بررسی اثرات ضد التهابی مشتقات جدید سنتزشدهN-آریل فتالامید

فهرست مطالب

عنوان صفحه

خلاصه فارسی.................................................................................................................................................................1

فصل اول: کلیات

1- 1.ضرورت و اهمیت موضوع......................................................................................................................................... 3

1- 2.هدف...............................................................................................................................................................................3

فصل دوم: بررسی متون و مطالعات دیگران در این زمینه

بخش اول:بررسی متون

2-1-1. مقدمه........................................................................................................................................................................5

2-1-2. تاریخچه....................................................................................................................................................................7

2-1-3. التهاب.......................................................................................................................................................................7

2-1-3-1. علایم التهاب......................................................................................................................................................9

2-1-3-2. مدیاتور های التهاب.........................................................................................................................................9

2-1-3-3. پاسخ التهابی.......................................................................................................................................................9

2-1-4. ایکوزانوئیدها..........................................................................................................................................................11

2-1-4-1. تعریف..............................................................................................................................................................11

2-1-4-2. ساختمان و بیوسنتز......................................................................................................................................11

2-1-5. مسیر سیکلواکسیژناز..........................................................................................................................................14

2-1-5-1. پروستاگلاندین‌ها.............................................................................................................................................18

2-1-5-1-1. تاریخچه...................................................................................................................................................... 18

2-1-5-1-2. ساختمان.................................................................................................................................................... 18

2-1-5-2. اثرات بیولوژیک پروستانوئیدها................................................................................................................... 19

2-1-5-2-1. نقش پروستانوئیدها در فرآیند درد و التهاب..................................................................................... 21

2-1-6-3.آنزیم سیکلواکسیژناز و ایزوفرمهای آن..................................................................................................21

2-1-5-3-1.ساختمان بیوشیمیایی ایزوفرم‌های آنزیم سیکلو اکسیژناز..............................................................22

2-1-5-3-2.ساختمان سه بعدی آنزیم سیکلو اکسیژناز..........................................................................................23

2-1-5-3-3.جایگاه فعال سیکلواکسیژنازی.............................................................................................................. 25

2-1-5-3-4.مقایسه‌ی جایگاه فعال سیکلواکسیژنازی cox-1وcox-2 ........................................................... 27

2-1-5-3-5.مقایسه‌یcox-1 و cox-2 دراتصال به مهارکننده‌های سیکلو اکسیژناز...................................29

2-1-5-3-6. بررسی ساختار کریستالی کمپلکس آنزیم cox-1 و مهار کننده............................................... 30

2-1-5-3-7.بررسی ساختار کریستالی کمپلکس آنزیم cox-2-مهار کننده ................................................. 31

2-1-6.مهار کننده‌های سیکلواکسیژناز..................................................................................................................... 33

2-1-6-1.مهار کننده‌های کلاسیک (غیرانتخابی).................................................................................................. 34

2-1-6-1-1.طبقه‌بندی ساختمانی مهار کنندگان غیر انتخابی آنزیم سیکلو اکسیژناز................................. 34

2-1-6-1-1-1.سالیسیلات‌ها.................................................................................................................................... 38

2-1-6-1-1-2. آریل آلکانوئیک اسیدها..................................................................................................................39

2-1-6-1-1-3. N–آریل آنترانیلیک اسید ها (فنامات ها)............................................................................... 40

2-1-6-1-1-4. انوئیک اسیدها (اکسیکامها)........................................................................................................ 41

2-6-1-2.مکانیسم مهار آنزیم سیکلو اکسیژناز توسط مهار کنندگان غیر انتخابی...................................... 42

2-1-6-1-3.کاربردهای درمانی مهار کنندگان غیر انتخابی آنزیم سیکلو اکسیژناز......................................43

2-1-6-1-3-1. فعالیت ضد التهابی داروهای ضد التهاب غیر استروئی...................................................... 43

2-1-6-1-3-2.اثرات ضد تب داروهای ضد التهاب غیر استروئیدی................................................................ 44

2-1-6-1-3.عوارض جانبی مهار کنندگان غیر انتخابی آنزیم سیکلو اکسیژناز............................................. 44

