RU2169568C2 - Agent for correction of energy metabolism - Google Patents
Agent for correction of energy metabolism Download PDFInfo
- Publication number
- RU2169568C2 RU2169568C2 RU98114046A RU98114046A RU2169568C2 RU 2169568 C2 RU2169568 C2 RU 2169568C2 RU 98114046 A RU98114046 A RU 98114046A RU 98114046 A RU98114046 A RU 98114046A RU 2169568 C2 RU2169568 C2 RU 2169568C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ribose
- purine
- rats
- hypoxanthine
- resuscitation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Saccharide Compounds (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к фармакологии и может быть использовано в экспериментальной и практической медицине и ветеринарии. The invention relates to pharmacology and can be used in experimental and practical medicine and veterinary medicine.
В качестве средств для коррекции энергетического обмена в настоящее время применяются рибозилированные производные пуринов: аденозинтрифосфат, входящий в состав таких препаратов как "Аденозинтрифосфорной кислоты динатриевая соль" (Россия), "Вита-иодурол" (Франция), аденозинмонофосфат (отечественные препараты: "Фосфаден", "Адениловая кислота"), инозин - препараты "Рибоксин" (Россия), "Инозие Ф" (Япония). Были предложены также отечественные препараты из мышц: "Мышечный адениловый препарат" ("МАП"), содержащий аденозинмонофосфат, и "Миоль", содержащий аденозинтрифосфат, аденозиндифосфат и аденозинмонофосфат. Механизм действия всех перечисленных препаратов включает как регуляторные эффекты, реализующиеся через пуринергетические рецепторы, так и непосредственное воздействие на метаболизм, осуществляемое не столько самими препаратами, сколько продуктами их распада. Currently, ribosylated derivatives of purines are used as means for correcting energy metabolism: adenosine triphosphate, which is a part of such preparations as Adenosine Triphosphoric Acid Disodium Salt (Russia), Vita-iodurool (France), Adenosine Monophosphate (domestic preparations: Phosphaden) , "Adenylic acid"), inosine - preparations "Riboxin" (Russia), "Inosie F" (Japan). Domestic muscle preparations have also been proposed: “Muscle adenyl preparation” (“MAP”) containing adenosine monophosphate, and “Miol” containing adenosine triphosphate, adenosine diphosphate and adenosine monophosphate. The mechanism of action of all these drugs includes both regulatory effects that are realized through purinergic receptors and a direct effect on the metabolism, carried out not so much by the drugs themselves, but by their breakdown products.
К недостаткам препаратов пуриновых мононуклеидов и нуклеозидов относится то, что технология их производства весьма сложна и дорога. Кроме того, известно, что для фосфорилированных метаболитов, в частности адениновых мононуклеотидов клеточная мембрана непроницаема [Buhl M.R. //Dan. Med. Bull.-1982. - V.29, N 1, - P.1-26]. Под действием эктоферментов, располагающихся на внешней стороне плазматических мембран (экто-АТФаза, экто-АДФаза, экто-5'-нуклеотидаза, аденилатциклаза, эктонуклеотидтрансферазы, пирофосфогидролазы, неспецифические эктофосфатазы, эктопротеинкиназы) и ферментов крови происходит их дефосфорилирование [Алабовский В.В., Олейников О.Д., Рябова В. В. // Бюлл. эксперим.биологии и медицины. - 1990. - Т.109, N 5, - С.436-438; Дмитриенко Н.П. Пуриновый обмен и его регуляция в лимфоцитах. - Киев: Наукова думка, 1991. 200 с.; Berne R.M., Rubio R.// Adv. Cardiol.-1974.- V.12. - P.303-317; Cooper D.R., Lewis G.P., Lieberman G.E. et. al.// Thrombosis Research. - 1979. - V.14. - P.901-914.; Ronca-Testoni S., Borghini F.// J.Mol. Cell. Cardiol. -1982. -V. 14, N.3 - P.177-180], конечным продуктом которого является аденозин. При этом образуется также неорганический фосфат, что часто нежелательно, поскольку при многих заболеваниях, являющихся показаниями для применения препаратов пуриновых мононуклеотидов, имеет место эндогенная гиперфосфатемия, обусловленная катаболизмом собственных тканевых нуклеотидов. The disadvantages of preparations of purine mononucleides and nucleosides include the fact that their production technology is very complex and expensive. In addition, it is known that for phosphorylated metabolites, in particular adenine mononucleotides, the cell membrane is impermeable [Buhl M.R. // Dan. Med. Bull.-1982. - V.29, N 1, - P.1-26]. Under the action of ectoenzymes located on the outer side of the plasma membranes (ecto-ATPase, ecto-ADPase, ecto-5'-nucleotidase, adenylate cyclase, ectonucleotide transferase, pyrophosphohydrolase, non-specific ectophosphatases, ectoprotein kinases) and B. blood enzymes [deformative B. Oleinikov O.D., Ryabova V.V. // Bull. experimental biology and medicine. - 1990. - T.109, N 5, - С.436-438; Dmitrienko N.P. Purine metabolism and its regulation in lymphocytes. - Kiev: Naukova Dumka, 1991.200 p .; Berne R. M., Rubio R. // Adv. Cardiol.-1974.- V.12. - P.303-317; Cooper D.R., Lewis G.P., Lieberman G.E. et. al.// Thrombosis Research. - 1979. - V.14. - P.901-914 .; Ronca-Testoni S., Borghini F. // J. Mol. Cell. Cardiol. -1982. -V. 14, N.3 - P.177-180], the end product of which is adenosine. Inorganic phosphate is also formed, which is often undesirable, since for many diseases that are indications for the use of purine mononucleotide preparations, endogenous hyperphosphatemia occurs due to the catabolism of its own tissue nucleotides.
