными компонентами нуклеиновых коферментов, что определяет их участие во многих важных биохимических механизмах [7, 51, 55]. Это позволяет допускать, что биологически активные соединения, получаемые на основе их синтетических аналогов, способны влиять на клеточный метаболизм, стимулируя или угнетая течение биологических процессов [41, 49, 53, 90]. Согласно имеющимся сведениям костно-мозговая ткань характеризуется лабильностью и способностью изменять свою активность при различного рода воздействиях [19, 26, 66, 79]. В этой связи отмеченное в работе усиление или ослабление исходной сопротивляемости эритроцитов может быть обусловлено влиянием изучаемых пиримидиновых оснований на кроветворные органы  и, вследствие позитивного и негативного воздействия на эритропоэз,  выходом в периферическое русло клеток с измененными свойствами [48, 74, 75, 82]. Однако, по мнению специалистов, химические агенты, а производные азолов и пиримидинов в этом не исключение, в первую очередь действуют на уровне циркулирующих клеток крови, регулируя их устойчивость [54, 57, 70]. В условиях непосредственного контакта в периферическом русле химические вещества могут оказывать различное влияние на биохимические системы, ответственные за сохранение целостности мембран эритроцитов, при этом усиливая или ослабляя их генетически детерминированную резистентность. Такое различие эффектов может определяться влиянием на характер связей между белковыми и липидными компонентами мембраны, уровень активности ферментных систем клетки, уровень отрицательного заряда поверхности мембран и другими причинами [4, 11, 27, 29, 39].

Оценивая степень клеточной резистентности, необходимо учитывать, что клетки, являясь конечным пунктом сложных адаптационных реакций, не только отражают общий уровень сопротивляемости организма, но и обеспечивают его [57, 70]. В этой связи, модуляция производными пиримидиновых оснований клеточной резистентности может служить показателем возможного эффекта их действия на уровне целого организма.

Установленные в работе факты и ранее полученные данные [47, 67, 76], свидетельствующие о способности производных пиримидиновых оснований оказывать стабилизирующее или дестабилизирующее влияние на мембраны эритроцитов в зависимости от природы радикала в их структуре, указывают на перспективность дальнейшего поиска в ряду соединений данного ряда веществ с выраженными протекторными свойствами.

Выводы

1.Цитозин, цианоцитозин и тетразольные производные пиримидиновых оснований (цитозинтетразол и тиминтетразол) при пятикратных внутрибрюшинных введениях в разовой дозе 1 мг на 100 г массы животного обнаружили выраженную биологическую активность, проявившуюся в способности регулировать исходную сопротивляемость эритроцитов к повреждающему агенту (0,004 н HCl). Выявлена зависимость эффекта воздействия на эритроциты от химической структуры производных гетероциклических соединений.

2. Цитозин при пятикратных введениях не оказал заметного влияния на исходное функциональное состояние эритроцитов. Производное пиримидина, в котором в качестве заместителя была использована цианогруппа, преобрело способность повышать резистентность эритроцитов.

3. Тетразольные производные цитозина и тимина проявили способность регулировать базовую резистентность клеток красной крови в сторону ее уменьшения.

Список использованных источников

1.     Азеев Ю.А., Мудрецова И.И., Голенева А.Ф. Синтез и некоторые свойства гидразинпроизводных 1,2-диметил-5-нитрозоурацила .//Хим.-фарм. журн. 1987. № 12. С.1446-1450.

2.     Аничков С.В. Фармакология. Л.1969. 557 с.

3.     Антонов В.Ф.Структура биомембран. Липидные поры.// Соровский образов. журн. 1998. № 10 (35). 13 с.

4.     Бадалян Л.О., Дунаевская Г.Н., Ситников В.Ф. Лечение больных прогрессирующей мышечной дистрофией.// Журн. невропат. и психиатр. 1975. № 9. С.1317-1319.

5.     Барбашова З.И. – В кн.: Всесоюзное физиол. об-во им.Павлова, 13-й съезд: труды. Л.1979.Т.1. С.210-211.

