Farmaceutický obzor

Najstarší farmaceutický časopis na Slovensku

  • Zväčšiť veľkosť písma
  • Predvolená veľkosť písma
  • Zmenšiť veľkosť písma
Home Farmaceutický obzor 2012 11-12/2010 Protizápalová aktivita kuprum(II)- a zinkum(II)?benzén?1,3?diylbis(oxyacetátu), voľnej kyseliny benzén?1,3?diylbis­(oxyoctovej) a ich ekvimólových dvojzložkových zmesí na karagenínovom edéme

Protizápalová aktivita kuprum(II)- a zinkum(II)?benzén?1,3?diylbis(oxyacetátu), voľnej kyseliny benzén?1,3?diylbis­(oxyoctovej) a ich ekvimólových dvojzložkových zmesí na karagenínovom edéme

E-mail Tlačiť PDF
  • J. Sokolík, I. Tumová, I. Lacko, P. Švec
  • Protizápalová aktivita kuprum(II)- a zinkum(II)?benzén?1,3?diylbis(oxyacetátu), voľnej kyseliny benzén?1,3?diylbis­(oxyoctovej) a ich ekvimólových dvojzložkových zmesí na karagenínovom edéme
  • Farm Obz, 79, 2010, 11-12, s. 319-323

Protizápalová aktivita trihydrátu kuprum(II)?benzén?1,3?diylbis(oxyacetátu) (CuB13bOAc), dihydrátu zinkum(II)?benzén?1,3?diylbis(oxyacetátu) (ZnB13bOAc), voľnej kyseliny benzén?1,3?diylbis(oxyoctovej) (B13bOAcH) a ich ekvimólových dvojzložkových zmesí bola hodnotená pletyzmometricky na karageníno­vom edéme na potkanoch. Všetky testované zlúčeniny a ich zmesi boli podané i. p. v jednorazovej dávke 50 µmol/kg telesnej hmotnosti zvieraťa (počítané na oxyacetátový fragment) 30 min pred injikovaním iritanta. Priemerná antiflogistická aktivita látok (vyjadrená ako miera redukcie edému) sa zistila v tomto poradí: B13bOAcH + CuB13bOAc 63,7 % > CuB13bOAc 54,4 % > B13bOAcH + ZnB13bOAc 31,0 % ? ZnB13bOAc 29,7 % > CuB13bOAc + ZnB13bOAc 26,6 % ? B13bOAcH 25,6 %. Vzťahy medzi koordinačno?chemickými vlastnosťami a biologickým účinkom príslušných komplexov sú diskutované.

Kľúčové slová: kuprum(II)- a zinkum(II)?benzén?1,3?diylbis(oxyacetát) – karagenínový edém – protizápalová aktivita.


Ióny Cu2+ a Zn2+ sú dôležité v biologických systé­moch pri tvorbe meďnatých a zinočnatých komplexov s nízkou molekulovou hmotnosťou, ktoré sa považujú za prospešné pri potláčaní zápalových a iných patologických procesov (1 – 3). V prípade meďnatých a zinočnatých komplexov s aryloxyacetátovým acidoligandom sa hodnotili viaceré z ich biologických aktivít. Na zvieracom dextránovom a karagenínovom edéme sa študovala protizápalová aktivita aryloxy­acetátomeďnatých a -zinočnatých akvakomplexov v závislosti od zámeny arylu, či jeho substitúcie vzhľadom na zmenu koordinačno-chemických vlast­ností (4 – 11). S použitím skríningových metód sa hodnotila antimikróbna (12, 13) a herbicídna aktivita (14). Amesovým testom hodnotenia mutagenity sa potvrdilo, že koordináciou 4?nitrochinolín?1?oxidu vo fenoxyacetátomeďnatom komplexe možno dosiahnuť, že tento karcinogén sa dá aplikovať až v 8?krát vyššej dávke oproti nekomplexovanej forme bez prejavenia sa jeho mutagénnych účinkov (15, 16). V aromatickej časti substituované chlór- a alkylderiváty kyseliny fenoxy­octovej sa v praxi používajú ako herbicída (17, 18).