Аденозин (как и другие нуклеозиды) способен проникать в клетку, однако значительная часть его катаболизируется внеклеточно под действием аденозиндезаминазы, локализованной на внешней поверхности цитолеммы [Дмитриенко Н.П. //Укр. биохим. журн. - 1981.-Т.53, N 1. - С.114-123.; Дмитриенко Н.П. Пуриновый обмен и его регуляция в лимфоцитах. - Киев: Наукова думка, 1991, 200 с.], в эндотелии кровеносных сосудов и форменных элементах крови [Trams E.G. , Lauter O.J.// Biochim.Biophys.Acta.- 1974. -V.346, N.2 - P. 180-197; Berne R. M. , Rubio R.// Adv.Cardiol.-1974.-V.12.-P.303-317], и пуриннуклеозидфосфорилазы, локализованной в эндотелиальных клетках, гладких мышцах сосудов и перицитах [Berne R.M., Rubio R.// Adv.Cardiol.-1974.-V.12.-P.303-317; Rubio R. , Berne R.M., Winn H.R.// Cerebral vascularsmooth muscle and its control/ Ed. by M. J.Perves. - Amsterdam: Elsevier-North Holland, 1978.-P.355-372]. Аденозиндезаминаза превращает аденозин в инозин, пуриннуклеозидфосфорилаза расщепляет инозин с образованием гипоксантина и рибозо-1-фосфата. Далее рибозо-1-фосфат под действием фосфорибомутазы может превращаться в рибозо-5-фосфат, который служит исходным субстратом для ряда биохимических процессов [Шульцев Г.П., Панченко В.М., Антонидзе А.В.// Нов. лекарств. препараты. Экспресс-информ. ВНИИМИ, 1979.-N 7.-C.8-14]. В частности, под действием фосфорибозилдисфосфатсинтетазы из рибозо-5-фосфата образуется фосфорибозилдифосфат - ключевой субстрат как синтеза пуринов de novo, так и реутилизации азотистых оснований [Buhl M.R.// Dan.Med.Bull.- 1982.- V.29, N 1. - P.1-26]. Adenosine (like other nucleosides) is able to penetrate the cell, however, a significant part of it is catabolized extracellularly by the action of adenosine deaminase located on the outer surface of the cytolemma [Dmitrienko N.P. // Ukr. biochem. journal - 1981.-T.53, N 1. - S.114-123 .; Dmitrienko N.P. Purine metabolism and its regulation in lymphocytes. - Kiev: Naukova Dumka, 1991, 200 p.], In the endothelium of blood vessels and blood cells [Trams E.G. , Lauter O.J. // Biochim. Biophys.Acta.- 1974.-V.346, N.2 - P. 180-197; Berne RM, Rubio R. // Adv. Cardiol.-1974.-V.12.-P.303-317], and purinucleoside phosphorylase localized in endothelial cells, vascular smooth muscle, and pericytes [Berne RM, Rubio R. // Adv. Cardiol.-1974.-V.12.-P.303-317; Rubio R., Berne R.M., Winn H.R.// Cerebral vascularsmooth muscle and its control / Ed. by M. J. Perves. - Amsterdam: Elsevier-North Holland, 1978.-P.355-372]. Adenosine deaminase converts adenosine into inosine, purine nucleoside phosphorylase breaks down inosine to form hypoxanthine and ribose-1-phosphate. Further, under the action of phosphoribomutase, ribose-1-phosphate can be converted into ribose-5-phosphate, which serves as the initial substrate for a number of biochemical processes [Shultsev G.P., Panchenko V.M., Antonidze A.V. // Nov. medicines. drugs. Express inform. VNIIMI, 1979.-N 7.-C.8-14]. In particular, under the action of phosphoribosyl disphosphate synthetase, phosphoribosyl diphosphate is formed from ribose-5-phosphate, a key substrate for both de novo purine synthesis and nitrogen base reutilization [Buhl MR // Dan.Med.Bull.- 1982.- V.29, No. 1. - P.1-26].
Рибозо-1-фосфат образуется также при катаболизме эндогенных нуклеозидов, превращающихся в соответствующее азотистое основание: аденозин - в аденин, гуанозин - в гуанин, инозина - в гипоксантин [Нуклеиновые кислоты /Под. ред. Э. Чаргаффа и Дж.Дэвидсона. - М., 1957.: Buhl M.R.// Dan.Med.Bull.-1982.-V. 29, N.1-P.1-26]. В условиях патологии скорость распада пуриннуклеотидов превышает скорость их образования из продуктов распада - рибозо-1-фосфата и азотистых оснований. Реутилизация азотистых оснований зависит от доступности фосфорибозилдифосфата, синтез которого лимитируется in vivo доступностью рибозо-5-фосфата [Дмитриенко Н.П. Пуриновый обмен и его регуляция в лимфоцитах. -Киев. : Наукова думка, 1991. 200 с.: Hershko A., Mager J.// Israel. J. Chem. - 1968. -V.6 -P.100-109; Pilz R.B., Willis R.C., Boss G.R.// J.Biol. Chem. -1984. -V. 259. N 5.-P.2927-2935], но не активностью фосфорибозилдифосфатсинтетазы [Hershko A., Mager J.// Israel. J.Chem.-1968.-V.6.-P.100-109] . Последняя в условиях снижения уровня АДФ, ее ингибитора [Buhl M.R. //Dan.Med.Bull.-1982.-V.29. N1.-P.1-26] и повышения содержания неорганического фосфата, активатора этого энзима [Hershko A., Mager J.// Israel. J.Chem. - 1968. -V.6.-P.100-109], способна даже возрастать. Таким образом, превышение рибозо-1-фосфата в фосфорибозилдифосфат чаще всего тормозится на стадии фосфорибомутазной реакции. Это может быть обусловлено ингибированием фосфорибомутазы неорганическим фосфатом [Головацкий И.Д., Цегельский А.А.// Укр. биохим. -1987.-Т. 59, N 5, C. 45-49], закономерно накапливающимся в условиях усиленного распада нуклеотидов. Использование же рибозо-1-фосфата для прямого ресинтеза пуриновых нуклеозидов не представляется возможным, поскольку пуриннуклеозидфосфорилазная реакция in vivo практически необратима [Buhl M. R.