6.     Баренбойм  Т.М., Маленков А.Г. Биологически активные вещества. Новые принципы поиска. М. Наука. 1986. 363 с.

7.     Белозерский А.Н. Биохимия нуклеиновых кислот и нуклеотидов. М. Наука. 1976. 372 с.

8.     Белоусова О.И., Горизонтов Т.Д., Федотова М.И. Радиация и система крови. М. 1979. 112 с.

9.     Белякова Н.А. Реакция 1-цианазолов и 1-цианопроизводных оснований со спиртами и аминами алифатического и ароматических рядов: Автореф. дисс….канд. хим. наук. Самара. 2001. 23 с.

10. Бесядецкая Е.И., Семенюк Т.Н. Фосфорилированные этиленамидные производные урацилов, получение и биологическая активность // Хим.-фарм. журн. 1982. № 10. С.1185-1191.

11. Билич Г.Л., Новикова Б.М. Влияние оротовой кислоты на процесс регенерации после резекции желудка. // Вест.хир.. 1978. № 3, С.29-32.

12. Большая медицинская энциклопедия./ Под ред. Б.В.Петровского М.Советская энциклопедия. 1977. 712 с.

13. Бондарев Л.С., Зайцев И.А.,Жидких В.Н. Влияние некоторых воздействий на осмотическую стойкость эритроцитов.// Лаб. дело. 1990 .№ 7 . С . 29-31

14.  Бойтлер Э.В. Нарушение метаболизма эритроцитов и гемолитическая анемия. М. Медицина. 1981. 255 с.

15. Вильев П.С., Петрова М.П. Роль белково-липидных комплексов и осмотического равновесия в сохранности физико-химической структуры эритроцитов. / Вопросы биофизики, биохимии и патологии эритроцитов. Красноярск. 1960. Вып.1. С.302-309.

16. Виноградова Ю.Е., Рогозина И.В., Иванина Е.К., Лебедев И.А. Клинический эффект левамизола и возможность лабораторного прогнозирования его действия. // Тер. арх. 1980. № 9. С.30-34.

17. Вокин А.И., Шулунова А.М. Лопырев В.А. и др. Сольватохромия гетероароматических соединений. Особенности взаимодействия 4-нитротирозина с амфипротонными растворителями. // ЖОРХ. 1998. Т.34. вып.11. С.1741-1747.

18. Воробьев А.М., Лор Ю.И. Руководство по гематологии. М. Медицина. 1979. 438 с.

19. Ганжара Н.С., Новиков А.А. Учебное пособие по клинической токсикологии. М. Медицина. 1972. 158 с.

20. Германов В.А., Писканов О.Н. Эритроциты, тромбоциты, лейкоциты. Куйбышев. 1966. 164 с.

21. Гительзон И.И., Тересков И.А. Закономерности распределения эритроцитов по стойкости к различным гемолитикам. / Вопросы биофизики, биохимии и патологии эритроцитов. Красноярск. 1961.
С.30-59.

22. Голиков С.Н., Розенгарт В.И. Холинэстераза и ацетилхолинэстеразные вещества. Л.Медицина. 1964. 378 с.

23. Горизонтов П.Д. Система крови как основа резистентности и адаптации организма.// Патологическая физиология и экспериментальная терапия. Г.М.Медицина. 1981. № 2. С.323-325.

24. Горизонтов П.Д. В кн.:Гомеостаз. М.1976.С 35-38.

25. Горизонтов П.Д. В кн.:Стресс и адаптация. Кишенев. 1978. С.19-20.

26. Грибова А.Н., Гусейнов И.А., Павлюсенко И.А. Морфофункциональные изменения эритроцитов при воздействии токсических факторов. // Гигиена и санитария. 1980. № 6. С.74-76.

27. Гулевский А.К. Влияние низкотемпературного воздействия на проницаемость мембран эритроцитов, реконструированных в средах разного ионного состава. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1981. Т.91. № 5. С.551-552.

28. Гурова Л.И., Барбина С.С. О токсическом действии и гигиеническом формировании диметилцианамида в воздухе рабочей зоны. // Гигиена труда и проф. заболеваний. 1981. № 5. С.43-45.