Vychádzajúc z výsledkov skríningového hodnotenia antiflogistickej aktivity celej skupiny aryloxyacetáto­meďnatých a -zinočnatých akvakomplexov, v ktorých vždy acidoligand obsahoval iba jednu oxyacetátovú skupinu, pristúpili sme k syntéze a štúdiu vlastností novej skupiny zlúčenín so zdvojenou oxyacetátovou skupinou na fenylénovom jadre. V týchto akva­komplexoch vystupuje benzén?1,3?diylbis(oxyacetá­tový) dianiónový ligand, ktorý má reťaziacu funkciu spájania centrálnych atómov Cu(II) a Zn(II). Proti­zápalový účinok východiskovej kyseliny, synteti­zovaných akvakomplexov a ich dvojzložkových zmesí sa hodnotil na karagenínovom edéme na potkanoch.

Materiál a metodika

Kyselina benzén-1,3-diylbis(oxyoctová) (označenie B13bOAcH) bola pripravená reakciou kyseliny mono­chlóroctovej s benzén-1,3-diolom vo vodnom roztoku NaOH postupom podľa (19). Rezorcinol (ako jeden z reaktantov) sa pri čistení z produktu odstránil po reakcii získanej kyseliny s NaHCO3 vytrepaním do éteru a z vodnej vrstvy sa po okyslení HCl zo sodnej soli sa získala čistá kyselina. Výsledky prvkovej analýzy kyseliny benzén-1,3-diylbis(oxyoctovej) – C10H10O6

(Mr = 226,2); vypočítané/zistené: 53,10/53,08 % C a 4,42/4,57 % H. Príslušná Cu(II)- a Zn(II)?soľ bola pripravená reakciou zodpovedajúceho síranu s dinátriumbenzén?1,3?diylbis(oxyacetátom) vo vode (v kyslej oblasti pH) známymi postupmi (9, 10). Zloženie zlúčenín sa overovalo prvkovou analýzou (C, H) a che­latometrickým stanovením obsahu kovového iónu. Analýza akvakomplexov (udaná vypočítané/zistené) – podľa ich označenia v tabuke 1 – pre CuB13bOAc, C10H14O9Cu (Mr = 341,8), %C 32,22/32,57; %H 4,13/4,08; %Cu 18,59/18,82 a pre ZnB13bOAc, C10H12O8Zn (Mr = 325,6), %C 33,82/33,80; %H 3,72/3,81; %Zn 20,08/19,95.

Pre biologické hodnotenie boli zlúčeniny adjusto­vané ako suspenzie v sterilizovanom izotonickom roztoku NaCl s obsahom 0,05 % Tweenu 80 (Merck) v koncentrácii 50 µmol/cm3, vzťahované k obsahu acidoliganda. Zmesová vzorka bola vždy pripravená tak, že koncentrácia každej zložky v nej bola 25 µmol/cm3 (počítané na spoločnú oxyacetátovú funkciu).

V pokusoch sme použili potkany – samce Wistar (220 až 280 g) z produkcie Ústavu experimentálnej farmakológie SAV v Bratislave (chovná stanica Dobrá Voda), chované za štandardných podmienok.

Akútna antiflogistická aktivita sa sledovala pletyz­mometrickou metódou (20) na prístroji Hugo Basile Plethysmometer 1410, a to vyhodnotením karagení­nového edému v skupinách predliečených zvierat v porovnaní s kontrolnou skupinou, v ktorej bolo zvieratám podané iba vehikulum. Potkanom (narko­tizovaným uretánom) boli i. p. injikované testované zlúčeniny (počítané na oxyacetátový fragment) v jed­norazovej dávke 50 µmol/kg telesnej hmotnosti 30 min pred vyvolaním edému iritačnou látkou. Edém bol vyvolaný aplikáciou 0,1 cm3 1% roztoku karagenínu (Serva) vo fyziologickom roztoku do planta pedis panvovej končatiny. Hodnoty zmeny objemu opuchu v pokusnej skupine zvierat v danom časovom intervale sa štatisticky porovnávali s príslušnými údajmi zistenými v kontrolnej skupine (KS). Za východiskové hodnoty sa považovali objemy labiek pred podaním použitej edemotvornej látky. Na štatistické vyhodnote­nie získaných výsledkov sa použil Studentov t-test. Za významné sa považovali tie výsledky, ktoré spĺňali hodnotu základného testového kritéria p < 0,05. Výsledky sú zhrnuté v tabuľkách 1 a 2.