//Dan.Med.Bull. - 1982. - V.29, N1. - P.1-26]. Ribose-1-phosphate is also formed during the catabolism of endogenous nucleosides that turn into the corresponding nitrogen base: adenosine into adenine, guanosine into guanine, inosine into hypoxanthine [Nucleic acids / Under. ed. E. Charguff and J. Davidson. - M., 1957 .: Buhl M.R.// Dan.Med.Bull.-1982.-V. 29, N.1-P.1-26]. Under pathological conditions, the rate of decay of purine nucleotides exceeds the rate of their formation from decay products - ribose-1-phosphate and nitrogenous bases. Recycling of nitrogenous bases depends on the availability of phosphoribosyl diphosphate, the synthesis of which is limited in vivo by the availability of ribose-5-phosphate [Dmitrienko N.P. Purine metabolism and its regulation in lymphocytes. -Kiev. : Naukova Dumka, 1991.200 p.: Hershko A., Mager J. // Israel. J. Chem. - 1968. -V.6 -P.100-109; Pilz R. B., Willis R. C., Boss G. R. // J. Biol. Chem. -1984. -V. 259. N 5.-P.2927-2935], but not the activity of phosphoribosyl diphosphate synthetase [Hershko A., Mager J. // Israel. J. Chem. -1968.-V.6.-P.100-109]. The latter under conditions of a decrease in the level of ADP, its inhibitor [Buhl M.R. //Dan.Med.Bull.-1982.-V.29. N1.-P.1-26] and increasing the content of inorganic phosphate activator of this enzyme [Hershko A., Mager J. // Israel. J. Chem. - 1968. -V.6.-P.100-109], can even increase. Thus, the excess of ribose-1-phosphate to phosphoribosyl diphosphate is most often inhibited at the stage of the phosphoribomutase reaction. This may be due to the inhibition of phosphoribomutase inorganic phosphate [Golovatsky I.D., Tsegelsky A.A.//Ukr. biochem. -1987.-T. 59, N 5, C. 45-49], which naturally accumulate under conditions of enhanced nucleotide decay. The use of ribose-1-phosphate for direct resynthesis of purine nucleosides is not possible, since the purinucleoside phosphorylase reaction in vivo is practically irreversible [Buhl M. R. // Dan.Med.Bull. - 1982. - V.29, N1. - P.1-26].
Гипоксантин, образующийся в результате катаболизма экзогенных пуриновых мононуклеотидов и нуклеозидов, может вовлекаться в ксантиноксидазную реакцию и превращаться в мочевую кислоту, давая обострения подагры и ряда других заболеваний, связанных с нарушениями пуринового обмена. Кроме того, активация ксантиноксидазной реакции сопряжена с гиперпродукцией активных форм кислорода, усилением перекисного окисления липидов и повреждением биомембран [Киреев М.М., Конвай В.Д.// Патогенез и экспериментальная терапия терминальных состояний. - Омск, 1976. -С.44-45; Конвай В.Д.// Патолог.физиология и эксперим.терапия. - 1982. N 6.-C.78-81; Золин П.П., Конвай В.Д. // Бюл. экспер. биол. -1997. -Т.124, N 12.-С.629-631]. Это тем более опасно, что многие заболевания, при которых применяются препараты пуриннуклеотидов и нуклеозидов, сопровождаются накоплением эндогенного гипоксантина и других пуриновых оснований, образующихся в результате катаболизма нуклеотидов. Hypoxanthine, resulting from the catabolism of exogenous purine mononucleotides and nucleosides, can be involved in a xanthine oxidase reaction and turn into uric acid, giving exacerbations of gout and a number of other diseases associated with impaired purine metabolism. In addition, the activation of xanthine oxidase reaction is associated with overproduction of reactive oxygen species, increased lipid peroxidation and damage to biomembranes [Kireyev M.M., Conway V.D. // Pathogenesis and experimental therapy of terminal conditions. - Omsk, 1976. -P.44-45; Conway V.D.// Pathologic Physiology and Experimental Therapy. - 1982. N 6.-C.78-81; Zolin P.P., Conway V.D. // Bull. an expert. biol. -1997. -T.124, N 12.-S.629-631]. This is all the more dangerous because many diseases in which purine nucleotide and nucleoside preparations are used are accompanied by the accumulation of endogenous hypoxanthine and other purine bases resulting from nucleotide catabolism.
Цель настоящего изобретения - расширение ассортимента средств для коррекции энергетического обмена путем предложения средства, имеющего фармакотерапевтический эффект, сходный с эффектами пуриновых мононуклеотидов и нуклеозидов, используемых сейчас для коррекции энергетического обмена, но с меньшими побочными эффектами. The purpose of the present invention is to expand the range of tools for the correction of energy metabolism by offering a drug having a pharmacotherapeutic effect similar to the effects of purine mononucleotides and nucleosides that are now used to correct energy metabolism, but with fewer side effects.
Поставленная задача решается тем, что в качестве средства для коррекции энергетического обмена предлагается использовать D-рибозу. The problem is solved in that it is proposed to use D-ribose as a means for correcting energy metabolism.