29. Дергачев В.В. и др. Лечение оротовой и фолиевой кислотами и витамином В12 детей с нарушением памяти.// Сов.мед.1970. № 7. С.78-82.

30. Ершов Ю.А., Плетнева Т.В. Механизмы токсического действия неорганических соединений. М. Медицина. 1989. 272 с.

31. Жаров Е.М. Применение кофакторов синтеза и предшественников нуклеиновых кислот у больных инфарктом миокарда.// Кардиология. 1971. № 11. С.15-25.

32. Заводнин И.Б, Пилецкая Г.П. Кинетика этанолиндуцированного лизиса эритроцитов человека. // Биофизика. 1994. № 6. С.1033-1039.

33. Зенгер В.В. Принципы структурной организации нуклеиновых кислот. М. Мир. 1987. 209 с.

34. Ивенс И., Скейтлак Р. Механика и термодинамика биологических мембран. М. Мир. 1982. 257 с.

35. Итоги науки и техники. Сер.: Иммунология./ Под ред. Р.В. Пеперова. М. 1978. Т.7. 150 с. 1979. Т.8. 172 с.

36. Калдрикян М.А., Гебоян В.А., Степанян Г.М. Производные пиримидина. Синтез и изучение биологических свойств N-замещенных дигидроурацилов и дигидротиоурацилов. // Хим.-фарм. журн. 1983. № 10. С.1203-1207.

37. Кальман П.А., Волчкова Ш. Взаимодействие систем транспорта Ca2+ и адренорецепции перекисной резистентности эритроцитов и активности ферментов антиоксидазной защиты. //  Р.ж. 1994. № 8. 8 с.

38. Кассирский И.А., Алексеев Г.А. Клиническая гематология. М. Медицина. 1970. 796 с.

39. Клиорин А.И., Тиунов Л.А. Функциональная неравнозначность эритроцитов. Л. Наука. 1974. 148 с.

40. Козлов М.М., Маркин В.С.  Мембранный скелет эритроцита. Теоретическая модель.// Биологические мембраны. 1986. Т.3. № 4. 110 с.

41. Комаров Ф.И., Даниляк И.Г., Гуляев Ф.Е. и др. О неспецифической противоспалительной фармакотерапии больных инфекционно-воспалительными заболеваниями органов дыхания. // Тер. арх. 1979. № 10. С.104-108.

42. Конев С.В. Структурная лабильность топологических мембран и регуляторные процессы. Минск. Наука и техника. 1987. 240 с.

43. Краузе А.А., Витолини Р.О., Зариныш Г.В. Синтез и кардиоваскулярная активность замещенных 3-циано-3,4-дигидропиримидин-2-тионов. //Хим.-фарм. журн. 1985. Т.19. № 5. С.540-545.

44. Крепс Е.М. Липиды клеточных мембран. Адаптационная функция липидов. Л. 1981. 339 с.

45. Круглова В.А., Анненков В.В., Москвитина Л.Т. и др. Синтез и исследование влияния на процесс гемокоагуляции поли-5-изопропенилтетразола. // Хим.-фарм. журн. 1989. Т.23. № 2. С.195-198.

46. Кузнецов П.П., Шустов В.Я. Гематологические показатели при воздействии акрилонитрила. // Гигиена труда и проф.заболеваний. 1986. № 7. С.41-43.

47. Кузьмина В.Е., Сергеева Л.И., Пурыгин П.П., Белякова Н.А. Характер влияния 1-цианобензимидазола на картину белой крови. // Вестник СамГУ. 1966. № 2(12). С.133-139.

48. Курляндский К.Д. Изучение влияния химических соединений на систему крови. // Проблемы токсикологии. 1972. № 5. С.8-32.

49. Левин А.И. и др. О лечебном действии пиримидиновых производных (пентоксила и 4-метилурацила) при язвенной болезни.// Сов.мед. 1969. № 11. С.81-84.

50. Левтов В.А., Регирер С.А., Шадрина Н.К. Реология крови. М.: Медицина. 1982. 272 с.

