萘普生金属配合物抗伤害、抗焦虑、抑制中枢神经系统和低血糖的药理评价

摘要

目的．本研究旨在研究萘普生金属配合物的镇痛作用、抗焦虑作用、中枢神经系统抑制作用和降糖作用。方法．采用醋酸扭体法和辐射热甩尾法评价镇痛活性，采用高架+迷宫模型评价抗焦虑活性。采用苯巴比妥诱导睡眠时间试验评价萘普生金属配合物的中枢神经系统抑制活性，口服葡萄糖耐量试验进行降糖试验。结果．金属配合物显著()减少0.7%醋酸溶液引起的腹肌收缩次数，且呈剂量依赖性。在25 mg/kg体重时，p.o.铜、钴和锌配合物表现出更高的抗伤害感受活性，其扭体抑制率分别为59.15%、60.56%和57.75%，高于母配体萘普生(54.93%)。在摇尾试验中，在25和50 mg/kg剂量下，铜、钴、银和锌复合物在90分钟后表现出比原药萘普生更高的抗伤害性。在高架迷宫(EPM)模型中，萘普生钴锌配合物表现出明显的剂量依赖性抗焦虑作用，而铜、钴、锌配合物表现出明显的中枢神经系统抑制和低血糖活性。结论．目前的研究表明，铜、钴和锌配合物具有更高的抗伤害性，抗焦虑性，中枢神经系统抑制剂和低血糖特性比母体配体。

1.介绍

金属配合物的化学和生化活性在农业、制药和工业化学中发挥着重要作用[1］．在治疗学中，利用金属配合物与传统药物作为治疗药物治疗不同疾病已被广泛研究[2- - - - - -6］．由于它们通常具有与有机化合物不同的活性机制，金属配合物的发展为新型药物传递系统提供了另一条途径[7］．最近关于金属配合物的研究已经证明，药物与金属元素的结合可增强其活性，在许多情况下，配合物甚至具有母体化合物所不具有的活性[8］．因此，我们有动力研究萘普生衍生物与不同过渡金属离子的金属结合性质，并分析其不同的生物学性质，以期为萘普生金属配合物用于不同治疗目的提供新的可能性。

萘普生是一种非甾体抗炎药，广泛应用于关节炎和不同疼痛状态的临床治疗。根据以往的研究，金属离子在不同的生物过程中发挥着重要的作用，一些疾病的进展是由于缺乏许多对生命至关重要的过渡金属元素而发生的[9］．

就我们所知和现有文献而言，尚未对萘普生金属配合物的所有这些性质进行过研究。在目前的研究中，我们报道萘普生金属配合物在活的有机体内抗伤害剂，抗焦虑剂，中枢神经系统抑制剂和低血糖活性。

2.材料和方法

2．1．萘普生过渡金属配合物合成的一般步骤

详细的萘普生金属配合物的合成过程已在我们以前的文章中描述[10］．

2．2．化学药品和试剂

吗啡和地西泮从Popular Pharmaceuticals和Gonoshasthaya Pharmaceuticals Ltd.，达卡，孟加拉国收集。醋酸从德国默克公司获得。所有其他化学物质都是从商业上获得的，都是分析级的。

3.生物评价

3．1.实验动物

实验用的是来自孟加拉国达卡Jahangirnagar大学动物资源学院的瑞士白化小鼠(20-25公克)，雌雄均有，4-5周大。他们被安置在标准的聚丙烯笼(30 × 20 × 13 cm)中，并保持在标准的实验室条件下(相对湿度55-60%，室温)°C, 12小时光/暗循环)。喂食标准配方的啮齿动物食物和水随意．所有实验方案均由达卡大学药学伦理委员会批准。

3．2．Antinociceptive活动研究

3.2.1之上。外周抗伤害性活动研究

采用醋酸扭体法评价小鼠的镇痛活性[11］．腹腔注射0.7%醋酸(v/v) (10 mL/kg)引起小鼠扭体。在化学刺激前30 min，每组5只动物口服两种不同剂量(25和50 mg/kg)的萘普生金属衍生物。注射醋酸后观察15 min内的扭体次数。镇痛作用表现为对照组(醋酸处理的小鼠)和用萘普生金属衍生物预处理的小鼠之间腹部收缩次数的减少。标准品为萘普生(25 mg/kg)。