Рибоза в настоящее время применяется в качестве добавки к культуральным средам для некоторых микроорганизмов, а также в качестве реакции для химических, биохимических и физиологических исследований [Большая медицинская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, 1984. - Т.22. - С.279-280; Краткая химическая энциклопедия. - М., 1965. - Т.4. - С.673; Кочетков Н.К. и др. Химия углеводов. -М., 1957; Нуклеиновые кислоты /Под ред. Э.Чаргаффа и Дж.Дэвидсона.-М., 1957; Methods in carbohydrate chemistry/ Ed.by R.L.Whistler and M.L.Wolform. - New York, London, 1962; Michelson A.M. The chemistry of nucleosides and nucleotides. - London, New York, 1963]. Ribose is currently used as an additive to culture media for certain microorganisms, as well as a reaction for chemical, biochemical and physiological studies [Big Medical Encyclopedia. - M .: Soviet Encyclopedia, 1984. - T. 22. - S.279-280; Brief chemical encyclopedia. - M., 1965. - T.4. - S.673; Kochetkov N.K. et al. Chemistry of carbohydrates. -M., 1957; Nucleic Acids / Ed. E. Chargaffa and J. Davidson.-M., 1957; Methods in carbohydrate chemistry / Ed.by R. L. Whistler and M. L. Wolform. - New York, London, 1962; Michelson A.M. The chemistry of nucleosides and nucleotides. - London, New York, 1963].
Нами в серии экспериментов установлено, что рибоза, подобно существующим фармпрепаратам пуриновых мононуклеотидов и нуклеозидов, восполняет пул пуриновых мононуклеотидов, уменьшенный вследствие их катаболизма. При этом рибоза оказывает благоприятное воздействие и на интегральные показатели организма: выживаемость реанимированных животных, восстановление у них неврологического статуса и показателя общего состояния. We found in a series of experiments that ribose, like existing pharmaceuticals of purine mononucleotides and nucleosides, replenishes the pool of purine mononucleotides, which is reduced due to their catabolism. Moreover, ribose has a beneficial effect on the integral indicators of the body: the survival rate of resuscitated animals, the restoration of their neurological status and an indicator of general condition.
Эксперименты по изучению нарушений энергетического обмена и влияния на них рибозы проводились в 1989-97 гг. в Центральной научно-исследовательской лаборатории Омской государственной медицинской академии. Всего нами было использовано 302 беспородных белых крыс-самцов, содержащихся в обычных условиях вивария и получавших стандартный лабораторный корм [Западнюк И.П., Западнюк В.И., Захария Е.А., Западнюк Б.В. Лабораторные животные. Разведение, содержание, использование в эксперименте. - Киев: Вища школа, 1983.-383 с.]. Для воспроизведения состояния нарушения энергетического обмена нами была избрана модель механической асфиксии по [Шим Н.В./Патогенез и экспериментальная терапия терминальных состояний. - Омск, 1979. - С.57-62], технически не сложная и не сопряженная с использованием никаких фармакологических средств, за исключением эфира для наркоза. Из предыдущих наших работ было известно, при клинической смерти и постреанимационной болезни, вызванной 6,5-минутной механической асфиксией, резко усиливается катаболизм пуриновых мононуклеотидов, происходит накопление нуклеозидов и азотистых оснований, в том числе гипоксантина, ксантина и урата, что сопровождается активацией перекисного окисления липидов [Конвай В.Д.// Патолог. физиология и эксперим. терапия. - 1982. - N 6. - C.78-81; Конвай В.Д. Нарушение пуринового обмена в печени в постреанимационном периоде и его профилактика: Дисс. ... д-ра мед. наук.-Томск, 1988. - 426 л.]. Experiments to study disorders of energy metabolism and the influence of ribose on them were carried out in 1989-97. at the Central Research Laboratory of the Omsk State Medical Academy. In total, we used 302 outbred white male rats kept under normal vivarium conditions and fed standard laboratory food [Zapadnyuk I.P., Zapadnyuk V.I., Zakharia EA, Zapadnyuk B.V. Laboratory animals. Breeding, maintenance, use in the experiment. - Kiev: Vishcha school, 1983.-383 p.]. To reproduce the state of impaired energy metabolism, we chose a model of mechanical asphyxia according to [Shim N.V. / Pathogenesis and experimental therapy of terminal conditions. - Omsk, 1979. - P.57-62], technically not complicated and not associated with the use of any pharmacological agents, with the exception of ether for anesthesia. From our previous work it was known that with clinical death and postresuscitation disease caused by a 6.5-minute mechanical asphyxia, the catabolism of purine mononucleotides increases sharply, nucleosides and nitrogen bases, including hypoxanthine, xanthine and urate, accumulate, which is accompanied by activation of peroxidation lipids [Conway V.D.// Pathologist. physiology and experiment. therapy. - 1982. - N 6. - C.78-81; Conway V.D. Violation of purine metabolism in the liver in the postresuscitative period and its prevention: Diss. ... Dr. honey. Sciences.-Tomsk, 1988. - 426 l.].
Крыс, находящихся под легким эфирным наркозом, фиксировали в положении на спине, интубировали полиэтиленовой трубкой диаметром 2 мм или 2,5 мм (в зависимости от массы крысы) при помощи осветительного аппарата со световодом. Трубку фиксировали к верхней губе ниткой, прошитой сквозь губу, и полость рта тампонировали увлажненной салфеткой. После установления ритмичного дыхания трубку перекрывали на 6,5 мин, после чего проводили реанимационные мероприятия, состоящие из прямого массажа сердца и искусственного дыхания. Rats under light ether anesthesia were fixed in the supine position, intubated with a polyethylene tube with a diameter of 2 mm or 2.5 mm (depending on the weight of the rat) using an illuminating device with a light guide. The tube was fixed to the upper lip with a thread sewn through the lip, and the oral cavity was plugged with a moistened napkin. After the establishment of rhythmic breathing, the tube was closed for 6.5 minutes, after which resuscitation measures were carried out, consisting of direct heart massage and artificial respiration.
