11407 (Влияние производных адамантана с различными характерами заместителей на индуцированную агрегацию тромбоцитов человека), страница 2

Для серотонина на поверхности тромбоцитов существует два типа рецепторов – ионные каналы и рецепторы, сопряжённые с G-белком [40, 45]. Согласно [47], механизм действия серотонина состоит в регуляции цАМФ-зависимых путей, и поэтому реакция на серотонин способна блокироваться стимуляторами аденилатциклазы и ингибиторами фосфодиэстеразы. Серотонин стимулирует поступление ионов кальция из плазмы в тромбоциты через рецепторуправляемые каналы для двухвалентных катионов, запуская фосфатидилинозитоловый цикл с образованием фосфатидной кислоты, являющейся кальциевым ионофором. Активация G-белков, сопряжённых с другим типом серотониновых рецепторов приводит к активации фосфолипазы С, которая гидролизует трифосфатидилинозитол (или фосфатидил-4,5-бифосфат) в дифосфатидилинозитол (фосфатидилинозитол-4-фосфат) с образованием 1,2-диацилглицерола (ДАГ), который фосфорилируется в фосфатидную кислоту (ФК). Это самые ранние этапы активации тромбоцитов. Диацилглицерол стимулирует Са²⁺-активируемые фосфолипидзависимые протеинкиназы (в частности, ПК С), которые фосфорилируют белки. Фосфатидная кислота – кальциевый ионофор, высвобождает кальций из внутриклеточных депо, присоединяя к своим фосфатным группам. Ионы кальция стимулируют работу актина и миозина микрофиламентов, в результате чего гранулы тромбоцитов перемещаются к системе открытых каналов, осуществляется реакция высвобождения собственных агрегантов, что усиливает собственный ответ клетки и активирует другие тромбоциты.

Таким образом, активация тромбоцитов начинается при взаимодействии агрегантов с рецепторами плазматической мембраны. Важную роль в передаче сигнала внутрь тромбоцита играют G-белки плазматической мембраны, а также изменение проницаемости мембраны для ионов (если рецептор является ионофором) [38].

1.2. Роль рецепторов плазматической мембраны в процессах агрегации тромбоцитов человека

В настоящее время установлено, что важным моментом трансмембранной передачи сигналов является изменение интенсивности транспорта и внутриклеточной концентрации различных ионов. Одной из основных систем, приводящих к изменению внутриклеточной концентрации ионов, являются селективные ионные каналы биомембран, представляющие собой интегральные мембранные белки, способные при определённых внешних воздействиях (изменение потенциала на мембране, действие медиатора или гормона) избирательно менять проницаемость мембраны для конкретного вида ионов [26]. Агрегацию тромбоцитов и вазоконстрикцию индуцирует 5-гидрокситриптамин (серотонин), который также синергически усиливает эффекты тромбоксана А₂, ангиотензина II, АДФ и коллагена [55]. Эта активность проявляется через взаимодействие со специфическими рецепторами на поверхности тромбоцитов – 5-НТ-рецепторами (рецепторы 5-гидрокситриптамина) [46]. Серотонин (5-гидрокситриптамин) является производным триптофана и синтезируется в клетках пищеварительного тракта, нервных (серотонинэргических) и тучных клетках; способен накапливаться в специальных гранулах тромбоцитов. Физиологическое действие серотонина в организме человека разнообразно, он является лигандом для рецепторов клеток практически всех внутренних органов и тканей [67, 87]. Фармакологические эффекты серотонина коррелируют главным образом с возбуждением 5-НТ₂ рецепторов [51, 52, 63]. Исследователями [48, 62, 66, 69, 70] синтезировано множество соединений, способных связываться с этими рецепторами и модулировать их функционирование. Установлено, что рецепторы для 5-гидрокситриптамина (серотонина) находятся на клетках практически всех внутренних органов человека, регулируя многие процессы жизнедеятельности. Классификация 5-НТ рецепторов на семь семейств (от 5-НТ₁ до 5-НТ₇) основана на структурных, функциональных и фармакологических критериях [58]. Семейства в свою очередь делятся на подсемейства [67, 80]. Выяснено, что некоторые 5-НТ рецепторы связаны с G-белками [40]. Рецепторы серотонина, расположенные на тромбоцитах и клетках гладкой мускулатуры сосудов относятся к подтипу 5-НТ_2А рецепторов, остальные представители этого подтипа – 5-НТ_2В и 5-НТ_2С локализованы только на нейронах [71, 80, 84].

Есть данные о примерном расположении в мембране и структуре активного центра 5-НТ₄ рецептора.

Представители некоторых семейств 5-НТ рецепторов синтезируются с использованием методов генной инженерии in vitro, выделяются методом микродиализа [82] или экстракцией из клеточных мембран [74]. На плазматической мембране тромбоцитов локализованы два типа рецепторов для серотонина [75].

