УНИКАЛЬНЫЕ ХИМИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГИПОХЛОРИТ-ИОНОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
ЧАЛЫЙ Г.Ю., ТИТОРОВИЧ О.В., ХЕЙДОРОВ В.П.
Резюме. Изучение реакций окислительного превращения биологически активных веществ под действием гипохлорит-ионов (ОС1) представляет интерес для практической медицины и фармации. Недавно установлено, что хлорноватистая кислота (НОС1), содержащая высокоактивную окислительную группу - гипохлорит-ион, образуется в организме и является основным защитным компонентом иммунной системы против бактерий и вирусов. В организме человека гипохлорит-ионы способны моделировать окислительную функцию цитохрома Р-450 печени, благодаря чему растворы гипохлорит-ионов используются как лекарственное средство, в том числе инфузионно.

В настоящей работе впервые проведено кинетическое изучение реакции окисления пентоксифиллина гипохлорит-ионами при различных температурах и концентрациях обоих реагентов в водных растворах с физиологическим значением рН. Предложен закон скорости, который описывает кинетику процесса. Установлено, что реакция имеет первый порядок как по окислителю, так и по субстрату. Экспериментально показано, что изменение ионной силы среды не оказывает заметного влияния на скорость окисления. Константа скорости реакции при рН 7,4 и температуре 37°С к=33,45х10-2 л/(мольхс). Были определены параметры активации: энергия активации Е =29,20 кДж/ моль, энтальпия активации АН*=26,62 кДж/моль, энтропия активации А8*=-168,59 Дж х моль-1 х К-1, энергия Гиббса ДО*=78,89 кДж/моль. Предложен механизм реакции.

Проведенные экспериментальные исследования и полученные кинетические результаты могут быть основой для дальнейшего изучения окислительного превращения лекарственных веществ гипохлорит-ионами, а также для использования гипохлорит-ионов в клинической токсикологии при передозировке или отравлении пентоксифиллином и другими веществами.

Ключевые слова: гипохлорит-ионы, пентоксифиллин, кинетика окисления, механизм.

Abstract. The studying of the reactions of oxidative transformation of biologically active substances affected by hypochloriteions (OCl) is of interest for applied medicine and pharmacy. Recently it has been established, that hypochlorous acid (HOCl), containing highly active oxidizing group - hypochlorite ion, is formed in the human organism and is the basic protectivecomponent of the immune system against bacteria and viruses. In the human body hypochlorite ions are capable of modellingoxidizing function of liver cytochrome P-450, thanks to this fact hypochlorite ions solutions are used as drugs evenintravenously.

In the present work the kinetic study of oxidation reaction of pentoxifylline by means of hypochlorite ions at varioustemperatures and concentrations of both reagents in water solutions with physiologic value of рН was conducted for the firsttime. The rate law which describes the kinetics of the process was offered. The reaction was determined to have the first orderboth according to the oxidizer, and the substrate. It was experimentally shown, that the change of ionic force of the medium didnot exert any marked influence on the rate of oxidation. The rate constant of the reaction at рН 7,4 and the temperature 37X wasfound to be k=33,45x 10-2 l/( molxs). Activation parameters were found to be: energy of activation Ea=29,20 kJ/mol, enthalpy ofactivation AH*=26,62 kJ/mol, entropy of activation AS*=-168,59 Jxmol-1xK-1, Gibbs' energy AG *=78,89 kJ/mol. The reactionmechanism was proposed.

The conducted experimental studies and the obtained kinetic results can serve as a basis for further investigation of oxidativetransformation of medicinal substances with hypochlorite ions, and also for the use of hypochlorite ions in clinical toxicology incase of overdosage or pentoxifylline and other substances poisoning.

Вещества, содержащие высокоактивные гипохлорит-ионы (хлорная известь, хлорамин Б и хлорамин Т, гипохлориты щелочных и щелочноземельных металлов), широко применяются в научных исследованиях и в лабораторной практик ево многих реакциях в качестве окислителей, в медицине как дезинфицирующие и антисептические средства.

Наибольшее значение среди этой группы веществ имеет гипохлорит натрия. По мнению издания, гипохлорит натрия входит в сотню самых важных химических соединений. И это не случайно.

Гипохлорит используется в качестве бытового и промышленного отбеливателя и дезинфектанта, средства очистки и обеззараживания воды, окислителя для многих процессов промышленного химического производства. Как бактерицидное и стерилизующее средство применяется в пищевой промышленности и сельском хозяйстве.

Особая роль у гипохлорит-ионов в медицине. В последнее время обнаружены новые химико-биологические свойства этих ионов: оказалось, что хлорноватистая кислота, содержащая гипохлорит-ионы, не является чужеродным веществом для организма и образуется в крови человека при участии ферментов - миелопероксидазы или пероксидазы эозинофилов в присутствии хлорид-ионов и пероксида водорода по реакции: H2O2+Cl^OCl-+H2O. Образующиеся таким путем гипохлорит-ионы, как установлено, являются основными компонентами защиты организма от бактерий и вирусов. Это открытие вызвало огромный интерес к химико-биологическим исследованиям в этой области.

Фундаментальные исследования в этом направлении ученых НИИ Физико-химической медицины и НИИ электрохимии (Ю.М. Лопухин, А.И. Арчаков, В.И, Сергиенко, ГФ. Грин¬берг, Ю.Б. Васильев, A.M. Скундин, О. А. Азизова, А.К. Мартынов, М. А. Мурина, О.М. Панасенко и др.) привели в конечном итоге к созданию функционирующих моделей ферментативных систем, близких по своей эффективности и селективности к системам живого организма, разработке на их основе аппаратуры и средств для использования в различных областях медицины: реаниматологии, хирургии, токсикологии, гинекологии, пульмонологии, урологии, фтизиатрии, стоматологии и др. Выпущены и продолжают активно разрабатываться и внедряться лекарственные формы для наружного и внутреннего применения (в том числе растворы гипохлорита для инъекций).

В результате исследований было установлено, что растворы гипохлорита моделируют окислительную (детоксицирующую) функцию цитохрома Р-450 печени и окислительную (фагоцитарную) функцию нейтрофильных лейкоцитов. Эти растворы оказывают детоксицирующее действие на продукты тканевого распада, превращая их в нетоксичные соединения, аналогично цитохрому Р-450. Окисленное соединение всегда лучше растворимо в воде, поэтому легче, чем исходное соединение, может быть вовлечено в другие метаболические превращения или выведено изорганизма экскреторными органами. Гипохлорит- ионы эффективно инактивируют в крови билирубин, креатинин, мочевину, продукты деградации фибриногена и другие вещества. Эффект «родного вещества» позволяетобъяснить высокую эффективность применения гипохлорита и хорошую переносимость его организмом. В связи с этим растворы гипохлорита успешно применяются в терапии деструктивных панкреатитов, печеночно-почечной недостаточности, отравлений, в том числе лекарственными средствами.

На протяжении многих лет на кафедре общей, физической и коллоидной химии Витебского государственного медицинского университета проводятся экспериментально-теоретические исследования с использованием гипохлорит-ионов для изучения окислительного превращения биологически активных веществ.

С началом широкого применения гипохлорит-ионов во многих областях медицины в фармакологии и фармакотерапии предметами изучения стали превращения лекарственных веществ в организме человека при взаимодействии с эндогенными и экзогенными гипохлорит-ионами, а также вся статья по ссылке - https://core.ac.uk/download/pdf/53877308.pdf
Made on
Tilda