БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ, 2008, том 34, № 4, с. 464-470
УДК 541.124:546.11.2
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛИПРОЛИНОВ ПРИ РАЗНЫХ СПОСОБАХ ВВЕДЕНИЯ
© 2008 г. |И. П. Ашмарин*, К. Е. Багликова*, С. Е. Эдеева*, Ю. А. Золотарев2*, В. С. Козик2*,
А. К. Дадаян2*, Е. М. Дорохова2*, Л. Ю. Алфеева2*, Л. А. Андреева2*, Г. Н. Копылова*, Т. С. Павлов*, Б. В. Васьковский3*, В. К. Мешавкин4*, О. Ю. Соколов4*, Н. В. Кост4*,
А. А. Зозуля
4
, Г. Е. Самонина*#, Н. Ф. Мясоедов2*
*Биологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 119992, Москва, Воробьевы горы; 2*Институт молекулярной генетики РАН, Москва; 3*Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, Москва; 4*Научный центр психического здоровья РАМН, Москва Поступила в редакцию 15.10.2007 г. Принята к печати 12.11.2007 г.
Осуществлен сравнительный анализ распределения глипролинов - Pro-Gly-Pro и Thr-Lys-Pro-Arg-Pro-Gly-Pro (селанк), по тканям органов крысы при разных способах их введения с использованием равномерно меченных тритием пептидов. Приведены сравнительные данные по изменению концентрации пептидов в органах крысы после их внутрибрюшинного, интраназального, внутрижелудочного и внутривенного введения. Показано, что интраназальный способ введения обоих пептидов оптимален для доставки молекул глипролинов в ЦНС. Обнаружена высокая тропность исследованных глипролинов к тканям желудка при всех исследованных способах их введения. Сделано предположение, что высокая эффективность воздействия глипролинов на гомеостаз слизистой оболочки желудка обеспечивается, в том числе высокой концентрацией накопления этих пептидов в его тканях.
Ключевые слова: пептиды, меченные тритием; биодеградация пептидов; фармакокинетика; глипролины; селанк; Рто-О1у-Рто.
ВВЕДЕНИЕ
В последние годы было выделено новое семейство регуляторных пептидов, содержащих в своем составе глицин и пролин: Gly-Pro, Pro-Gly, Pro-Gly-Pro, названных глипролинами. Синтезированы также гибридные гептапептиды Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro (семакс) и Thr-Lys-Pro-Arg-Pro-Gly-Pro (селанк), образованные сочетанием структур ACTH-(4-7) или тафтсина (Thr-Lys-Pro-Arg) с три-пептидом Pro-Gly-Pro (PGP) [1]. Глипролиновые регуляторные пептиды проявляют значительную эффективность в защите слизистой оболочки желудка от язвообразования, в регуляции свертываемости крови и предотвращении тромбозов [2-6], обладают противовоспалительным [7] и стресс-протективным действием у животных [8].
В настоящее время проводятся предклинические испытания трипептида PGP в качестве антиагре-гантного и противоязвенного средства. Показано, что он ингибирует активность тромбина, уменьша-
Сокращения: ВТКИО - высокотемпературный твердофазный каталитический изотопный обмен; в/в - внутривенно; в/б - внутрибрюшинно; в/ж - внутрижелудочно; и/н - ин-траназально.
# Автор для связи (тел.: (499) 139-46-04; эл. почта: g_samonina@mail.ru).
ет агрегацию тромбоцитов, активирует фибрино-литические свойства крови: понижает содержание фибриногена в плазме крови, повышает активность тканевого активатора плазминогена и усиливает ферментативный фибринолиз, предупреждая, тем самым, тромбообразование и нормализуя реологические свойства крови [3]. Улучшая микроциркуляцию в желудке, трипептид повышает устойчивость его слизистой к действию повреждающих факторов, ускоряет заживление эрозий и язв, снижает повышенную секрецию кислоты и пепсина и повышает секрецию бикарбонатов и слизи [6, 9, 10]. PGP относительно устойчив в организме. На крысах и кроликах было показано, что он способен проникать сквозь стенки ЖКТ при внутрибрюшинном, внутрижелудочном или внутрикишечном способах введения и обнаруживаться в крови через 30-40 мин после введения [2, 11, 12]. Включение фрагмента PGP в структуру других пептидов повышает их стабильность. Это свойство использовали при создании высокоэффективных лекарственных препаратов: ноотропа семакса и анксиолитика селанка, которые также оказывают положительное влияние на гомеостаз слизистой оболочки желудка [1, 4, 13].