51. Льюин Б. Гены. М.Мир. 1987. 544 с.

52. Любарев А.Е., Курганов Б.И. Влияние ретиноидов на осмотическую стойкость эритроцитов. // Хим.-фарм. журн. 1987. Т.21. № 8. С.919-923.

53. Машковский М.Д. Лекарственные средства. М. Медицина. 1984. ч.2. С.138-169.

54. Микашинович З.И. Действие различных факторов на  кровь. //Бюл.экспер.биол. 1980. № 10.С.418-420.

55. Микельсон А. Химия нуклеозидов и нуклеотидов. М. Мир. 1966. 688 с.

56. Михайлов В.Ф., Потемкин Л.А. Оценка радиационного повреждения мембраны эритроцита по изменению седиментационных свойств. // Радиобиология. 1985. Т.25. вып.6. С.784-786.

57. Меерсон Ф.З. Успехи физиологических наук. 1991. Т.22. С.82-89.

58. Меерсон Ф.З. Адаптация, стресс и профилактика. М. 1981. 54 с.

59. Молекулярная биология клетки. / Б.Альбертс, Д.Брей, Дж.Льюис и др. М. Мир. 1994. 517 с.

60. Моисеева О.И. Транспорт кислорода кровью. // Физиол. журн. СССР им И.М.Сеченова. 1986. Т.72. № 1. С.93-103.

61. Морозова В.Т. Лабораторная диагностика эритроцитов. // Лаб. дело. 1988. № 3. С.77-79.

62. Новиков В.С., Озеров А.А., Брель А.К. Синтез и противовирусная активность о-аллил-производных 2,3-дигидроксил-пропилурацила и тимина. // Хим.-фарм. журн. 1991. № 12. С.35-37

63. Ольшанская А.Я., Одинокова В.А., Квитко Н.Н. Эритроциты в тканевом и имунном гомеостазе. // Сов. медицина. 1984. № 11. С.43-48.

64. Охнянская А.Г. Критерии оценки пределов адаптации человека при длительном воздействии производственных веществ. В кн.: Проблемы токсикологии. Адаптация и компенсация при химических воздействиях. ВИНИТИ. Итоги науки и техники. Т.5. 1973. С.49-64.

65. Петров Р.В. Иммунология. М. Медицина. 1982. 368 с.

66. Петрова М.П. Изучение последовательных стадий разрушения эритроцитов при действии гемолитиков. / Современные проблемы гематологии и переливания крови. М. 1956. С.52-57.

67. Пурыгин П.П., Кузьмина В.Е., Сергеева Л.И. и др. Синтез 1-цианобензимедазола и оценка его биологической активности по реакциям белой крови. // Хим.-фарм. журн. 2000. Т.34. № 2. С.11-13.

68. Рашевская А.М., Зорина Л.А. Профессиональные заболевания системы крови химической этиологии. М. Медицина. 1968. 300 с.

69. Рецепторы клеточных мембран для лекарств и гормонов. / Под ред. Д.Ральфа У., Штрауба, Д.Лианы Болис. М. Медицина. 1983. 220 с.

70. Розин М.А. Клетка и неспецифическая сопротивляемость организма. Цитологический анализ действия бензимедазола. Наука. Ленинград. 1976. С.148.

71. Рубенштейн Д.А., Рутберг Р.А. Коллоидно-осмотические основы химического гемолиза. / Биохимия. 1950. Т.15. вып.3. С.207-211.

72. Рыбальченко В.Н., Коганов М.М. Структура и функции мембран. Практикум. Киев. 1988. С.9-18.

73. Рябов С.И., Шостка Т.Д. Молекулярно-генетические аспекты эритропоэза. Л.: Медицина. 1973. 267 с.

74. Сааков С.И., Шепотинский В.И.// Пат. физиол. 1980. № 6. С.74-78.

75. Саноцкий И.В., Уланова И.П. Критерии вредности в гигиене и токсикологии при оценке опасности химических соединений. Медицина. 1975. С. 27.