Исследованиями [11, 55] показана зависимость снижения агрегационной способности тромбоцитов от геометрии молекулы изучаемого вещества. Есть данные о том, что сродство к 5-НТ₂ рецепторам увеличивается при наличии объёмного адамантил-заместителя [44]. Так же доказано антагонистическое действие SB-699551-A (3-циклопентил-N-[2-(диметиламино)этил]-N-[(4-{[(2-фенилэтил)амино]метил}-4-бифенилил)метил]пропанамид дигидрохлорид), имеющего объёмное, сложное молекулярное строение на 5-НТ_5А рецепторы мозга свиньи [82].

Ионотропные рецепторы для серотонина являются членами суперсемейства мембранных белков, которое включает также рецепторы для никотина, глицина, γ-аминомасляной кислоты (ГАМК). Все они обладают одинаковыми свойствами – один и тот же белок является и рецептором и ионным каналом, сформированным различными комбинациями 2α, β, γ, δ и ε субъединиц. Лиганд рецептора этого суперсемейства связывается с α-субъединицей и стимулирует открытие неспецифического ионного канала [17].

Большинство рецепторов относятся к семейству мономерных гликопротеинов, семикратно пересекающих мембрану. Они выполняют разнообразные биологические сигнальные функции. К таким рецепторам относятся адренорецепторы и рецепторы для АДФ тромбоцитов, а так же часть 5-НТ рецепторов тромбоцитов. АДФ активирует тромбоциты через их три аденозинфосфат-зависимых рецептора: Р2Х, П2И и Р2Т [64]. Гликопротеиновые рецепторы имеют очень древнее происхождение. Их используют, например, клетки дрожжей, которые выделяют необходимые для спаривания полипептидные факторы и распознают их с помощью поверхностных рецепторов, представляющих собой все те же семикратно пересекающие мембрану рецепторы.

Уникальная структура лиганд-связывающих участков семикратно пересекающих мембрану рецепторов позволяет связывать лиганды различной природы и молекулярной массы в широком диапазоне от 32 для Ca²⁺ до более чем 10² кДа для гликопротеинов.

Большинство обычных низкомолекулярных гормонов (типа адреналина и ацетилхолина) связывается с участками внутри гидрофобного ядра (a). Пептидные и белковые лиганды присоединяются к внешней поверхности рецептора (b, c). Некоторые лиганды низкого молекулярного веса, Ca²⁺ и аминокислоты (глутамат, ГАМК) связываются с длинными участками на N-конце, индуцируя их переход в новую конформацию, в которой длинный участок взаимодействует с рецептором (d). В случае рецепторов, активируемых отрезающей протеазой (e), новый N-конец действует как автолиганд. Отрезанный пептид может также взаимодействовать с другим рецептором.

1.3. Биологическая активность производных адамантана

Производные адамантана как физиологически активные вещества находят широкое применение с 70-х годов XX века [20]. Сам адамантан (трицикло[3.3.1.1.]декан, С₁₀Н₁₆) принадлежит к числу трициклических нафтенов мостикового типа (рис. 6).

Рис. 6. Структура молекулы адамантана.

Молекула его состоит из трёх конденсированных циклогексановых колец в конформации кресла. Пространственная модель молекулы адамантана – высокосимметричная конструкция с малой поверхностью и незначительными силами межмолекулярного взаимодействия в кристаллической решётке [23]. Из всех трициклических углеводородов адамантан наиболее устойчив, что объясняется тетраэдрической направленностью связей всех атомов углерода и их фиксированным положением.

Биологическая активность производных адамантана обусловлена симметрией и объёмностью пространственного строения, значительной
липофильностью жёсткого углеводородного каркаса адамантана, что позволяет им легко проникать через биологические мембраны [3]. Поэтому модификация органических соединений с помощью адамантильного радикала значительно изменяет их биологическую активность, нередко усиливая её. С помощью метода спиновых меток было показано, что адамантан, попадая в липидный бислой, способен разрушать гексагональную упаковку метиленовых группировок, характерную для двойного слоя фосфолипидов, и нарушать осевое расположение алкильных цепей фосфолипидов, модифицируя тем самым функциональные свойства клеточных мембран [18]. Принимая во внимание важность порядка расположения метиленовых групп липидов биологических мембран как фактора функционирования связанных с мембранами ферментов, можно отметить косвенное влияние адамантана на их активность.

На данный момент синтезировано более 1000 новых производных адамантана. Фармакологическое изучение показало наличие среди них веществ, обладающих выраженной психотропной, иммунотропной, противовирусной, курареподобной, антикаталептической, противоаллергической активностями, а также соединений, влияющих на ферментативную систему печени [37]. Амиды адамантанкарбоновых кислот проявляют антибактериальную активность [30].

Есть данные о результатах модификации молекулы энкефалина аминокислотами ряда адамантана. Введённый в положение 5 молекулы энкефалина (S)-адамантилаланин придаёт опиоидному пептиду резистентность по отношению к ферментам, легко разрушающим немодифицированный энкефалин (химотрипсин, проназа, нейтральная протеаза, термолизин) [24].

