ОСОБЛИВОСТІ МОРФОЛОГІЧНИХ ТА МЕТАБОЛІЧНИХ ЗМІН В БРОНХАХ ТА ЛЕГЕНЯХ У ДИНАМІЦІ ФОРМУВАННЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЇ БРОНХІАЛЬНОЇ АСТМИ

За останнє десятиліття спостерігається значне збільшення кількості випадків алергійних захворювань, насамперед бронхіальної астми (БА), що розглядається як проблема світового рівня й перебуває в центрі уваги клініцистів різних спеціальностей. На сучасному етапі БА є комплексним захворюванням із різними клініко-патогенетичними варіантами перебігу, особливостями реакції на проведене лікування та віддаленими результатами захворювання. Мета дослідження – вивчити морфологічні та метаболічні зміни в бронхах та легенях морських свинок у динаміці формування експериментальної бронхіальної астми. Матеріали і методи. Результати проведених патоморфологічних досліджень встановили, що застосування даної експериментальної моделі для морських свинок спричиняло спазм гладкої м’язової тканини у бронхах дрібного та середнього калібрів, артеріальних судинах легень із вираженим звуженням їхнього простору, а також еозинофільну та лімфоцитарну інфільтрації, особливо на 19-ту добу експерименту, яке в подальшому (33-я доба) призводило до розвитку вогнищевого ателектазу, пневмосклерозу та емфіземи легень. Результати досліджень та їх обговорення. Результати проведених біохімічних досліджень показали активізацію протеолітичних процесів у бронхах на усіх стадіях їх розвитку на тлі депресії показників антипротеазного потенціалу, особливо на 33-ю добу експерименту – зростає вміст азоальбуміну на 107,2 % (р<0,05), азоказеїну – на 133,8 % (р<0,05) і знижується концентрація α2-макроглобуліну на 64,6 % (р<0,05) порівняно з контролем. Формування бронхіальної астми спричиняє порушення протеїназно-інгібіторної системи в легенях, що проявляється достовірним поетапним зростанням лізису дрібно і великодисперсних білків в умовах компенсаторного підвищення вмісту α2-макроглобуліну на 5-ту добу експерименту з подальшим їх зниженням. Найпомітніші зміни протеїназно-інгібіторної системи спостерігали в найпізніший термін (33-я доба) спостереження – зростав вміст азоальбуміну на 85,9 % (р<0,05), азоказеїну – на 96,3 % (р<0,05) та знижувався рівень α2-макроглобуліну на 48,5 % (р<0,05) в легенях відносно показників контролю. Висновки. В динаміці розвитку експериментальної БА відмічають посилення протеазних реакцій із початковою активізацією, а далі депресією активності інгібіторного захисту, що свідчить про виражений дисбаланс протеїназно-інгібіторної системи, починаючи з раннього періоду формування цієї патології