Výsledky a diskusia

Zo štruktúry a koordinačných predpokladov ben­zén-1,3-diylbis(oxyacetátového) dianiónu vyplýva jeho schopnosť vystupovať vo funkcii viacdonorového mostíkového liganda medzi centrálnymi atómami. Takto má možnosť vzniknúť jednorozmerný koordi­načný polymér, aký sa rtg analýzou potvrdil pri dihydráte akva?(1,10?fenatrolín)[??benzén?1,3?diylbis(oxyacetáto)]meďnatého komplexu (21). Syntetizovaný trihydrát Cu(II)?soli možno na základe uvedených predpokladov považovať za triakva?[??benzén?1,3?diylbis(oxyacetáto)]meďnatý komplex polymérneho zlo­ženia (CuB13bOAc). Analogické deformované štvor­covo-pyramídové obklopenie Cu(II)?atómu piatimi O?donorovými atómami (dvoma z dvoch acidoligandov a tromi z molekúl vody) sa určením štruktúry našlo aj pri monomérnom triakva?bis(fenoxyacetáto)meďnatom komplexe (22). V prípade dihydrátu zinočnatej soli (ZnB13bOAc) možno pri mostíkovej funkcii študo­vaného acidoliganda a jeho limitujúcej dvojfunkčnej koordinácii každej karboxylátovej skupiny (typickej v prípade Zn(II)?komplexov) za základný koordinačný útvar pokladať deformovaný oktaéder s chromofórom <CuO(karb)2O’(karb)2O(voda)2>. Podobný štruktúrny motív sa zistil v kryštálovej štruktúre diakva?bis(fe­noxyacetáto)zinočnatého komplexu (23) i diakva?bis­(salicyláto)zinočnatého komplexu (24). Oba pripra­vované akvakomplexy majú polymérne zloženie, ktoré je limitované koordinačnými vlastnosťami acidoligan­da. Táto skutočnosť sa odráža aj v nerozpustnosti týchto látok vo vode, preto testované vzorky boli aplikované iba ako suspenzie.

Cieľom farmakologického hodnotenia bolo posúdiť význam komplexácie benzén?1,3?diylbis(oxyacetáto­vého) dianiónu vo funkcii acidoligandu voči centrál­nym atómom Cu(II) a Zn(II), zistiť priebeh a mieru ovplyvňovania experimentálneho edému oboma akvakomplexmi a zmesovými vzorkami a porovnať získané údaje s aktivitou voľnej kyseliny benzén?1,3?diylbis(oxyoctovej) (tab. 1 a 2).

Priemerná antiflogistická aktivita látok v 30. až 360. minúte pokusu (vyjadrená ako miera redukcie edému) bola nasledovná: B13bOAcH + CuB13bOAc 63,7 % > CuB13bOAc 54,4 % > B13bOAcH + CuB13bOAc 31,0 % ? ZnB13bOAc 29,7 % > CuB13bOAc + ZnB13bOAc 26,6 % ? B13bOAcH 25,6 %. Všeobecne možno povedať, že testované vzorky boli účinnejšie ako voľná kyselina – s výnimkou zmesovej vzorky oboch akvakomplexov, pričom tieto pokusy nespĺňali základné testové kritérium p<0,05. Získané výsledky pri unifikovanom dávkovaní 50 µmol/kg (počítané na oxyacetátový fragment) potvrdili význam iónov Cu2+ a acidoliganda (podaním samého akvakomplexu alebo v dvojzložkovej zmesi s východiskovou kyselinou) na modulácii použitého modelu zápalu. Zmesová vzorka – B13bOAcH + CuB13bOAc – v prvej polovici experimentu – v porovnaní s CuB13bOAc – preuka­zovala synergistický vplyv voľnej kyseliny na aktivitu meďnatého komplexu (zvýšenie miery účinku v prie­mere o 30 %), v 300. minúte však dochádza k obrá­tenému efektu (tab. 2). V týchto dvoch vzorkách sa Cu(II)?komplex výhodne zúčastňoval na riadenom uvoľňovaní benzén?1,3?diylbis(oxyacetátových) a meď­na­tých iónov pravdepodobne potrebných pri tvorbe aktívnych entít v in vivo podmienkach (25). U človeka je Cu-deficientný stav zriedkavý, avšak významné zmeny v koncentrácii tohto iónu kovu sa pozorovali počas reumatoidnej artritídy v závislosti od jej fázy (3). Uvažuje sa, že spôsob účinku karboxylátomeďnatých komplexov je podobný účinku nesteroidových antiflogistík s karboxylátovou funkciou a je založený na inhibícii syntézy prostaglandínov prostredníctvom cyklooxygenázového izoenzýmového systému, alebo je spojený s moduláciou superoxidovej dismutácie, syntetázy oxidu dusnatého, či niektorých imuno­bio­logických funkcií (1, 2, 26). Výraznejší antiflogistický účinok zinočnatého akvakomplexu a jeho zmesí v študovaných vzorkách sa nepotvrdil. Tento je spravidla založený na nepriamych antioxidačných funkciách týchto zlúčenín, ktorých mechanizmy nie sú doteraz dostatočne objasnené (27).