Показано, что физиологической активностью обладают азотсодержащие производные. Первым в медицинскую практику в 1966 г. вошёл гидрохлорид 1-аминоадамантана, обладающий противовирусной активностью в отношении штаммов вирусов типа А₂, его фирменные названия: мидантан, симметрел, амантадин. Эти препараты используются для профилактики респираторных заболеваний, т. к. обладают способностью блокировать проникновение вируса в клетку. Предполагают, что данные препараты способны работать на начальных этапах репродукции вируса, блокируя синтез вирусоспецифичных РНК [3]. Противовирусная активность некоторых аминопроизводных адамантана связана с их способностью ингибировать ПК С [39]. Ремантадин (полирем, флумадин), как липофильное слабое основание способен повышать рН эндосомального содержимого и препятствовать депротеинизации вируса [1].

В клинической практике для лечения вирусных заболеваний применяются также такие препараты, как ацикловир (виролекс, герпесин, зовиракс, лизавир, суправиран), диданозин, фоскарнет (триаптен), ганцикловир (цимевен), ламивудин, рибавирин (виразол, рибамидил), ставудин, трифлуридин, видарабин, зальцитабин (хивид), зидовудин (азидотимидин, ретровир) [9]. Однако, у большинства этих препаратов относительно узкий спектр противовирусного действия, их недостатком является наличие разнообразных побочных реакций, появление резистентных штаммов вирусов и др. [25, 35].

Противовирусной активностью в отношении штаммов вирусов типа А₂ обладают и производные алкиладамантанов: 1-гидрокси-3,5диметил-7-этиладамантан, 1-метокси-3,5диметиладамантан, которые, в отличие от мидантана, показали высокую противовирусную активность и в отношении штаммов strains of rhino viruses и herpes simplex [3]. Ряд гидрокси-, галоген- и меркаптопроизводных амидов адамантана тоже обладают противовирусной активностью [7, 19].

Показано, что амантадин способен препятствовать развитию очагов саркомы на зародышевой культуре, другие производные адамантана могут служить снотворными средствами, антималярийными препаратами, инсектицидами [37]. В экспериментах с использованием ВИЧ-инфицированных человеческих лимфобластоидных клеток показано, что некоторые производные адамантана обладают анти-ВИЧ-активностью [21]. Мидантан используется в неврологической клинике для лечения болезни Паркинсона и паркинсонического синдрома. Подобную активность проявляют хлорангидриды 3,5,7-алкилзамещённых 1-аминоадамантанов, некоторые из которых обладают антагонистическими дофамину свойствами. Некоторые четвертичные аммониевые основания с 2-адамантильным радикалом способны действовать как миорелаксанты периферического действия (курареподобная активность). Производные 1-аминоадамантана и 3,3-диамино-1,1-диадамантила противокаталептически активны, бактериостатическое влияние оказывают адамантанкарбоновые кислоты и фосфаты адамантантиолов и их производных. Диалкиламиновые эфиры адамантантиокарбоновой кислоты проявляют бактерицидную, фунгицидную, гербицидную активность [12]. Натриевая соль β-(1-адамантан)-пропионовой кислоты обладает желчегонным действием. 1-адамантиламмоний-β-хлорэтилоксаминоат и некоторые другие производные адамантана типа 1-AdCH₂OCH₂CH(OH)CH₂NRR΄ обладают анестезирующим действием [3].

Антибактериальное действие, сравнимое с антибактериальным препаратом 5-нитро-8-гидроксихинолином, оказывают N-(нитрофенил)-адамантил-карбоксамиды и адамантилзамещённые N-(1-метилпиридиний)йодиды [13].

Перфторированный адамантан применяется в качестве компонента искусственной крови [28]. Есть данные об антиагрегационной способности производных адамантана по отношению к различным путям агрегации тромбоцитов [55].

1.4. Производные адамантана, влияющие на агрегацию тромбоцитов

Ярко выраженная липофильная природа каркасного углеродного фрагмента адамантана обуславливает высокую биологическую активность его производных. Введение в молекулу производного высоколипофильного радикала усиливает его взаимодействие с гидрофобными областями рецепторных молекул [27].

Показано влияние модифицированных адамантильных и амидных фрагментов амидов N-[(адамантоил-1)-фенил]-антраниловой кислоты на 5-НТ₂ рецепторы тромбоцитов человека: снижение их АДФ- и серотонин-индуцированной агрегации [11]. Кроме того, известно, что сродство к данным рецепторам обусловлено наличием объёмного адамантильного заместителя [55, 56, 60, 83]. Была предположена биологическая активность ряда 1-адамантанкарбоксамидов в качестве антагонистов 5-НТ₂ рецепторов тромбоцитов. Высокоспецифическое сродство к изучаемым рецепторам и мощный антиагрегационный эффект был подтверждён и in vitro и in vivo для (S)-N-{1-[2-(4-флуорофенил)этил]пирролидин-3-ил}-1-адамантанкарбоксамид гидрохлорид гидрата (10-(S), Y-39241) [55].