СИНТЕЗ ТА БІОЛОГІЧНА АКТИВНІСТЬ НОВИХ ПОХІДНИХ 5-АМІНОМЕТИЛЕН-2-ТІОКСОТІАЗОЛІДИН-4-ОНІВ

The aim of the work. Synthesis of 5-aminomethylene-2-thioxothiazolidine-4-ones derivatives as promising compounds for chemical transformations and pharmacological screening.Materials and methods. The key starting reagents synthesized by known methods from commercially available reagents. The NMR spectra of the synthesized compounds were taken on a Varian VXR-400 instrument, DMSO-d6 solvent, tetramethylsilane standard. LC-MS spectra were obtained on a Finnigan MAT INCOS-50 instrument. Elemental analysis for carbon, hydrogen and nitrogen content corresponds to the calculated (± 0.3%). The melting points were determined on a BŰCHI B-545 apparatus. The study of the antitripanosomal activity of compounds in vitro was carried out at the Museum National d'Histoire Naturelle (France) and consisted in the determination of IC50 on the strain Trypanosoma brucei brucei (TBB). The study of antimicrobial activity in vitro was carried out by diffusion into agar. Determination of the antitumor activity of synthesized compounds was carried out within the framework of the international scientific program DTP (Developmental Therapeutic Program) of the National Cancer Institute (NCI, Bethesda, Maryland, USA).Results and discussion. Based on the previously proposed synthetic approach to 5-R,R'-aminomethylene-4-thiazolidinones, series of 5-aminomethylene-2-thioxothiazolidine-4-one derivatives were obtained. An effective method for the synthesis of 5-aminomethylene-2-thioxothiazolidin-4-one was proposed based on the aminolysis of the corresponding 5-ethoxymethylene derivative under the action of ammonium hydrogen carbonate in an alcoholic medium. The reactivity of 5-phenyl-3,4-dihydro-2H-pyrazole-3-carboxylic acid in the aminolysis reaction with 5-ethoxymethylene-2-thioxothiazolidin-4-one was investigated for the first time. The structure of synthesized compounds were confirmed by a complex of NMR and mass spectrometric methods. In vitro antitripanosomal, antimicrobial and antitumor activities of synthesized compounds were studied.Conclusions. Some synthetic methods were proposed and raw of original derivatives of 5-aminomethylene-2-thioxothiazolidine-4-one as promising reagents for chemical transformations and potential objects for pharmacological screening are obtained. Hit-compounds have been identified for the design of potential antitripanosomal and antimicrobial agents.Мета роботи. Синтез нових похідних 5-амінометилен-2-тіоксотіазолідин-4-онів як перспективних сполук для хімічних перетворень та фармакологічного скринінгу.Матеріали і методи. Ключові вихідні реагенти синтезовані за відомими методиками із комерційно доступних реактивів. Спектри ПМР одержаних сполук знімались на приладі Varian VXR-400, розчинник DMSO-d6, стандарт - тетраметилсилан. LC-MS спектри отримані на приладі Finnigan MAT INCOS-50. Дані елементного аналізу на вміст карбону, гідрогену та нітрогену відповідають розрахованим (±0,3%). Температуру плавлення визначали на приладі BŰCHI B-545. Вивчення протитрипаносомної активності сполук in vitro проводилося в Національному музеї історії природи (Франція) та полягало у визначенні інгібуючої концентрації ІС50 сполук на штамі Trypanosoma brucei brucei (TBB). Дослідження протимікробної активності іn vitro проводилося методом дифузії в агар. Визначення протипухлинної активності синтезованих сполук виконувалось у рамках міжнародної наукової програми DTP (Developmental Therapeutic Program) Національного інституту раку (NCI, Бетезда, Меріленд, США).Результати й обговорення. На основі раніше запропонованого синтетичного підходу до 5-R,R'- амінометиленпохідних-4-тіазолідинонів отримано серію 5-амінометилен-2-тіоксотіазолідин-4-онів (5-амінометил- енроданінів). Вперше запропоновано ефективний метод синтезу 5-амінометилен-2-тіоксотіазолідин-4-ону, який базується на амінолізі відповідного 5-етоксиметилензаміщеного при дії гідрокарбонату амонію в спиртовому середовищі. Вперше досліджено реакційну здатність 5-феніл-3,4-дигідро-2Н-піразол-3-карбонової кислоти в реакції амінолізу з 5-етоксиметилен-2-тіоксотіазолідин-4-оном. Структура синтезованих сполук підтверджена комплексом методів ЯМР- та мас-спектрометрій. Досліджено in vitro антитрипаносомну, протимікробну та протипухлинну активність синтезованих сполук.Висновки. Запропоновано методи синтезу та отримано ряд оригінальних похідних з 5-амінометиленроданіновим каркасом як перспективних реагентів для хімічних перетворень та потенційних об’єктів для фармакологічного скринінгу. Ідентифіковано сполуки-хіти для дизайну потенційних антитрипаносомних та протимікробних агентів

The features of state changes of proteinase- inhibitory system in the lungs of guinea pigs in the early period of experimental bronchial asthma