2-1-6-1-4-1. عوارض گوارشی............................................................................................................................. 45

2-1-6-1-4-2. عوارض پوستی :............................................................................................................................ 47

2-1-6-1-4-3. عوارض کلیوی :............................................................................................................................. 47

2-1-6-1-4-4. عوارض کبدی :.............................................................................................................................. 48

2-1-6-1-4-5. اثرات داروهای ضد التهاب غیر استروئیدی بر پلاکت ها...................................................... 48

2-1-6-1-4-6. واکنش حساسیت به نور:............................................................................................................ 48

2-1-6-2. مهارکننده های انتخابی COX₂...................................................................................................... 48

2-1-6-2-1. طبقه‌بندی ساختمانی مهار کنندگان انتخابی cox-2 ............................................................. 49

2-1-7. مسیر لیپوکسیژناز........................................................................................................................................ 50

2-1-8-1. لکوترین‌ها.............................................................................................................................................. 50

2-1-7-1-1. بیوسنتز............................................................................................................................................... 51

2-1-7-1-2. اثرات بیولوژیک لکوترین‌ها............................................................................................................. 54

2-1-7-1-3. اثرات لکوترین‌ها در فرآیند التهاب............................................................................................... 55

2-1-7-2. مهارکننده‌های لکوترینها:..................................................................................................................... 56

2-1-7-2-1. آنتی‌اکسیدانها:................................................................................................................................... 56

2-1-7-2-2. شلات کننده‌های آهن:.................................................................................................................... 57

2-1-7-2-3. مهار کننده‌های رقابتی:................................................................................................................... 58

............................................................................................................... 59FLAP. مهارکننده‌های 2-1-7-2-4

2-1-7-2-5. آنتاگونیست رسپتور لکوترین‌ها:.................................................................................................... 60

2-1-8. مسیرهاغیر آنزیماتیک............................................................................................................................... 61

2-1-8-1. مسیر ایزوپروستان................................................................................................................................. 61

2-1-8-2. مالون دی آلدهید................................................................................................................................... 64

2-1-8-4.3 هیدروکسی نوننال 4-Hydroxynonenal .......................................................................... 65

2-1-8-4. نقش سوپراکسید و نیتریک اکسید در فرآیندهایالتهابی........................................................... 66

بخش دوم:مطالعات دیگران دراین زمینه

2-2-1. بررسی مطالعات دیگران در این زمینه.................................................................................................... 70

2-2-2. مهار کننده‌های همزمان COX/LOX :............................................................................................ 71

2-2-2-1.NSAID ‌های اصلاح شده: ............................................................................................................... 71

2-2-2-2. مشتقات ان-آریل فتالیمیدها:................................................................................................................71

فصل سوم: مواد وروش‌ها

3-3.مراحل فارماکولوژیک......................................................................................................................................... 76

3-3-1.حیوانات.......................................................................................................................................................... 76

3-3-2.تهیه‌ی نمونه‌ها جهت انجام تست‌های فارماکولوژیک........................................................................... 76

3-3-3.اثرات ضد التهابی.......................................................................................................................................... 77

3-3-5.انالیز اماری داده ها.........................................................................................................................................78

فصل چهارم:نتایج

فصل پنجم: بحث و نتیجه‌گیری

بحث و نتیجه گیری................................................................................................................................................ 94

خلاصه انگلیسی.......................................................................................................................................................99 منابع..........................................................................................................................................................................101

عنوان فهرست جداول صفحه

جدول 1. مقایسه درصد مهار ضد التهابی مشتقات در ساعت 1 الی 4 ...........................................................91

جدول2. بررسی اثرات ضد التهابی مشتقات سنتز شده.....................................................................................92

عنوان فهرست نمودارها صفحه

نمودار شماره 1.مقایسه اثر ضد التهابی مشتق 4-Fluroبا ایندومتاسین,مفنامیک اسید,بروفن, دیکلوفناک , آسپرین وکنترل................................................................................................................................................................80

نمودار شماره 2. مقایسه اثر ضد التهابی مشتق 2,6 di-Chloro با ایندومتاسین,مفنامیک اسید,بروفن, دیکلوفناک , آسپرین وکنترل...........................................................................................................................................81