Сразу после восстановления сердцебиения (обычно это происходило через 4-5 мин от момента начала реанимации) в бедренную вену однократно вводили D-(-)-рибозу производства фирм "Fluka AG, Buchs SG" (Швейцария) или "Schuchardt Munchen" (Германия) в дозе 50 мг • кг-1 массы тела, или двуктарно в дозе 200 мг • кг-1 (второй раз - через 40 мин после начала реанимации), растворенную в 0,9% NaCl (2,5 мл • кг-1). Эти группы крыс назывались соответственно "Реанимация + Рибоза" и "Реанимация + Рибоза 200". Животным группы "Реанимация" сразу после восстановления сердцебиения вводили вместо рибозы эквивалентный объем 0,9% NaCl. Крыс группы "Контроль" не подвергали асфиксации и вводили им 0,9% NaCl. Животных групп "Рибоза" и "Рибоза 200" не подвергали асфиксии и вводили им рибозу в дозах соответственно 50 и 200 мг • кг-1 массы тела. Эти животные, так же как и крысы группы "Контроль", подвергались тем же воздействиям (эфирному наркозу, фиксации, интубации), за исключением асфиксии и реанимации.Immediately after the restoration of the heartbeat (usually this occurred 4-5 minutes after the start of resuscitation), D - (-) - ribose manufactured by Fluka AG, Buchs SG (Switzerland) or Schuchardt Munchen (Germany) was injected into the femoral vein once at a dose of 50 mg • kg -1 body weight, or two doses at a dose of 200 mg • kg -1 (the second time, 40 minutes after the start of resuscitation), dissolved in 0.9% NaCl (2.5 ml • kg -1 ) . These groups of rats were called Resuscitation + Ribose and Resuscitation + Ribose 200, respectively. The animals of the Resuscitation group immediately after the restoration of the heartbeat were injected with an equivalent volume of 0.9% NaCl instead of ribose. The rats of the Control group did not undergo asphyxiation and were injected with 0.9% NaCl. The animals of the Ribose and Ribose 200 groups did not undergo asphyxiation and were given ribose in doses of 50 and 200 mg • kg -1 body weight, respectively. These animals, like the rats of the Control group, were subjected to the same effects (ether anesthesia, fixation, intubation), with the exception of asphyxiation and resuscitation.
В серии радиоизотопных исследований вместе с раствором рибозы или физраствором крысам сразу после восстановления сердцебиения внутривенно вводили 14C-гипоксантин в дозе 2 МБк • кг-1 массы тела (для изучения межорганного и межтканевого перераспределения гипоксантина) или 740 кБк • кг-1 (для изучения метаболизма гипоксантина). Забой животных и забор тканей для исследований производились под эфирным наркозом.In a series of radioisotope studies, together with the ribose solution or saline, the rats immediately after restoration of the heartbeat were injected with 14 C-hypoxanthine at a dose of 2 MBq • kg -1 body weight (for studying the interorgan and interstitial redistribution of hypoxanthine) or 740 kBq • kg -1 (for studying hypoxanthine metabolism). Slaughter of animals and tissue sampling for research were performed under ether anesthesia.
Полученные цифровые данные подвергали статической обработке с использованием параметрических и непараметрических методов. The obtained digital data was subjected to static processing using parametric and non-parametric methods.
Установлено, что после того, как пул пуриновых мононуклеотидов в мозге, печени и сердце крыс был истощен под действием 6,5-минутной асфиксии, внутривенное введение D-рибозы в дозе 50 мг • кг-1 приводило к его восполнению через 30 мин после начала реанимации. Благоприятный эффект рибозы, скорее всего, реализуется через превращение ее в рибозо-5-фосфат под действием рибокиназы, с последующим синтезом фосфорибозилдисфосфата и усилением реутилизации азотистых оснований. На такой механизм действия рибозы указывают следующие наблюдения. Включение 14C-гипоксантина в пуриновые мононуклеотиды печени статистически достоверно уменьшилось через 30 мин после реанимации по сравнению с контрольными крысами. А в группе крыс, которым сразу после реанимации вводили рибозу, данный показатель не только не снижался, но даже был несколько выше контроля. Включение меченого гипоксантина в пуриновые мононуклеотиды мозга у леченных рибозой крыс также было выше контрольного уровня. В сердце и клетках крови реанимированных животных, получавших рибозу, образование пуриновых мононуклеотидов из гипоксантина было выше, чем у крыс, реанимированных без рибозы.It was found that after the pool of purine mononucleotides in the brain, liver and heart of rats was depleted under the influence of 6.5 minutes asphyxiation, intravenous administration of D-ribose at a dose of 50 mg • kg -1 led to its completion 30 minutes after the start resuscitation. The favorable effect of ribose, most likely, is realized through its conversion to ribose-5-phosphate under the action of ribokinase, followed by the synthesis of phosphoribosyl disphosphate and enhanced reuse of nitrogenous bases. The following observations indicate this mechanism of ribose action. The incorporation of 14 C-hypoxanthine into purine liver mononucleotides was statistically significantly decreased 30 min after resuscitation compared to control rats. And in the group of rats, which were immediately injected with ribose, this indicator not only did not decrease, but even was slightly higher than the control. The incorporation of labeled hypoxanthine into purine brain mononucleotides in rats treated with ribose was also higher than the control level. In the heart and blood cells of resuscitated animals receiving ribose, the formation of purine mononucleotides from hypoxanthine was higher than in rats resuscitated without ribose.