Reheda M. S., Kolishetska M. A., Sementsiv N. G., Baida M. L. Особливості зрушень стану протеїназо-інгібіторної системи в легенях морських свинок у ранньому періоді експериментальної бронхіальної астми = The features of state changes of proteinase- inhibitory system in the lungs of guinea pigs in the early period of experimental bronchial asthma. Journal of Education, Health and Sport. 2015;5(11):419-426. ISSN 2391-8306. DOIhttp://dx.doi.org/10.5281/zenodo.34232 http://ojs.ukw.edu.pl/index.php/johs/article/view/2015%3B5%2811%29%3A419-426 https://pbn.nauka.gov.pl/works/672064 Formerly Journal of Health Sciences. ISSN 1429-9623 / 2300-665X. Archives 2011–2014http://journal.rsw.edu.pl/index.php/JHS/issue/archive   Deklaracja. Specyfika i zawartość merytoryczna czasopisma nie ulega zmianie. Zgodnie z informacją MNiSW z dnia 2 czerwca 2014 r., że w roku 2014 nie będzie przeprowadzana ocena czasopism naukowych; czasopismo o zmienionym tytule otrzymuje tyle samo punktów co na wykazie czasopism naukowych z dnia 31 grudnia 2014 r. The journal has had 5 points in Ministry of Science and Higher Education of Poland parametric evaluation. Part B item 1089. (31.12.2014). © The Author (s) 2015; This article is published with open access at Licensee Open Journal Systems of Kazimierz Wielki University in Bydgoszcz, Poland and Radom University in Radom, Poland Open Access. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Noncommercial License which permits any noncommercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author(s) and source are credited. This is an open access article licensed under the terms of the Creative Commons Attribution Non Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted, non commercial use, distribution and reproduction in any medium, provided the work is properly cited. This is an open access article licensed under the terms of the Creative Commons Attribution Non Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted, non commercial use, distribution and reproduction in any medium, provided the work is properly cited. The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this paper. Received: 25.09.2015. Revised 25.10.2015. Accepted: 24.11.2015.   УДК: 612.24:616.248-039.11-092.9]:577.15024/.025   Особливості зрушень стану протеїназо-інгібіторної системи в легенях морських свинок у ранньому періоді експериментальної бронхіальної астми The features of state changes of proteinase- inhibitory system in the lungs of guinea pigs in the early period of experimental bronchial asthma   М. С. Регеда, М. А. Колішецька, Н. Г. Семенців, М. Л. Байда M. S. Reheda, M. A. Kolishetska, N. G. Sementsiv, M. L. Baida   Львівський національний медичний університет ім. Данила Галицького Danylo Halytskiy Lviv National Medical University   Article The gradual increase of contents of the azoalbumin, azokasein and azokolagenhas been established in the research already in the early period of forming of experimental bronchial asthma (BA). So, we are observing the increase of indicators of azoalbumin in the early period of the development of BA (on the 5th,19th day ), accordingly on 31,8%(p≤0,05) and 42,4% (p≤0,05) in comparison with control group. The similar tendency of changes was discovered during the research of the level of azokasein, which also were increasing in the conditions of the development of BA, as on the 5th day by 45,1% (p≤0,05), so on the 19th day of the experimental model of the disease by 51,25% (p≤0,05) in comparison with the group of intact animals. Similar data were obtained in the early period of bronchial asthma according to the contents of azokolagen. Its increase by 50% (р ≤0,05) and 58,3% (р ≤0,05) was discovered in comparison with the control in condition of forming of this pathology. The investigation of protein inhibitors, in particular, α1-protease inhibitor (α1-IP) in the early period of the experiment has showed its slight increase by 14,7%(р≤0,05) in comparison with the first group of animals on the 5th day of the experiment, that may prove about the inclusion of compensatory mechanisms of protection of proteinase-inhibitory system. However, on the 19th day of the experimental BA, the indicators α1-IP is located on the level of control quantities (р≤0,05). In relation to the activity of the α2-macroglobulin in the lungs on the researched days of the experimental BA, it is increasing by 29,7% (р≤0,05) on the 5th day and it doesn’t suffer significant changes on the 19th day of the experiment in comparison with the group of the intact guinea pigs (р≤0,05). Therefore, our researches of biochemical indicators of proteinase-inhibitory system in the lungs discovered the increase of proteolytic activity on the background of insufficient marked compensatory mechanisms of protein inhibitors with advantage of damage mechanism over  protection mechanisms in the early period of the development of experimental model BA. Key words: asthma, proteinase-inhibitory system.   Реферат У роботі встановлено поступове зростання вмісту азоальбуміну, азоказеїну та азоколагену вже в ранній період формування експериментальної бронхіальної астми (БА). Так, спостерігаємо підвищення показників азоальбуміну в легенях у ранній період розвитку БА (5-а, 19-а доби) відповідно на 31,8% (р ≤0,05) і 42,4% (р ≤0,05)  в порівнянні з контрольною групою.  