Antioxidant properties of new derivatives of xanthine

Reaktywne formy tlenu odgrywają kluczową rolę w podstawowych procesach biologicznych zachodzących w organizmie ludzkim zarówno w stanie zdrowia jak i choroby. Ich nadmierna produkcja powoduje uszkodzenia nie tylko na poziomie subkomórkowym, ale dotyczy całego ustroju. Stres oksydacyjny i związany z tym wzrost aktywności reaktywnych form tlenu odgrywa kluczową role w patogenezie wielu chorób, m.in nowotworach, stanach zapalnych, chorobach metabolicznych, chorobach neurodegeneracyjnych oraz chorobach narządu wzroku. Ocena aktywności RFT oraz mechanizmów ochronnych jest miarą równowagi i wskaźnikiem wyczerpania zdolności antyoksydacyjnej w organizmie. Celem niniejszej pracy było oznaczenie całkowitej aktywności antyoksydacyjnej in vitro, którą określono poprzez spektrofotometryczne oznaczenie stężenia żelaza zredukowanego natomiast zdolność badanych związków do hamowania peroksydacji lipidów in vitro określono poprzez spektrofotometryczne oznaczenie stężenia substancji reagujących z kwasem tiobarbiturowym. Dodatkowo oznaczono aktywność przeciwzapalną poprzez ocenie działania przeciwobrzękowego na podstawie oceny zmiany objętości łapy myszy w tescie karageninowym. Badania zostały przeprowadzone na 11 nowych pochodnych ksantyny zsyntetyzowanych w Katedrze Technologii i Biotechnologii Środków Leczniczych Wydziału Farmaceutycznego CM UJ. Podczas oznaczania wpływu na peroksydacje lipidów zauważono, że z przebadanych związków tylko jeden, oznaczony symbolem KD-206, wyraźnie hamował peroksydację lipidów. Związki KD-114, KD-167 oraz KD-358 hamowały peroksydację lipidów o około 10%, pozostałe z nich nie wykazały aktywności antyoksydacyjnej w tym teście. W oznaczeniu całkowitego potencjału antyoksydacyjnego wykazano, że pięć z badanych związków: KD-57, KD-99, KD-114, KD-129 i KD-203 zwiększało całkowitą zdolność redukcji jonów żelazowych o 33,5–40,7% wartości maksymalnej otrzymanej dla kwasu askorbinowego. Pozostałe związki wykazały słabsze działanie antyoksydacyjne w tym teście, zwiększając FRAP o 12-27%. Badanie działania przeciwzapalnego w teście karageninowym wykazało, że wszystkie badane pochodne kasantyny, zmniejszały objętość obrzęku, wywołanego podskórnym wstrzyknięciem karagenu. Związek oznaczony symbolem KD-114 wykazywał najsilniejsze działanie wynoszące średnio 94%. Związek KD-203 wykazywał najsłabszy efekt przeciwzapalny z badanych związków natomiast pozostałe związki wykazywały hamowanie obrzęku między 60% a 91% w stosunku do kontroli.

Reactive oxygen species ale involved in fundamental biological processes occurring in the human body both in health and disease. Their excessive production causes damage not only the subcellular level, but affects the whole system. The oxidative stress and the consequent increase in the activity of reactive oxygen species plays a key role in the pathogenesis of many diseases, such cancer, inflammation, metabolic diseases, degenerative of central nervous system and diseases of the eye. Evaluate the activity of ROS and protection mechanisms is a measure of balance and an indicator of antioxidant capacity exhaustion in the body. The purpose of this study was to determine the total antioxidant activity in vitro, which was measured by spectrophotometric determination of iron concentration reduced. The ability of test compounds to inhibit lipid peroxidation in vitro was measured by spectrophotometric determination of the concentration of substances reacting with thiobarbituric acid. In addition, anti-inflammatory activity was determined on the basis of changes in paw volume in the carrageenan test. Trials was conducted on 11 new xanthine derivatives synthesized in the Department of Technology and Biotechnology of Drugs Faculty of Pharmacy of the Jagiellonian University. Determining the effect on lipid peroxidation showed that the tested compounds, only one, marked with KD-206, significantly inhibited the lipid peroxidation. Compounds KD-114, KD-167 and KD-358 inhibited lipid peroxidation by about 10%, the others did not show antioxidant activity in this assay. The total antioxidant capacity assay showed that five of the tested compounds, KD-57, KD-99, KD-114, KD-129 and KD-203 increased the total capacity reduction of ferric ions by 33.5 - 40.7% of the maximum received for ascorbic acid. Other compounds showed weaker antioxidant activity in this assay, FRAP increased by 12-27%. Test anti-inflammatory activity showed that all tested xanthine derivatives, reduced the volume of edema induced by subcutaneous injection of carrageenan. The compound KD-114 showed the strongest activity of on average 94%. The compound KD-203 showed the weakest anti-inflammatory effect of tested compounds and other compounds showed inhibition of edema between 60% and 91% relative to control.