نمودار شماره 3. مقایسه اثر ضد التهابی مشتق 4-Fluroبا ایندومتاسین,مفنامیک اسید,بروفن, دیکلوفناک , آسپرین وکنترل................................................................................................................................................................82

نمودار شماره 4.مقایسه اثر ضد التهابی مشتق 4-Chloro با ایندومتاسین,مفنامیک اسید,بروفن, دیکلوفناک , آسپرین وکنترل..........................................................................................................................................83

نمودار شماره 5. مقایسه اثر ضد التهابی مشتق 2-Chloroبا ایندومتاسین,مفنامیک اسید,بروفن, دیکلوفناک , آسپرین وکنترل..........................................................................................................................................84

نمودارشماره6. مقایسه اثر ضد التهابی مشتق 2-Fluro با ایندومتاسین,مفنامیک اسید,بروفن, دیکلوفناک , آسپرین وکنترل..................................................................................................................................................................85

نمودار شماره 7.مقایسه اثر ضد التهابی مشتق 3-Chloro با ایندومتاسین,مفنامیک اسید,بروفن, دیکلوفناک , آسپرین وکنترل..........................................................................................................................................86

نمودار شماره 8. مقایسه اثر ضد التهابی مشتقFuranبا ایندومتاسین,مفنامیک اسید,بروفن, دیکلوفناک , آسپرین وکنترل..................................................................................................................................................................87

نمودار شماره 9.مقایسه اثر ضد التهابی مشتق Pirazol با ایندومتاسین,مفنامیک اسید,بروفن, دیکلوفناک , آسپرین وکنترل..................................................................................................................................................................88

نمودار شماره 10.مقایسه اثر ضد التهابی مشتق4-Nitro با ایندومتاسین,مفنامیک اسید,بروفن, دیکلوفناک , آسپرین وکنترل..........................................................................................................................................89

نمودار شماره 11.مقایسه اثر ضد التهابی مشتق 12(pirazol) با ایندومتاسین,مفنامیک اسید,بروفن, دیکلوفناک , آسپرین وکنترل...........................................................................................................................................90

عنوان فهرست تصاویر صفحه

شکل2-1.مسیرهای اصلی سنتز ایکوزانوئیدها......................................................................................................14

شکل 2-2. اثرات پروستاگلاندین‌های تولید شده توسط COX-1 و COX-2...........................................15

شکل2-3. دو مرحله‌ی ابتدایی بیوسنتز پروستانوئیدها.......................................................................................16

شکل 2-4. مسیر سیکلواکسیژناز...............................................................................................................................17

شکل2-5. ساختار عمومی پروستاگلاندینها...........................................................................................................18

شکل 2-6.ساختمان سه بعدی آنزیم سیکلواکسیژناز............................................................................................24

شکل 2-7. طرح شماتیک جایگاه های فعال cox-1و cox-2.........................................................................26

شکل 2-8. نقش کلیدی جایگزینی اسید آمینه ی والین به جای ایزولوسین درcox-2 و افزایش حساسیت cox-2 در مهار اختصاصی توسط سلکوکسیب...................................................................................................28

شکل 2-9. مقایسه ی جایگاه فعال سیکلو اکسیژنازی cox-1و cox-2........................................................29

شکل 2-10. ساختمان مولکولی sc-558..............................................................................................................31

شکل 2-11. ساختار کریستالی کمپلکس cox-1 با فلوربی پروفن و cox-2 باsc-558......................32

شکل2-12. ساختار مشتقات سالیسیلیک اسید.....................................................................................................34

شکل 2-13. ساختار مشتقات آریل و هترو آریل استیک اسید..........................................................................35

شکل2-14. ساختار مشتقات آریل پروپیونیک اسید.............................................................................................36

شکل 2-15 .ساختار مشتقات فنامات......................................................................................................................36

شکل 2-16.ساختار مشتقات انولیک اسید..............................................................................................................37

شکل 2-17.واکنش انولیزاسیون ..............................................................................................................................37

شکل2-18.نقش های فیزیولوژیک پروستانوئید ها در بدن................................................................................45