Вместе с тем существенной проблемой остается выбор оптимального способа введения глипролинов для обеспечения их адресной доставки к ор-
Таблица 1. Распределение суммарной радиоактивности для PGP и его метаболитов в крови и органах крысы при разных способах введения*
Способ введения Время, Содержание радиоактивности на 1 г тканей, % от введенного количества
мин Кровь Мозг Желудок Сердце Печень Почки
Внутривенно 3 0.17 ± 0.02 0.01 ± 0.01 0.22 ± 0.07 0.04 ± 0.006 0.04 ± 0.005 0.78 ± 0.21
6 0.11 ± 0.03 0.01 ± 0.01 0.16 ± 0.01 0.04 ± 0.009 0.04 ± 0.004 0.28 ± 0.06
12 0.09 ± 0.03 0.02 ± 0.004 0.20 ± 0.02 0.03 ± 0.004 0.11 ± 0.03 0.34 ± 0.07
Внутрибрюшинно 3 0.05 ± 0.01 0.01 ± 0.002 0.27 ± 0.07 0.05 ± 0.01 0.15 ± 0.04 0.11 ± 0.02
6 0.05 ± 0.005 0.02 ± 0.003 0.27 ± 0.08 0.04 ± 0.004 0.05 ± 0.01 0.16 ± 0.05
12 0.09 ± 0.01 0.03 ± 0.009 0.23 ± 0.03 0.05 ± 0.007 0.05 ± 0.008 0.53 ± 0.12
Внутрижелудочно 3 0.004 ± 0.001 0.007 ± 0.002 0.62 ± 0.13 0.01 ± 0.002 0.005 ± 0.001 0.004 ± 0.001
6 0.02 ± 0.007 0.003 ± 0.001 0.60 ± 0.22 0.06 ± 0.02 0.04 ± 0.008 0.10 ± 0.03
12 0.04 ± 0.007 0.003 ± 0.001 0.22 ± 0.12 0.03 ± 0.008 0.01 ± 0.002 0.02 ±0.005
Интраназально 3 0.01 ± 0.003 0.004 ± 0.004 0.13 ± 0.03 0.004 ± 0.001 0.003 ± 0.001 0.01 ± 0.002
6 0.10 ± 0.01 0.02 ± 0.002 0.07 ± 0.01 0.02 ± 0.004 0.01 ± 0.003 0.01 ± 0.001
12 0.03 ± 0.005 0.01 ± 0.001 0.09 ± 0.003 0.02 ± 0.008 0.02 ± 0.004 0.02 ± 0.003
* Введено 1000 мкКи (3.7 мкмоль) меченного тритием PGP на животное.
гану-мишени, к желудку в частности. Поэтому цель нашей работы - сравнительный анализ распределения глипролинов PGP и селанка при разных способах их введения в организм крыс.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Для осуществления контроля над распределением пептидов по тканям изотопным обменом с газообразным тритием в отсутствие растворителей (метод высокотемпературного твердофазного каталитического изотопного обмена (ВТКИО) [14]) получали многократно меченные тритием пептиды, полностью сохраняющие свою физиологическую активность. Реакцию ВТКИО проводили при повышенной температуре в твердой смеси, образованной органическим веществом, нанесенным на неорганический носитель, и высокодисперсным катализатором платиновой группы. Молярная радиоактивность получаемых пептидов выше, чем у меченых препаратов, полученных традиционными способами. Кроме того, изотопная метка, введенная в пептиды с использованием реакции ВТКИО, распределена по всем аминокислотным остаткам, что открывает возможность слежения за всеми продуктами его биодеградации. Равномерно меченные тритием пептиды в течение ряда лет используются для анализа in vivo и in vitro. Разработанный метод анализа включает экстракцию органическими растворителями меченных тритием пептидов из тканей организма и хроматографическое выделение индивидуальных пептидов из смеси продуктов биодеградации [14-18].