3.2.2。中央抗伤害性活动研究

采用辐射热甩尾法评价抗伤害感受活动[12］．试验样品和对照样品在零小时通过喂食针口服给小鼠。间隔30分钟，以确保给药物质的适当吸收。30分钟后，用镇痛仪(Medicraft, India)测量甩尾时间。以吗啡(2 mg/kg, s.c.)为标准品。通过裸镍铬导线的电流强度保持在3安培。尾部皮肤与热源保持1.5 cm的距离。辐射热(°C)，并保持在距尾根2.5 cm处。为避免组织损伤，将反应时间缩短至16秒。

3．3.抗焦虑活性研究

3.3.1。高架+迷宫(EPM)模型

plus迷宫装置包括两个张开的手臂，长度为16 × 5厘米，和两个闭合的手臂，长度为16 × 5 × 12厘米，连接到一个中央平台(5 × 5厘米)。迷宫被抬高到离地面25厘米的高度。实验前45 min，每组6只，分别口服25和50 mg/kg萘普生金属衍生物。将每只小鼠分别置于高架+迷宫中心，头部面向张开的手臂，观察5分钟，记录进入张开和闭合手臂的次数及在每只手臂上停留的时间[13］．以地西泮(2 mg/kg, p.o)为标准品。

3.3.2。中枢神经系统(CNS)抑制剂活性研究

采用苯巴比妥诱导小鼠睡眠时间试验评价萘普生金属螯合物对中枢神经系统的影响[14］．小鼠口服萘普生及其衍生物(25 mg/kg)、对照(1% ten -80溶液生理盐水)、腹腔注射地西泮(1 mg/kg) 30 min后，腹腔注射苯巴比妥(25 mg/kg，腹腔注射)。观察动物的潜伏期(服用苯巴比妥后翻正反射消失之间的时间)和睡眠时间(翻正反射消失和恢复之间的时间)。

3．4．降糖活性研究

该测试使用了一个轻微的修改[15］．称重后随机分为8组，每组6只。在零小时空腹时，每组在给糖前用血糖仪(香港布劳恩g - 423s)和葡萄糖氧化酶活性条从尾静脉测量血糖水平。用锋利的刀片切下小鼠尾尖，采集少量血液，用葡萄糖试纸接触，测量血糖水平。几秒钟内就能看到血糖水平。用奈巴诺(杆菌肽)软膏涂于创面，以避免感染。以0.1%生理盐水为对照，二甲双胍为标准品，萘普生金属螯合剂为口服给药针。在1小时、2小时和3小时后，以相同的程序采集血液并测量血糖水平，以观察该检测样品与对照组和标准组的降糖效果。

3．5．统计分析

所有的值都表示为平均值±平均值的标准误差(SEM)。单因素方差分析之后是邓尼特方差分析-检验确定对照组与实验组之间的显著性差异。≤0.001被认为有统计学意义。

4.结果

4．1.萘普生金属配合物的表征

Hasan等人描述了萘普生金属配合物的物理、分析和热性能、NMR光谱、FTIR光谱、扫描电子显微镜和HPLC研究。10］．

4．2．外周抗伤害性活动研究

采用醋酸扭体抑制法对萘普生及其金属螯合物进行镇痛活性筛选。金属配合物有效地减少了0.7%乙酸溶液引起的腹肌收缩次数，且呈剂量依赖性，见表1．当剂量为25 mg/kg体重时，铜、钴和锌的配合物表现出显著性差异()的抑制率分别为59.15%、60.56%和57.75%，而标准萘普生的抑制率为54.93%。另一方面，铜、钴、锌配合物显著()对扭体的抑制率分别为73.24%、74.65%和67.60%。

4.3。中央抗伤害性活动研究

在甩尾模型中，与给药后30分钟的给药前反应时间(对照组)相比，试验样品和标准药物的反应时间显著增加，因此似乎试验样品主要抑制外周疼痛机制。萘普生金属螯合物有效地延长了反应时间，且呈剂量依赖性。在低剂量(25 mg/kg)下，铜、银和锌配合物在90分钟后表现出显著的抗伤害感受活性，与标准吗啡(113.40%)相比，反应时间分别有102.61%、101.31%和99.02%的延长。结果有统计学意义，见表2．