شکل 2-19.آسیب اولیه و ثانویه توسط NSAIDs............................................................................................47

شکل2-20. دو مهار کننده ی اختصاصی cox-2...............................................................................................49

شکل 2-21.طبیعت رادیکالی واکنش تشکیل 5-HPETE..............................................................................52

شکل 2-22. مسیر لیپوکسیژناز.................................................................................................................................53

شکل (2-23).................................................................................................................................................................57

شکل(2-24)..................................................................................................................................................................57

شکل(2-25)...................................................................................................................................................................58

شکل(2-26)...................................................................................................................................................................59

شکل(2-27)...................................................................................................................................................................59

شکل(2-28)...................................................................................................................................................................60

شکل(2-29)شمای کلی از مسیرهای آنزیماتیک و غیر آنزیماتیک آراشیدونیک اسید.................................61

شکل(2-30)شمایی از تشکیل تعدادی از ایزوپروستان ها...................................................................................62

شکل(2-31)تشکیل ایزوپروستان‌ها از آراشیدونیک اسید....................................................................................62

شکل(2-32)F3-isoprostane..............................................................................................................................64

شکل(2-33)مراحل لیپید پراکسیداسیون و تشکیل مالون دی آلدهید............................................................65

شکل(2-34)4-هیدروکسی نوننال............................................................................................................................66

شکل(2-35)شمایی از NOو سوپراکسید و تولید پراکسی نیتریت.................................................................67

شکل (2-36) تصویری از تخریب سلولی ایجاد شده بر اثر پراکسی نیتریت تولید شده بوسیله‌ی سوپر اکسید و NO.............................................................................................................................................................................68

شکل (2-37) شکل مربوط به ترکیبات مشابه ترکیبات بررسی شده...............................................................71

شکل (2-38) تالیدوماید.............................................................................................................................................72

شکل (2-39) فتالیمید...............................................................................................................................................72

شکل (2-40) نحوه سنتز ترکیبات مورد بررسی....................................................................................................73

شکل (2-41) ترکیبات مورد آزمایش به ترتیب از سمت چپ به راست از شماره 1-9 و 3 ترکیب 10و11و12.....................................................................................................................................................................74

شکل (3-1) گاواژ موش صحرایی..............................................................................................................................76

شکل (3-2) نحوه گرفتن موش صحرایی.................................................................................................................77

خلاصه فارسی

گروهی از مشتقات N- آریل فتالیمید برای بررسی فعالیت ضد التهابی مورد ارزیابی قرار گرفتند.داروهای ضد التهاب غیر استروئیدی به عنوان ضد درد و ضد التهاب محسوب میشوند و مکانیسم اولیه آنها مهار آنزیم سیکلواکسیژناز است. سیکلواکسیژناز آنزیم کلیدی در تهیه پروستاگلاندین و ترومبوکسان است و این محصولات سیکلواکسیژناز مدیاتورهای مهم در درد,تب و التهاب هستند.

در این پروژه برای سنجش پاسخ ضد التهابی مشتقات جدید N- آریل فتالیمید از تست Carrageenan induced rat Paw edema استفاده می شود.

ادم از طریق تزریق زیر جلدی0.1mlاز محلولکاراژینان که در نرمال سالین حل شده است به کف پای راست موش صحرایی نیم ساعت بعد از گاواژ دوزهای مختلف مشتقات (تست) ایجاد می شود و سپس ضخامت کف پا، بخش داخلی تا خارجی توسط کولیس دیجیتال به فاصله زمانی 5/0، 1، 2، 3، 4 و 5 ساعت بعد از تزریق کاراژینان اندازه گیری می شود و ادم توسط تغییرات ضخامت کف پا قبل و بعد از تزریق کاراژینان اندازه گیری می شود.

اثر ضد التهابی توسط درصد مهار ادم توسط فرمول زیر محاسبه می گردد:

: تغییرات ضخامت کف پا قبل و بعد از تزریق (گروه کنترل)

: تغییرات ضخامت کف پا قبل و بعد از تزریق (گروه تست)

البته یک گروه به عنوان گروه کنترل نیز داریم که فقط کاراژینان را به کف پای موش تزریق کرده و قطر التهاب را در زمان های 0.5، 1، 2، 3، 4 و 5 ساعت بررسی می کنیم.