Трипептид PGP, равномерно меченный тритием, вводили в количестве 1 мг (3.7 мкмоль) на кры-
су, что соответствует фармацевтической дозе этого препарата. Данные по содержанию радиоактивности в 1 г тканей органов белых беспородных крыс-самцов через 3, 6 и 12 мин после внутрибрю-шинного (в/б), внутрижелудочного (в/ж), внутривенного (в/в) или интраназального (и/н) введения представлены в табл. 1.
В первые минуты при в/в-введении наибольшая концентрация пептида и его метаболитов достигается в крови крыс и почках. Затем концентрация в крови и почках падает и происходит накопление радиоактивных продуктов в желудке, сердце и печени. Несколько отличная картина наблюдается при в/б-способе введения - сначала большая концентрация радиоактивных продуктов наблюдается в желудке и печени, затем концентрация в этих органах снижается и происходит ее увеличение в почках и крови.
В мозге при в/б-введении содержание пептида на 3-й минуте такое же, что и при в/в-введении. Распределение пептида и его метаболитов в мозге при интраназальном введении сходно с внутри-брюшинным. К 6-й минуте после и/н-введения содержание PGP в мозге оказывается таким же, как и при введении в/б, превосходя содержание радиоактивности в расчете на 1 г тканей мозга, наблюдаемое при в/в- и в/ж-введении. К 12-й минуте после в/б-введения наблюдается максимальное содержание пептида в мозге по сравнению со всеми другими способами введения. Наименее эффективным по отношению к тканям мозга является в/ж-введение. Таким образом, показано, что ин-траназальный способ введения оптимален для доставки молекул глипролинов в головной мозг, в то время как при этом его содержание в других
Таблица 2. Концентрация PGP и его метаболитов в ткани желудка крысы при разных способах введения*
Способ введения Время, мин Концентрация пептида, нмоль на 1 г ткани
PG GP PGP
Внутривенно 3 0.11 ± 0.01 1.2 ± 0.15 6.5 ± 0.72
6 0.82 ± 0.11 3.2 ± 0.35 4.1 ± 0.54
12 0.38 ± 0.03 2.4 ± 0.25 1.6 ± 0.20
Внутрибрюшинно 3 0.21 ± 0.03 1.2 ± 0.11 7.5 ± 0.42
6 1.3 ± 0.015 4.1 ± 0.45 4.8 ± 0.58
12 0.65 ± 0.55 2.9 ± 0.32 2.5 ± 0.33
Внутрижелудочно 3 0.36 ± 0.02 4.1 ± 0.45 15.2 ± 1.30
6 1.2 ± 0.10 7.2 ± 0.81 9.4 ± 1.20
12 0.82 ± 0.08 6.7 ± 0.75 4.8 ± 0.60
Интраназально 3 0.21 ± 0.02 0.94 ± 0.11 3.8 ± 0.42
6 0.45 ± 0.05 1.8 ± 0.22 2.2 ± 0.28
12 0.30 ± 0.2 1.4 ± 0.12 0.82 ± 0.09
* Введено 3.7 мкмоль (1000 мкКи) меченного тритием PGP.
органах может быть на порядок меньшим, чем при в/б- и в/в-введении.
Для сердца максимальное содержание пептида и его метаболитов слабо зависит от способа введения и в большинстве случаев составляло 0.030.06% на 1 г тканей. Для печени наиболее эффективным являются в/в- и в/б-способы введения, причем максимальные значения наблюдаются уже на 3-й минуте при в/б- и к 12-й минуте - при в/в-введении. Для почек характерно наибольшее накопление пептида и его метаболитов по сравнению с другими органами. Наиболее эффективными при этом являются в/в- и в/б-способы введения, обеспечивающие максимальное содержание до 0.5-0.8% от всего введенного пептида на 1 г тканей почек.
Интересно отметить, что для желудка при всех способах введения также отмеча
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.