4．4.高架+迷宫(EPM)模型

萘普生及其钴锌配合物显著延长张开手臂停留时间，分别为11.67秒、13.5秒和12.67秒(）.然而，如表所示，它们并没有提高张开臂中的条目数量3.．

4．5.中枢神经系统抑制剂活性研究

在苯巴比妥诱导睡眠时间试验中，25 mg/kg剂量的萘普生显著()延长实验动物睡眠时间(143.33 min)，与对照组(120.5 min)相比，与标准药物地西泮(182.0 min)具有可比性;）.与对照组相比，它的金属螯合物也增加了睡眠时间。然而，除了萘普生-铜复合物外，与萘普生相比，他们没有显示出任何睡眠持续时间的增加。萘普生及其金属螯合物的CNS抑制剂性能的总体结果如表所示4．

4.6。降糖活性研究

结果显示萘普生及其金属配合物具有显著的降血糖活性，见表5．试验以25 mg/kg体重的剂量进行。萘普生的铜、钴、锌配合物可显著降低血糖水平。3 h后，萘普生铜、钴、锌复合物的血糖水平分别为4.72 mmol/L、4.60 mmol/L、4.17 mmol/L (）.

5.讨论

在这项研究中，抗伤害感受活动被两种截然不同的方法评估。在研究萘普生金属配合物的外周(非麻醉)镇痛机制方面，小鼠醋酸扭体试验是最适合和最广泛应用的方法。图中，腹腔给药醋酸(0.7%)导致小鼠局部炎症。炎症后，前列腺素从环加氧酶途径和白三烯从脂肪加氧酶途径发生生物生成。释放的前列腺素，主要是前列腺环素(PGI2)和少量的前列腺素E，被认为是引起小鼠疼痛感和身体异常收缩的原因，称为“扭动”[16］．在本实验中，萘普生及其不同配合物显著()降低了扭体次数，与标准萘普生的扭体次数相当。因此，乙酸诱导的扭体实验结果强烈表明，萘普生及其复合物的作用机制可能部分与外周组织中脂加氧酶和/或环加氧酶的抑制有关，从而减少PGE2的合成并干扰原发性传入痛觉受体的转导机制。此外，我们通过使用另一种伤害性的技术来补充镇痛效果，使我们的发现更有说服力[17，18］．为了考察萘普生及其不同配合物是否具有真正的镇痛作用，我们还采用了辐射热尾弹法。这种方法测量对非炎症、急性伤害性刺激输入的复杂反应，是研究中枢(麻醉)抗伤害性刺激活动的常用模型之一。与给药后90 min的药物前反应时间(对照组)相比，实验样品和标准药物的反应时间显著增加，这一发现确保了实验样品对中枢疼痛机制的主要抑制作用。

在醋酸扭体法和甩尾法中，萘普生及其复合物(25和50 mg/kg)和标准药物均较对照组有显著效果。由于萘普生金属配合物在两种伤害感受动物模型中都有活性，它们可能具有外周和中枢作用化合物，以发挥其抗伤害感受作用。

EPM是一种动物焦虑模型，可用于预测苯二氮卓类药物(BZD)的抗焦虑作用[19］．据报道，环氧化酶(COX)在包括中风和癫痫在内的各种神经退行性疾病的发病机制中发挥重要作用[20.］．因此，COX抑制剂的使用可能是一种有用的神经保护策略在治疗应激。最近，一种新的具有抗焦虑活性的环氧合酶抑制剂已被报道[21］．抑制环加氧酶-2依赖的内源性大麻素氧化的抑制剂增加内源性大麻素张力并减少小鼠的焦虑。因此，可以认为萘普生和萘普生钴锌配合物具有这种抑制作用，从而显示出抗焦虑的活性。