Активируя включение гипоксантина в пуриннуклеотиды, рибоза тем самым предотвращала его окисление ксантиноксидазой до ксантина и мочевой кислоты. Содержание урата в крови крыс, леченных рибозой в дозе 50 мг • кг-1, через 30 мин после начала реанимации было ниже, чем у нелеченных и контрольных животных. При этом выработка ксантиноксидазой супероксидных радикалов и перекиси водорода и активация ими перекисного окисления липидов также поддавалась коррекции рибозой. Содержание продуктов липопероксидации - диеновых конъюгатов, триеновых конъюгатов и липофусцинподобного пигмента в печени крыс, реанимированных без лечения, было выше, чем у контрольной группы, а при лечении рибозой - не отличалось от контроля. Изучение общих биохимических показателей печени: содержания в ней белка, липидов, холестерина, триглицеридов, активности лактатдегидрогеназы, щелочной фосфатазы, альфа-амилазы не выявило статистически достоверных различий между группами.By activating the incorporation of hypoxanthine into purine nucleotides, ribose thereby prevented its oxidation by xanthine oxidase to xanthine and uric acid. The content of urate in the blood of rats treated with ribose at a dose of 50 mg • kg -1 , 30 minutes after the start of resuscitation was lower than in untreated and control animals. At the same time, xanthine oxidase production of superoxide radicals and hydrogen peroxide and their activation of lipid peroxidation were also susceptible to correction by ribose. The content of lipid peroxidation products - diene conjugates, triene conjugates and lipofuscin-like pigment in the liver of rats resuscitated without treatment was higher than that of the control group, but did not differ from the control in the treatment of ribose. A study of the general biochemical parameters of the liver: its protein content, lipids, cholesterol, triglycerides, the activity of lactate dehydrogenase, alkaline phosphatase, alpha-amylase did not reveal statistically significant differences between the groups.
Известно, что интенсивность проникновения гипоксантина в клетку может зависеть от интенсивности его внутриклеточного метаболизма [Vincent M.-F., Van der Berghe G. , Hers H.-G.// Biochem.J.-1984.-V.222, N 1.-P.145-155]. Изучение межорганного и межтканевого перераспределения 14C-гипоксантина позволило выявить дополнительные механизмы действия рибозы. Было обнаружено, что на 30-й минуте постреанимационного периода у нелеченных крыс увеличивалось общее включение метки в кору больших полушарий мозга (особенно в сенсомоторную кору), в таламусы и другие подкорковые структуры мозга. В группе крыс, леченных рибозой в дозе 50 мг • кг-1, включение гипоксантина в структуры мозга было ниже, чем в группе без лечения. Включение 14C-гипоксантина в хлорнокислый экстракт цельного мозга изменялось аналогичным образом. Таким образом, рибоза ограничивает поступление в мозг экстрацеребрального гипоксантина и тем самым снижает опасность повреждения нейронов активными формами кислорода при окислении гипоксантина ксантиноксидазой, активность которой в тканях мозга весьма высока [Wajner M., Harkness R.A.// Biochim.Biophys.Acta. -1989.-V.991.- P.79-84]. Введение рибозы в дозе 50 мг • кг-1 здоровым животным приводило к достоверному снижению радиоактивности хлорнокислого экстракта цельного мозга и общей радиоактивности таламусов по сравнению с контролем.It is known that the rate of penetration of hypoxanthine into the cell may depend on the intensity of its intracellular metabolism [Vincent M.-F., Van der Berghe G., Hers H.-G.// Biochem.J.-1984.-V.222, N 1.-P.145-155]. The study of interorgan and interstitial redistribution of 14 C-hypoxanthine revealed additional mechanisms of ribose action. It was found that at the 30th minute of the postresuscitation period in untreated rats, the total inclusion of the label in the cortex of the cerebral hemispheres (especially in the sensorimotor cortex), in the thalamus and other subcortical structures of the brain increased. In the group of rats treated with ribose at a dose of 50 mg • kg -1 , the inclusion of hypoxanthine in the brain structures was lower than in the group without treatment. The incorporation of 14 C-hypoxanthine into the whole brain perchloric acid extract was changed in a similar way. Thus, ribose restricts extracerebral hypoxanthine into the brain and thereby reduces the risk of damage to neurons by reactive oxygen species during oxidation of hypoxanthine by xanthine oxidase, whose activity in brain tissue is very high [Wajner M., Harkness RA // Biochim.Biophys.Acta. -1989.-V.991.- P.79-84]. The administration of a dose of 50 mg • kg -1 to healthy animals led to a significant decrease in the radioactivity of the whole brain perchloric acid extract and the total radioactivity of the thalamus as compared to the control.
В условиях накопления в организме гипоксантина усиленное включение его в печень - основной орган метаболизма гипоксантина [Vincent M.-F., Van der Berghe G. , Hers H.-G.//Biochem.J.-1984.-V.222, N. 1 -P. 145-155] имело бы компенсаторное значение. Однако включение 14C-гипоксантина в печень через 30 мин после реанимации без лечения остается на контрольном уровне и статистически достоверно усиливается лишь в группе крыс, которым вводилась рибоза. Радиоактивность крови через полчаса после реанимации увеличивалась, причем в группе без лечения - за счет форменных элементов, а в группе с лечением рибозой - за счет плазмы. Включение 14C-гипоксантина в кишечник, сердце и надпочечники крыс перечисленных групп не отличалось достоверно от контроля, включение же в другие органы и ткани (корковый и мозговой слои почек, селезенка, тимус, легкие, поджелудочная железа и т.д.) изменялось в каждом случае своеобразно, в соответствии с тканевой спецификой. Введение рибозы в дозе 50 мг • кг-1 здоровым животным не приводило к достоверному изменению включения метки в экстрацеребральные ткани.Under conditions of accumulation of hypoxanthine in the body, its increased incorporation into the liver is the main organ of hypoxanthine metabolism [Vincent M.-F., Van der Berghe G., Hers H.-G.//Biochem.J.-1984.-V.222, N. 1 -P. 145-155] would have a compensatory value. However, the incorporation of 14 C-hypoxanthine into the liver 30 minutes after resuscitation without treatment remains at the control level and is statistically significantly increased only in the group of rats that were injected with ribose. Blood radioactivity increased half an hour after resuscitation, and in the untreated group, due to uniform elements, and in the group with ribose treatment, due to plasma. The inclusion of 14 C-hypoxanthine in the intestines, heart and adrenal glands of rats of the above groups did not differ significantly from the control, but the inclusion in other organs and tissues (cortical and brain layers of the kidneys, spleen, thymus, lungs, pancreas, etc.) changed in each case is unique, in accordance with the fabric specificity. Administration of a dose of 50 mg • kg -1 to healthy animals did not lead to a significant change in label inclusion in extracerebral tissues.