Z porovnania testovaných komplexov (tab. 2) vy­plýva vyššia účinnosť meďnatého komplexu (vrátane zmesi s kyselinou), čo môže byť spôsobené opísanou odlišnou koordináciou acidoligandu – benzén?1,3?diylbis(oxyacetátového) dianiónu v Cu(II)-komplexe oproti Zn(II)?komplexu. To by vysvetľovalo rozdielnu stabi­litu týchto akvakomplexov a ich dostupnosť pri metabolizácii vzoriek po predliečení pokusných zvie­rat. Vhodnosť pentakoordinácie pri štvorcovo-pyramídovom obklopení Cu(II)-atómu v skupine „jednoduchých“ komplexov fenoxyacetátového typu sa potvrdila v predchádzajúcej práci (4).

Na záver možno povedať, že sa potvrdil význam komplexovaného Cu2+-iónu v polymérnom akva­komplexe s acidoligandom študovaného acidoligan­da arylénbis(oxyacetátového) typu pri ovplyvňovaní modelovej zápalovej reakcie na karagenínovom edéme. Nezistila sa priama závislosť miery aktivity od obsahu kovového iónu vo vzorke (tab. 1). Priemerná antiflogistická aktivita všetkých testovaných benzén?1,3?diylbis(oxyacetátových) vzoriek spolu bola 38,5 % (tab. 2) a pri rovnakom usporiadaní experimentu a totožnom zastúpení vzoriek bola nižšia ako zistená aktivita monomérnych fenoxyacetátových vzoriek 53,3 % (4, 7), či porovnávaných 1-naftoxyacetátových 67,0 % (10) i 2?naftoxyacetátových vzoriek 40,9 % (11). V nadväznosti na prezentované výsledky bude potreb­né pi tomto novom type ligandov pripraviť a testovať antiflogistickú aktivitu totožnej skupiny zlúčenín s benzén?1,4?diylbis(oxyacetátovým) skeletom.*

*Táto práca bola zahrnutá do výskumného programu podporovaného Ministerstvom školstva Slovenskej republiky v grantovom projekte č. 1/0229/10.