以往不同时期的研究成果也非常支持我们的发现。萘普生有能力减弱固定压力引起的行为和生化改变[20.］．在萘普生锌复合物中，锌被发现与GABA和谷氨酸调节有关，特别是通过抗焦虑活性，调节GABA能抑制和癫痫易感性[22，23］．我们还发现萘普生钴复合物可作为抗焦虑剂;而其他的复方没有任何抗焦虑作用。在铜的情况下，观察到焦虑患者血浆中铜的浓度较高[23］．因此，萘普生铜配合物有抗焦虑作用。

萘普生金属螯合物能有效延长总睡眠时间和睡眠时间。铜、钴、铁、锌配合物表现出显著的抑制活性。所有这些复合物均被发现具有抗惊厥作用[24];因此，它们可能在这方面提供抑制活性。其他的研究(25表明钴配合物具有较高的中枢神经系统抑制活性和较高的毒性。

众所周知，非甾体抗炎药能穿透中枢神经系统[26，并已被证明对包括非选择性阳离子通道在内的各种神经元(和非神经元)离子通道有直接影响[27，28]及氯通道[29，30.］．最近，一些非甾体抗炎药也被证明可以调节大鼠的大脑γ-a型氨基丁酸()表达于非洲爪蟾蜍卵母细胞(31］．此外，Halliwel等人的一项初步研究[32证实甲非那酸对大鼠海马神经元gaba介导的电流有明显的正调节作用。

GABA还可能在许多其他生理和行为过程中发挥作用，如觉醒、性行为、昏迷、压力、焦虑、抑郁、记忆、热调节、肌肉放松和睡眠。许多麻醉剂已被证明可以产生镇静和麻醉作用，可能是通过增强伽马氨基丁酸介导的突触传递[33］．

已被证实的是受体，如双碱和苦味素，是促惊厥药物[34和正变构调节剂受体如alphaxalone，异丙酚，和地西泮增强的抑制作用γ-氨基丁酸(GABA)，从而减少神经元兴奋。因此，非甾体抗炎药的一些作用可能是通过对中枢神经系统的直接作用介导的。特别是，昏迷和/或惊厥表明这些药物与神经元配体门控离子通道之间存在相互作用。据报道α1受体介导地氮平的镇静和抗惊厥作用[35］．根据这篇文献，可以说明萘普生金属螯合物可能非选择性地结合α1受体，因此提供了抑制活性。

各种有机配体与铜的金属配合物[36，37],[钴38，锌[39]已被报道表现出类似胰岛素或增强胰岛素的特性在体外和在活的有机体内．这些配合物的胰岛素模拟活性通过在体外肾上腺素处理的分离大鼠脂肪细胞对游离脂肪酸(FFA)释放抑制的测量[36］．

众所周知，血浆游离脂肪酸(FFAs)水平升高可引起外周(肌肉)胰岛素抵抗[40通过抑制胰岛素刺激的葡萄糖摄取和糖原合成。FFAs还通过抑制胰岛素介导的糖原分解抑制而引起肝胰岛素抵抗。最近研究表明，FFAs可激活IkappaB/NFkappaB通路，该通路参与许多炎症过程。因此，萘普生金属螯合物抑制FFA也可能找到另一种抗炎活性的途径。

本实验中萘普生金属螯合物的降糖活性优于对照组，假设各自的金属提供各自的降糖作用机制。然而，银和铁金属螯合物没有降血糖活性。

6.结论

寻找疗效更高、毒性更低的药物是永无止境的努力。这是我们第一次报道在活的有机体内萘普生金属配合物的活性。从这些研究可以得出结论，萘普生金属螯合物具有明显的抗伤害性、中枢神经系统抑制剂和低血糖特性，而萘普生及其钴和锌螯合物具有抗焦虑作用。在所有的配合物中，铜、钴、锌配合物具有比母配体萘普生更高的抗伤害性、抗焦虑性、中枢神经系统抑制性和低血糖性。然而,研究需要在更高的动物模型,随后在人体试验证明临床疗效的萘普生antinociceptive和抗焦虑药和进一步的研究是至关重要的,找出可能的副作用,它可以提供,因为中央金属螯合物及其原则负责此类活动。

相互竞争的利益

作者声明他们没有利益冲突。

致谢

作者要感谢孟加拉国达卡大学药学院临床药学和药理学系主任，感谢他为开展这项研究提供了化学物质、实验室设施和精神支持。

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