Через 30 мин после реанимации в группах крыс без лечения и с лечением рибозой, а также в группе с введением рибозы здоровым животным содержанием в плазме общего белка, мочевины, креатинина, глюкозы, холестерина и триглицеридов, а также общих липидов не отличалось достоверно от контроля. Содержание в плазме и эритроцитах продуктов перекисного окисления липидов также существенно не изменялось. 30 minutes after resuscitation in rat groups without treatment and with treatment with ribose, as well as in the group with the introduction of a healthy animal ribose, the plasma content of total protein, urea, creatinine, glucose, cholesterol and triglycerides, as well as total lipids, did not differ significantly from the control. The plasma and erythrocyte content of lipid peroxidation products also did not change significantly.
В отдельной серии экспериментов изучали сравнительное влияние рибозы и ее ближайшего аналога - инозина на показатель общего состояния реанимированных крыс, измерявшийся по [Лысенков С.П., Корпачев В.Г., Тель Л.З.// Клиника, патогенез и лечение неотложных состояний. - Новосибирск, 1982. - С. 8-13] , выраженность у них неврологического дефицита, измерявшегося по [Hendrickx H.H.L., Rao G.R., Safar P., Gisvold S.E.// Resuscitation.-1984.-N 12. - P.97-116], и выживаемость животных в постреанимационном периоде. Было установлено, что в группе крыс, котором в процессе реанимации сразу после восстановления кровообращения вводили рибозу в дозе 50 мг • кг-1, выраженность неврологического дефицита была достоверно ниже, чем у крыс, реанимированных без лечения (то есть с введением физраствора). У животных, леченных по той же схеме инозином, вводившимся в эквимолярной по отношению к рибозе дозировке (16 мг•кг-1), неврологический дефицит тоже уменьшался, но недостоверно. Влияние однократного введения рибозы на показатель общего состояния реанимированных крыс также было более выраженным, чем влияние инозина, и продолжалось дольше. При этом введение реанимируемым крысам рибозы в дозе 50 мг • кг-1, равно как и инозима в эквимолярной дозировке не приводило к статистически значимому снижению постреанимационной летальности.In a separate series of experiments, we studied the comparative effect of ribose and its closest analogue, inosine, on the indicator of the general condition of resuscitated rats, measured by [Lysenkov SP, Korpachev VG, Tel L.Z. Clinic, pathogenesis and treatment of emergency conditions . - Novosibirsk, 1982. - S. 8-13], the severity of their neurological deficit, measured according to [Hendrickx HHL, Rao GR, Safar P., Gisvold SE // Resuscitation.-1984.-N 12. - P.97- 116], and animal survival in the postresuscitative period. It was found that in the group of rats, which in the resuscitation process immediately after restoration of blood circulation was injected with a dose of 50 mg • kg -1 , the severity of neurological deficit was significantly lower than in rats resuscitated without treatment (that is, with saline). In animals treated in the same way with inosine, administered in a dose equimolar to ribose (16 mg • kg -1 ), the neurological deficit also decreased, but it was not significant. The effect of a single administration of ribose on the index of the general condition of resuscitated rats was also more pronounced than the effect of inosine, and lasted longer. Moreover, the administration of resuscitated rats with ribose at a dose of 50 mg • kg -1 , as well as inositol in an equimolar dosage, did not lead to a statistically significant decrease in postresuscitation mortality.
Введение крысам рибозы в дозе 200 мг • кг-1, помимо благоприятного влияния на показатель общего состояния реанимированных крыс и восстановление у них неврологического статуса, приводило к снижению летальности через 3 сут после реанимации с 39% в группе без лечения до 10% в группе с введением раствора рибозы. Достоверность различия составили P=0,02 по непараметрическому критерию Фишера, что можно считать статистически достоверным [Иванов Ю.И., Погорелюк О.Н. Статистическая обработка результатов медико-биологических исследований на микрокалькуляторах по программам. - М.: Медицина, 1990. - 224 с.].The administration of 200 mg • kg -1 to rats in rats, in addition to the beneficial effect on the index of the general condition of resuscitated rats and restoration of their neurological status, led to a decrease in mortality 3 days after resuscitation from 39% in the untreated group to 10% in the group with the introduction of a ribose solution. The significance of the differences was P = 0.02 according to the non-parametric Fisher criterion, which can be considered statistically significant [Ivanov Yu.I., Pogorelyuk ON. Statistical processing of the results of biomedical research on microcalculators according to the programs. - M .: Medicine, 1990. - 224 p.].