Literatúra

1.    WEDER, J.E., DILLON, C.T., HAMBLEY, T.W., KENNEDY, B. ., LAY, P.A., BIFFIN, J.R., REGTOP, H.L., DAVIES, N.M.: Copper complexes of non?steroidal anti?inflammatory drugs: an opportunity yet to be realized. Coord Chem Rev, 232, 2002, s. 95 – 126.
2.    SORENSON, J. R.J.: Copper complexes offer a physiolo­gical approach to treatment of chronic diseases. Progr Med Chem, 26, 1989, s. 437 – 568.
3.    TAYLOR, D.M., WILLIAMS, D.R.: Bio?inorganic chemistry and its pharmaceutical applications. Chapter 13. In: Smith and Williams’ Introduction to the Principles of Drug Design and Action (SMITH, H. J. (Ed.). 3rd Edition. Amsterdam: Overseas Publishers Assoc., 1998, s. 509 – 537.
4.    BLAHOVÁ, M., TUMOVÁ, I., SOKOLÍK, J., GALLA­SOVÁ, M., ŠVEC, P.: Anti?inflammatory activity of aqua­(aryloxyacetato)copper(II) complexes. Pharmazie, 49, 1994, s. 373 – 374.
5.    BLAHOVÁ, M., TUMOVÁ, I., SOKOLÍK, J., OROSOVÁ, I., ŠVEC, P.: Protizápalová aktivita (krezoxyacetáto)meďnatých komplexov. Čes a Slov Farm, 47, 1999, s. 166 – 169.
6.    BLAHOVÁ, M., SOKOLÍK, J., TUMOVÁ, I., ŠVEC, P.: Antiinflammatory activity of aqua(cresoxyacetato)copper(II) complexes. Pharmazie, 54, 1999, s. 156.
7.    BLAHOVÁ, M., SOKOLÍK, J., TUMOVÁ, I., GAVEN­ČIAK, J., MIŠÍKOVÁ, E., ŠVEC, P.: Príprava a protizápa­lová aktivita vybraných akva?(aryloxyacetáto)zinočnatých komplexov. Čes a Slov Farm, 48, 1999, s. 175 – 178.
8.    BLAHOVÁ, M., SOKOLÍK, J., TUMOVÁ, I., ŠVEC, P.: Antiinflammatory activity of diaquabis(cresoxyacetato)zinc(II) complexes. Pharmazie, 55, 2000, s. 150 – 151.
9.    SOKOLÍK, J., SEDLÁČKOVÁ, Š., RAČANSKÁ, E., BLAHOVÁ, M., ŠVEC, P.: Protizápalová aktivita niektorých akva?(aryloxyacetáto)meďnatých komplexov. Čes a Slov Farm, 42, 1993, s. 133 – 136.
10.    SOKOLÍK, J., TUMOVÁ, I., BLAHOVÁ, M., ŠVEC, P.: Protizápalová aktivita kuprum(II)- a zinkum(II)?1?naftoxyacetátu a ich ekvimólovej zmesi na karagenínovom edéme. Farm Obz, 76, 2007, s. 14 – 16.
11.    TUMOVÁ, I., SOKOLÍK, J., BLAHOVÁ, M., PAŽIN-HRICKOVÁ, E., KOVÁCSOVÁ, B., STANKOVIČOVÁ, T., ŠVEC, P.: Protizápalová aktivita kuprum(II)- a zinkum(II)?2?naftoxyacetátu a ich ekvimólovej zmesi na karagenínovom edéme. Farm Obz, 78, 2009, s. 17 – 20.
12.    PLESCH, G., BLAHOVÁ, M., KRäTSMÁR?ŠMOGROVIČ, J., FRIEBEL, C.: EPR, ligand field spectra and antimicro­bial activity of dimeric aryloxyacetatocopper(II) com­plexes. Inorg Chim Acta, 136, 1987, s. 117 – 125.
13.    BLAHOVÁ, M., SOKOLÍK, J., MLYNARČÍK, D., KRäTSMÁR-ŠMOGROVIČ, J.: Antimicrobial activity of chlorophenoxyacetatocupric complexes. Acta Facult ­Pharm Univ Comenianae, 46, 1991, s. 247 – 260.
14.    BLAHOVÁ, M., KRäTSMÁR-ŠMOGROVIČ, J., VARKONDA, Š.: Štúdium fungicídnej a herbicídnej aktivity 4?chlórfenoxyacetátomeďnatých komplexov s nie­ktorými N- a O?donorovými molekulovými ligandmi. Českoslov Farm, 31, 1982, s. 264 – 270.
15.    KOLMODI?HEDMAN, B.: Phenoxyacetates. Toxicology, 91, 1994, s. 87 – 92.
16.    MARONI, M., COLOSIO, C., FERIOLO, A., FAIT, A.: Biological monitoring of pesticide exposure: a review. Phenoxyacetate herbicides. Toxicology, 143, 2000, s. 77 – 84.
17.    BLAHOVÁ, M., SOKOLÍK, J., LAHITOVÁ, N., MURÍN, A.: Mutagénna aktivita fenoxyacetátomeďnatých kom­plexov. Čes a Slov Farm, 43, 1994, s. 240 – 242.
18.    BLAHOVÁ, M., LAHITOVÁ, N., SOKOLÍK, J.: Mutagenicity of 4?nitroquinoline N?oxide after its complexation with copper(II) 2?chlorophenoxyacetate. Folia Microbiol, 42, 1997, s. 400 – 401.
19.    ETTEL, V., WEICHET, J., SPÁČIL, J.: Several derivatives of phenoxyacetic acids. Collect Czechoslov Chem Commun, 15, 1950, s. 1050 – 1068.
20.    LENFELD, J., MAREK, J.: A method elaborated for measurement of small volumes and its application for the evaluation of antiphlogistic effects. Arzneim?Forsch/Drug Res, 16, 1966, s. 664 – 666.
21.    GAO, S., LIU, J.-W., HUO, L.-H., ZHAO, H., ZHAO, J.-G.: catena?Poly[[[aqua?(1,10?phenanthroline??2N,N’)copper-(II)]???benzene?1,3?dioxyacetato??2O:O’] dihydrate]. Acta Cryst, E60, 2004, s. m1769 – m1771.
22.    GOEBEL, C.V., DOEDENS, R.J.: Crystal and molecular structure of bis(phenoxyacetato)triaquacopper(II), a monomeric, five-coordinated hydrated cupric carboxylate. Chem Commun, 1972, s. 839 – 841.
23.    SMITH, G., O’REILLY, E.J., KENNARD, C.H.L., STADNICKA, K., OLEKSYN, B.: Metal?phenoxyalka­noic acid interactions. Part I. Crystal and molecular structures of diaquabis(p?chlorophenoxyacetato)copper(II), diaquabis(phenoxyacetato)zinc(II) and diaquabis-(p?chlorophenoxyacetato)zinc(II). Inorg Chim Acta, 1981, s. 111 – 120.
24.    KLUG, H.P., ALEXANDER, L.E., SUMMER, G.G.: The crystal structure of zinc salicylate dihydrate. Acta Crystallogr, 11, 1958, s. 41 – 46.
25.    VANE, J.R., BOTTING, R.M.: New insights into the mode of action of antiinflammatory drugs. Inflamm Res, 44, 1995, s. 1 – 10.
26.    PERCIVAL, S.S.: Copper and immunity. Am J Clin Nutr, 67, 1998, Suppl., s. 1064S – 1068S.
27.    POWELL, S. R.: Zinc and Health: Current Status and Future Directions. The antioxidant properties of zinc. J Nutr, 130, 2000, Suppl., s. 1447S – 1454S.