گروه دیگر که به عنوان گروه استاندارد هستند که شامل 5 ترکیب (دیکلوفناک، ایندومتاسین، آسپرین،بروفن و مفنامیک اسید) می باشند به مقدار به صورت خوراکی به موش داده می­شود.

فصلاول

کلیات

1-1. ضرورت و اهمیت موضوع

تلاش برای دستیابی به داروهای ضد التهاب جدید با هدف افزایش کارایی و کاهش عوارض جانبی وجود دارد.سیکلواکسیژناز «COX» آنزیمی است که سنتز پروستاگلاندین از آراشیدونیک اسید «A.A» را کاتالیز می کند.از این جهت مهار فعالیت این آنزیم موجب توقف تولید پروستاگلاندین ها می شود و مهار پروستاگلاندین ها باعث بروز اثرات ضد دردی و ضد التهابی می گردد.(1و2) آنزیم سیکلواکسیژناز به دو ایزوفورم به نامهای-1COX و COX-2وجود دارد.COX-1 در بیشتر سلولهای نرمال و بافتها یافت شده وظیفه سنتز پروستانوئیدها را بر عهده دارد که در حفظ فیزولوژی نرمال مخاط گوارش,کلیه و همچنین تنظیم فعالیت پلاکت نقش دارد.(3) آنزیم COX-2 به طور معمول در بافت وجود ندارد به طور عمده با تاخیر آزاد می شود. تنها در هنگام صدمه بافتی و التهابی وارد عمل می گردد.از آن جهت سنتز مشتقات فتالیمید به جهت افزایش اثرات ضد دردی و ضد التهابی مورد توجه قرار گرفته است.(4)

1-2. هدف:

در طی این تحقیق اثر ضدالتهابی مشتقات جدیدسنتزشده N- آریل فتالیمیدبا اثر احتمالی مهار همزمان سیکلواکسیژناز و لیپوکسیژناز بررسی شده‌اند.این گروه‌های فارماکوفورباهدف بالا بردن اثرات درمانی و کاهش عوارض جانبی می‌باشند.

فصل دوم

بررسی متون و مطالعات دیگران در این زمینه

بخشاول:بررسی متون

2-1-1. مقدمه

داروهای ضد التهاب غیر استروئیدی (NSAIDs) از پرمصرف‌ترین ترکیبات در درمان درد و التهاب می‌باشند.سابقه مصرف داروهای ضد التهاب غیر استروئیدی (NSAIDs) توسط بشر به 3500 سال پیش باز می‌گردد.(5)این داروها از پر مصرف‌ترین دسته‌های دارویی بوده و در درجه اول در درمان درد و التهاب به ویژه آرتریت روماتوئید مورد استفاده قرار می‌گیرند.اولینNSAID(آسپرین) که همچنان مورد مصرف است، بیش از یک قرن است که به عنوان دارو معرفی شده است. (6) مکانیسم مولکولی آسپرین و سایرNSAID ها اولین بار در دهه 1970 روشن گردید و مشخص شد این داروها اثر ضد التهابی خود را از طریق مهار آنزیم سیکلواکسیژناز (COX) اعمال می‌کنند.آنزیم سیکلواکسیژناز سنتز PGG₂را از آراشیدونیک اسید و تبدیل آن به PGH₂ که پیش‌ساز تمامی پروستانوئیدها می‌باشد، کاتالیز می‌کند.

