ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КИСЛОТЫ ЯНТАРНОЙ В СОЧЕТАНИИ С ЭКСТРАКТОМ ПРОПОЛИСА
1, 1, 1, 1, 1, 2
1Южно – Уральский государственный медицинский университет
2Башкирский государственный медицинский университет
Одной из актуальных задач современной медицины и фармации является поиск средств, обладающих комплексным фармакологическим действием. Это направление может быть перспективным в ряду двухосновных карбоновых кислот, среди которых следует выделить кислоту янтарную, обладающую регидратирующим, антигипоксантным, антиоксидантным, диуретическим и дезинтоксикационным действием. Ее широкий фармакологический спектр действия предполагает исследования по созданию новых лекарственных форм. Входящие в состав всех животных и растительных клеток организма с аэробным типом дыхания, сукцинаты способны предотвращать или устранять постгипоксические нарушения энергетического метаболизма в организме и метаболический ацидоз. При этом целесообразно использовать ее в сочетании с природными биологически – активными веществами подобного действия, числу которых относится прополис богатый природными фенольными соединениями. В связи с этим целью настоящего исследования было теоретическое прогнозирование антимикробного, противовоспалительного и антиоксидантного действия кислоты янтарной, экстракта прополиса, а также модельной смеси этих соединений.
Материалы и методы. Первым этапом нашего исследования было компьютерное моделирование структуры и свойств полифенолов и двухосновных карбоновых кислот, а так же их комплексов. Исследование проводилось при помощи программного пакета «GAMESS». Моделирование комплексов осуществляли при помощи программного пакета «Mech», который использует генетические алгоритмы формирования молекулярных ассоциатов в полимолекулярных системах. За теоретическую антирадикальную активность было принято значение энергии электрона верхней занятой молекулярной орбитали (ВЗМО). С целью изучения антимикробного эффекта двухосновных карбоновых кислот их сочетаний с прополисом были проведены теоретические расчеты, позволяющие выявить оптимальное взаимодействие веществ с биологически активными веществами, содержащимися в прополисе. Моделирование тестируемых комплексов осуществляли при помощи программного пакета Mech, который использует генетические алгоритмы формирования молекулярных ассоциатов в полимолекулярных системах. Различные виды фармакологической активности определяли, используя программный пакет: 3D⁄4D QSAR алгоритм BiS/MC (multi-conformational) для мультиконформационного анализа биологически активных соединений, их ориентации и докинга в полостях рецептора [1, 2].
Результаты и обсуждение. С помощью мультиконформационного анализа биологически активных соединений проведена сравнительная оценка двухосновных карбоновых кислот и их продуктов взаимодействия с фенольными соединениями экстракта прополиса с различными лекарственными веществами, представленными в базе данных. Имеющиеся данные свидетельствовали о том, что вещество с максимальной активностью имеет величину равную 1,0. В ходе исследования, происходит поочередное сравнение с веществами базы, на основании чего происходит расчет теоретической фармакологической активности. На основании проведенных теоретических исследований предположено, что кислота янтарная образует водородные связи с агликоном рутина. Значение энергии ВЗМО свидетельствует о том, что наибольшими антирадикальными свойствами обладает рутин (таблица 1).
Таблица 1
Теоретические данные по расчету величины молекулярной орбитали
№ п/п | Объект исследования | Величина энергии верхней занятой молекулярной орбитали | Величина энергии нижней свободной молекулярной орбитали | Дипольный момент |
1. | Рутин | - 0,19414 | - 0,05125 | 8,0880 |
2. | Кислота янтарная | - 0,27601 | -0,0164 | 1,5753 |
3. | Рутин + кислота янтарная | - 0, 22114 | -0,08393 | 12,1500 |
На основании компьютерного моделирования структуры полифенолов и двухосновных карбоновых кислот, а также их комплексов были рассчитаны некоторые фармакологические свойства кислоты янтарной. Предварительными исследованиями установили, что основной компонент полифенолов прополиса – рутин. В связи с этим теоретическую активность рассчитывали в пересчете на рутин. В результате проведения теоретического прогнозирования определили широкий спектр фармакологических свойств исследуемых веществ. Установлено, что кислота янтарная обладает антибактериальной, противоспалительной и антиоксидантной активностью. Экспериментально доказано, что в концентрации 0,05 г/мл она оказывает неселективное антимикробное действие в отношении грам – положительных, грам – отрицательных бактерий и дрожжеподобных грибов, что согласуется с предварительно проведенным прогнозом. В присутствии экстракта прополиса увеличивается величина антибактериальной активности. Скорее всего, это связано с тем, что в недиссоциированном виде органические кислоты являются липофильными и могут легко проникать через мембрану бактериальной клетки в цитоплазму. Оказавшись внутри клетки, где pH имеет приблизительно нейтральное значение, эти кислоты диссоциируют, высвобождая протоны. Это приводит к распространению движущей силы протона, подавляющей ферментную систему, перенос биогенных веществ, аминокислот, энергетический обмен и синтез ДНК. Бактерицидное действие органических кислот может также возникнуть в результате скопления анионов внутри клетки. Снижение pH внутри клетки приводит к тому, что микробная клетка использует свою энергию для выведения протонов наружу, что приводит к истощению клетки.
Выводы.
1. На основании теоретических расчетов установлено, что кислота янтарная в сочетании с экстрактом прополиса обладает выраженным антиоксидантным, антибактериальным и противовоспалительным действием.
2. Экспериментально доказано неселективное антимикробное действие в отношении грам – положительных, грам – отрицательных бактерий и дрожжеподобных грибов, что согласуется с предварительно проведенным прогнозом.
Список литературы.
1. , , Белик алгоритм для прогноза строения и свойств молекулярных агломератов в органических веществах // Журн. структ. химии. 2002. Т. 43.№ 6. С. 1128-1133.
2., , Барташевич вычислительная 3D – QSAR технология BiS// Информационно – вычислительные технологии в решении фундаментальных и прикладных задач (Сессия ИВТН – 2004). Сборник материалов. – М., 2004. – С. 24.