J. Sokolík, I. Tumová, I. Lacko, P. Švec
1Katedra chemickej teórie liečiv a 2Katedra farmakológie a toxikológie, Farmaceutická fakulta Univerzity Komenského, Bratislava

SUMMARY

J. Sokolík, I. Tumová, I. Lacko, P. Švec

ANTI?INFLAMMATORY ACTIVITIES OF COPPER(II) AND ZINC(II) BENZENE?1,3?DIYLBIS (OXYACETATES), FREE BENZENE?1,3?DIYLBIS (OXYACETATE) ACID AND THEIR EQUIMOLAR TWO?COMPONENT MIXTURES  ON CARRAGEENAN?INDUCED EDEMA

Using rat paw carrageenan?induced edema, the anti?inflammatory activity of copper(II) benzene?1,3?diylbis(oxyacetate) trihydrate (CuB13bOAc), zinc(II) benzene?1,3?diylbis(oxyacetate) dihydrate (ZnB13bOAc), free benzene?1,3?diylbis(oxyacetate) acid (B13bOAcH) and of their equimolar two?component mixtures were assayed plethysmometrically. All compounds tested were administered i.p. in a single dose of 50 µmol/kg body weight (calculated for the oxyacetate?fragment) 30 min before injecting the irritant. The antiphlogistic activity of the species (expressed as a mean oedema reduction) was found in this order: B13bOAcH + CuB13bOAc 63.7 % > CuB13bOAc 54.4 % > B13bOAcH + ZnB13bOAc 31.0 % ? ZnB13bOAc 29.7 % > CuB13bOAc + ZnB13bOAc 26.6 % ? B13bOAcH 25.6 %. The relationships between the coordination?chemical properties and the biological effects of the corresponding complexes are discussed.
Key words: copper(II) and zinc(II) benzene-1,3-diylbis(oxyacetates) – rat paw carrageenan?induced oedema – anti?inflammatory activity.

 

Reklamný prúžok
Reklamný prúžok
Reklamný prúžok
Reklamný prúžok

Partneri