76. Сергеева Л.И., Гетманенко Н.А., Абрамова Н.Т. Влияние урацила, тимина и их циановых производных на эритроцитарную систему крыс. // Физиология организмов в нормальном и экстремальном состоянии. 2001. Томск. С. 162-164.

77. Смирнов В.С. О применении метилурацила как фотозащитного средства. //Вест. дерматол. 1973. № 9. с. 68-71.

78. Соловьев Г.М., Радзивил Г.Г. Кровопотеря и регуляция кровообращения в хирургии. М. Медицина. 1973. 335 с.

79. Страйер Л. Биохимия. М. Мир. Т.1. 1984. С.211-215.

80. Судаков К.В. В кн.: Вопросы физиологии и вопросы кровообращения. Ставрополь. 1977. С.5-13.

81. Терехова М.В., Олейникова А.И. В кн.: Некоторые вопросы анатомии и физиологии. Алма-Ата. 1980. С.6-13.

82. Трахтенберг И.М., Сова Р.Е. Шефтель В.О. Проблемы и нормы в токсикологии. М. Медицина. 1991. 208 с.

83. Ужанский Л.Г. Проблемы гематологии и переливания крови. М. Медицина. Т.18. 1973. 13 с.

84. Фарбер Н.А. Клиническое применение левамизола – перспективы и предостережения.// Тер.арх. 1980. № 1 с.95.С.95-100.

85. Фармакология и токсикология синтетических соединений. Минск. 1959. 380 с.

86. Федотова М.И., Зимин Ю.А.// Бюл. экспер. биологии. 1975. № 6. С.32-34.

87. Фетисов В.И., Устинов В.Н., Ежов В.В., Сокольский Г.А. Анализ признакового пространства для классификации 1,5-дизамещенных тетразолов. // Хим.-фарм. журн. 1982. Т.16. № 10. С.74-79.

88. Физиология человека. / Под ред. Р. Шмидта, Г.Тевса. Т.3. М. Мир.1986. 673 с.

89. Фомин Н.А. Физиология человека. М. Просвещение. 1995. 19 с.

90. Хаитов Р.М.,Пинегин Б.В., Истамов Х.И. Экологическая иммунология. М. Изд-во. ВНИРО. 1995. 219 С.

91. Чернецкий Г.А., Воробей А.В. Структура и функции эритроцитарных мембран. Минск. 1981. С. 15-30.

92. Чижевская А.Л. Структурный анализ движущейся крови. М. Изд-во АН СССР. 1959. 474 с.

93. Чупахин О.Н. Разработка новых лекарственных средств для регионов с повышенным уровнем техногенного воздействия. Уральский гос.университет. www.yandex.ru

94. Янушка А.Л., Свиридов Б.Е. и др. Радиобиология./ Институт цитологии. АН СССР. Л. 1975. С.256-258.

95. Яфарова Н.Б., Лазарев Д.Н., Абдрашитов Р.Ф. Влияние метилурацила на иммунологические показатели./ / Казанс.мед. журн. 1974. № 3. С.72-73.

96. Cjrbucci G.C., Montanary G. Acta  anaesthial, 1980. № 3. р.997-1006.

97. Moor К. Blaine, Shriver Stephaneiek. // Biochem and Biophys. Res. commun. 1997. 232. № 2. P.294-297.

98. Sheetr M., Sasely J. 2-3 DPG and ATP dissociate erythrocytes membrane. // J.Bios. Chem. 1980. V.225. № 26. P.9925-9960.

99. Welsh C.F., Zhu D. and Bourпuignon L. (1995). J. Cell Physiol. 164. 605-612.

100.        Cowin R., Burke B. (1996). Corr. apinior Cess. Bios, 6, 56-65.

101.Yortch M., Homer D., Mashotza JD., Chang S., Frankel J. Jeffons G. and Durbeui L. R. (1998) J.Cell Bios. 142. 251-261.

П Р И Л О Ж Е Н И Е

Таблица 1

Усредненные величины оптической плотности взвеси эритроцитов, разрушенных гемолитиком на фоне пятикратного введения животным физиологического раствора (контроль)