Таким образом, введение реанимированным крысам рибозы оказывает благоприятное действие на интегральные показатели организма: выживаемость животных, восстановление у них неврологического статуса и показателя общего состояния. Эффект рибозы, вводившийся в дозе 50 мг • кг-1, был более выражен, чем эффект ее ближайшего фармакопейного аналога инозина (фармпрепараты инозина -"Рибоксин", "Инозин Ф"), вводившегося в эквимолярной дозировке. Полученные нами результаты биохимических и радиоизотопных исследований свидетельствуют о том, что фармакотерапевтическое действие экзогенной рибозы связано с ее превращением в рибозо-5-фосфат, из которого затем синтезируется фосфорибозилдифосфат, являющийся ключевым субстратом синтеза пуринов de novo и реутилизации азотистых оснований. Показано, что экзогенная рибоза усиливает реутилизацию гипоксантина в печени, мозге и сердце, вследствие чего предотвращает его вовлечение в ксантиноксидазную реакцию и активацию перекисного окисления липидов. Благодаря усилению реутилизации азотистых оснований, а также, возможно, другим механизмам, рибоза восполняет пул пуриновых мононуклеотидов, уменьшенный вследствие асфиксии, тем самым способствуя нормализации энергетического обмена.Thus, the administration of ribose to resuscitated rats has a beneficial effect on the integral indicators of the body: animal survival, restoration of their neurological status and general condition indicator. The effect of ribose, administered at a dose of 50 mg • kg -1 , was more pronounced than the effect of its closest pharmacopoeial analogue of inosine (inosine pharmaceuticals - Riboxin, Inosin F), administered in an equimolar dosage. Our results of biochemical and radioisotope studies indicate that the pharmacotherapeutic effect of exogenous ribose is associated with its conversion into ribose-5-phosphate, from which phosphoribosyl diphosphate is then synthesized, which is a key substrate for de novo purine synthesis and nitrogen base reutilization. It has been shown that exogenous ribose enhances the reutilization of hypoxanthine in the liver, brain and heart, as a result of which it prevents its involvement in the xanthine oxidase reaction and activation of lipid peroxidation. Due to the increased recycling of nitrogenous bases, as well as, possibly, to other mechanisms, ribose replenishes the pool of purine mononucleotides, which is reduced due to asphyxiation, thereby contributing to the normalization of energy metabolism.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98114046A RU2169568C2 (en) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | Agent for correction of energy metabolism |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98114046A RU2169568C2 (en) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | Agent for correction of energy metabolism |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98114046A RU98114046A (en) | 2000-05-20 |
RU2169568C2 true RU2169568C2 (en) | 2001-06-27 |
Family
ID=20208764
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98114046A RU2169568C2 (en) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | Agent for correction of energy metabolism |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2169568C2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3215162A4 (en) * | 2014-11-03 | 2018-06-27 | Bioenergy Life Science, Inc. | Use of d-ribose to enhance adaptation to physical stress |
-
1998
- 1998-07-14 RU RU98114046A patent/RU2169568C2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Золин П.П., Конвай В.Д. Бюллетень экспериментальной биологии. - 1997, т.124, № 12, с.629 - 631. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5583117A (en) | Acylated uridine and cytidine for elevating tissue uridine and cytidine | |
Forrester et al. | Effect of adenosine triphosphate and some derivatives on cerebral blood flow and metabolism. | |
EP0352477B1 (en) | Use of adenosine 5'-phosphat in the treatment of cancer cachexia | |
DK174400B1 (en) | Acyl derivatives of deoxyribonucleosides and pharmaceutical compositions containing them | |
EP0100022B1 (en) | Pharmaceutical composition containing adenosine derivatives for use in treating tumours | |
Muller et al. | Presynaptic inhibitory actions of 2-substituted adenosine derivatives on neurotransmission in rat vas deferens: effects of inhibitors of adenosine uptake and deamination | |
US9144570B2 (en) | Method to enhance delivery of glutathione and ATP levels in cells | |
EP3342414A1 (en) | Agent for enhancing atp in cells | |
JP2859319B2 (en) | Medication for disorders related to transplantation containing inositol triphosphate | |
Rathbone et al. | The trophic effects of purines and purinergic signaling in pathologic reactions of astrocytes | |
RU2169568C2 (en) | Agent for correction of energy metabolism | |
Schmidt et al. | Guanosine prevents thermal hyperalgesia in a rat model of peripheral mononeuropathy | |
RU2149004C1 (en) | Method for treating neoplastic diseases by means of thiazofurine and ribavirine | |
CN110225767B (en) | Intracellular ATP enhancers | |
EA001099B1 (en) | Injecting medical preparation "citoflavin" possessing cito-pretecting effect | |
JPS62501704A (en) | Composition for treating tumors with UDPG | |
US20030013767A1 (en) | Method of treating weight loss using creatine | |
CN107698639A (en) | The weary oxygen activation prodrug of N formic acid esters of a kind of gemcitabine phosphate and its application | |
CN112245441A (en) | Method for applying galactose combined GALE inhibitor to tumor prevention, treatment and rehabilitation | |
Cass et al. | Combination Therapy of Mouse Leukemia L1210 by 1-β-d-Arabinofuranosylcytosine and 6-[(4-Nitrobenzyl) thio]-9-β-d-ribofuranosylpurine | |
Zimm et al. | Modulation of thiopurine cytotoxicity in the HL-60 cell line by physiological concentrations of hypoxanthine | |
WO2007135387A1 (en) | Inhibitor of adenylyl cyclase for treating a disorder of the circadian rhythm | |
CN117599091A (en) | Application of bezoar in preparing medicine for preventing or treating hyperuricemia | |
Mateos et al. | 85 ERYTHROCYTE ATP (iATP) AS AN INDICATOR OF NEONATAL HYPOXIA | |
Stewart | Adenine compounds, their chemical, physiological, and therapeutic properties |