این مکانیسم عملNSAIDها اثرات مفید ضد التهابی، ضد تب و ضد درد و همچنین عوارض جانبی بر دستگاه گوارش را به خوبی توضیح می‌دهد. متأسفانه بیمارانی که به مدت طولانی از NSAIDها استفاده می‌کنند، از مشکل آسیب گوارشی و در شرایط وخیم از خونریزی و زخم‌های گوارشی رنج می‌برند. از دیگر عوارض این داروها در بعضی بیماران می‌توان به اختلال درعملکرد کلیه، طولانی شدن زمان خونریزی و همچنین انقباض شدید عضلات صاف تنفسی اشاره کرد. (7)

مهار آنزیم سیکلواکسیژناز توسط داروهای ضدالتهاب غیراستروئیدی، علاوه بر این که سنتز پروستاگلاندین‌های محافظ (محصولاتCOX–1 )را مهار می‌نماید، افزایش متابولیسم آراشیدونیک اسید در مسیر لیپوکسیژناز را نیز به همراه دارد. در مطالعه‌ای که روی سلولهای استئوبلاست انسانی انجام شد، مشخص گردید که استفاده طولانی مدت از یک مهار کننده‌ی COX به نام NS398 باعث افزایش سطح LTB₄به میزان4برابر مقدار اولیه می‌شود.(8)

با توجه به نقشی که لکوترین‌ها در فرآیندهای درد و التهاب دارند، افزایش این ترکیبات در ضمن استفاده از NSAIDهاعلاوه بر کاهش اثرات ضد درد و التهاب این داروها، سبب افزایش عوارض جانبی بخصوص عوارض گوارشی این داروها می‌شود.

به عنوان مثال، لکوترین‌هایی مانندLTC₄ دارای اثرات انقباضی روی عروق مخاط معده هستند و با این کار جریان خون این قسمت را کاهش می‌دهند و سبب آسیب بافتی می‌شوند.

LTB₄ نیز با تحریک انفیلتراسیون لکوسیت‌ها به منطقه آسیب‌دیده در بافت مخاطی باعث افزایش آسیب بافتی می‌شود و با آزاد کردن پروتئازها و رادیکال‌های آزاد و دگرانوله کردن سلولهای التهابی سبب نکروز بافتی می‌گردد.(9) علاوه برآن کینین‌هاو نوروپپتیدهاو هیستامین‌ها نیز در محل آسیب نسجی آزاد می‌شوند.تحریک غشای نوتروفیل‌ها نیز منجر به تولید بنیان‌های آزاد مشتق از اکسیژن می‌شود.آنیون سوپراکسید از طریق احیای اکسیژن مولکولی ساخته می‌شودو قادراست تولید سایر مولکولهای واکنشی مثل هیدروژن پراکسید ورادیکال‌های هیدروکسیل را تحریک نماید.تداخل این مواد با اسید آراشیدونیک منجر به تولید مواد کموتاکتیک شده و فرایند التهاب را تداوم می‌بخشد.(10)

بنابراین داروهایی که بتوانند همزمان هر دو مسیر ( سیکلواکسیژناز و لیپواکسیژناز) را مهار کنند، ویا اینکهخاصیت گرفتن سوپراکسیدرا داشته باشند یابه عبارتیsuperoxide scavenger باشندمی‌توانندآثاردرمانی قویتر و عوارض جانبی کمتری داشته باشند. (11و12).

2-1-2. تاریخچه

از دوران باستان تا قرن 19، ترکیباتی از مواد گیاهی حاوی سالیسیلات به ویژه پوست درخت بید در درمان تب و درد مصرف می‌شدند.(13)جزء فعال پوست درخت بید، یک گلیکوزید تلخ به نام سالیسین است که در اثر هیدرولیز به گلوکز و سالیسیلیک اسید تبدیل می‌شود.(14)

در سال 1875 سدیم سالیسیلات به عنوان ضد تب برای درمان تب روماتوئیدی معرفی گردید.(15)پس از اثبات اثرات ضد التهابی استیل سالیسیلیک اسید این ترکیب در سال 1899 تحت عنوان آسپرین به دنیای پزشکی معرفی گردید. این ترکیب هنوز هم به میزان وسیعی در درمان درد، تب والتهاب استفاده می‌شود. در دهه‌های بعد چندین NSAIDدیگر مانند فنیل بوتازون(1949)، ایندومتاسین (1963) و ایبوپروفن (1969) گسترش یافتنداما کشف مکانیسم عمل این داروها تا سال 1971 ناشناخته ماند.(16)

در این سال Sir John Vane آنزیم سیکلواکسیژناز را به عنوان هدف مولکولی مشترک تمامی این ترکیبات معرفی کرد.(17)