Аналогічний напрям змін виявлено під час дослідження рівня азоказеїну, який також зростав за умов розвитку БА , як на 5-у добу на 45,1% (р ≤0,05), так і на 19-у добу цієї експериментальної моделі хвороби на 51,25% (р ≤0,05) в порівнянні з групою інтактних тварин. Подібні дані одержані в експерименті в ранньому періоді бронхіальної астми щодо вмісту азоколагену. Встановлено його зростання відповідно на 50% (р ≤0,05) і 58,3% (р ≤0,05)  в порівнянні з контролем за умов формування цієї патології. Дослідження білкових інгібіторів, зокрема, α1-інгібітора протеаз (α1-ІП) в ранні терміни експерименту показало його незначне зростання на 14,7% (р≤0,05) в порівнянні з І групою тварин на 5-у добу експерименту, що може свідчити про включення компенсаторних механізмів захисту протеїназо-інгібіторної системи. Проте, вже на 19-у добу експериментальної БА показники α1-ІП знаходяться на рівні контрольних величин (р≤0,05). Щодо активності α2-макроглобуліну в легенях  на досліджувані доби експериментальної БА, вона підвищується на 29,7% (р≤0,05) на 5-у добу і не зазнає достовірних змін на 19-у добу експерименту в порівнянні з групою інтактних морських свинок (р≤0,05). Таким чином, проведенні нами дослідження біохімічних показників протеїназо-інгібіторної системи в легенях виявили зростання протеолітичної активності на тлі недостатньо виражених компенсаторних механізмів білкових інгібіторів з перевагою механізмів пошкодження над механізмами захисту вже у ранній період розвитку експериментальної моделі БА. Ключові слова: бронхіальна астма, протеїназо-інгібіторна система.   Реферат Особенности сдвигов состояния протеїназо-ингибиторной системы в легких морских свинок в раннем периоде экспериментальной бронхиальной астмы. В работе установлен постепенный рост содержимого азоальбумина, азоказеина и азоколлагена уже в ранний период формирования экспериментальной бронхиальной астмы (БА). Наблюдаем повышение показателей азоальбумина в легких в ранний период развития БА (5-я, 19-я сутки) соответственно на 31,8% (р≤0,05) и 42,4% (р≤0,05) по сравнению с контрольной группой. Аналогичное направление изменений выявлено во время исследования уровня азоказеина, который также увеличевался при условиях развития БА, как на 5-е сутки на 45,1% (р ≤0,05), так и на 19-е сутки этой экспериментальной модели болезни на 51,2% (р≤0,05) по сравнению с группой интактных животных. Подобные данные получены в эксперименте в раннем периоде БА относительно содержимого азоколлагена. Установлен его рост соответственно на 50% (р≤0,05) и 58,3% (р≤0,05) по сравнению с контролем за условиями формирования этой патологии. Исследование белковых ингибиторов, в частности, α1-ингибитора протеаз (α1-ИП) в ранние сроки эксперимента показал его незначительный рост на 14,7% (р≤0,05) по сравнению с І группой животных на 5-е сутки эксперимента, который может свидетельствовать о включении компенсаторных механизмов защиты протеиназо-ингибиторной системы. Однако, уже на 19-е сутки экспериментальной БА показатели α1-ІП находятся на уровне контроля (р≤0,05). Относительно активности α2-макроглобулина в легких на исследуемые сутки экспериментальной БА, она повышается на 29,7% (р≤0,05) на 5-ые сутки и не испытывает достоверных изменений на 19-е сутки эксперимента по сравнению с группой интактных морских свинок (р≤0,05). Таким образом, проведенные нами исследования биохимических показателей протеиназо-ингибиторной системы в легких выявили рост протеолитической активности на фоне недостаточно выраженных компенсаторных механизмов белковых ингибиторов с преимуществом механизмов повреждения над механизмами защиты уже в ранний период развития экспериментальной модели БА. Ключевые слова: бронхиальная астма, протеиназо-ингибиторная система

Особенности сдвигов состояния протеиназно- ингибиторной системы при условии развития экспериментального аллергического альвеолита и пути его коррекции

Метою нашої роботи було вивчення стану протеїназно-інгібіторної системи у тварин на 34, 44, 54, 64-ту добу експериментального алергічного альвеоліту до та після лікування ретаболілом.In the present work it was established that under the modeled allergic alveolitis, balance of the proteinase-inhibitory system in the blood of experimental animals becomes impaired. Activity of α1- inhibitor of proteinases and α2-macroglobulin is reduced and lysis of azoalbumin, azocasein, and azocollagen enhanced. After the administration of retabolile, activity of proteinase inhibitors enhanced and level of proteolytic enzymes in the blood of experimental animals increased as compared with the indices of untreated animals.В работе показано, что при условии развития экспериментального аллергического альвеолита в крови подопытных животных нарушается равновесие в протеиназно-ингибиторной системе. Наблюдали уменьшение активности α1-ингибитора протеиназ и α2-макроглобулина, а также возрастание уровня лизиса азоальбумина, азоказеина и азоколлагена. После применения ретаболила отмечали возрастание показателей ингибиторов протеаз и падение уровня протеолитических ферментов в крови по сравнению с животными, которым не проводили коррекцию