Автореферат и диссертация по медицине (14.00.25) на тему:Использование тест-препаратов для фенотипирования окислительного метаболизма и ацетилирования при профессиональном отборе и расстановке кадров фармацевтических предприятий

На правах рукописи

Милюков Федор Михайлович

Использование тест- препаратов для фенотипирования окислительного метаболизма и ацетилирования при профессиональном отборе и расстановке кадров фармацевтических предприятий

14.00.25 - фармакология, клиническая фармакология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Курск-2005

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Курский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор Покровский Михаил Владимирович доктор фармацевтических наук, профессор Новиков Дмитрий Алексеевич

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Филиппенко Николай Григорьевич кандидат медицинских наук Толмачев Николай Егорович

Ведущее учреждение:

ОАО «Всероссийский научный центр по безопасности биологически активных веществ».

Защита состоится « ^^ » ¿¿¿-¿Э^ Р 2005 г. в часов

на заседании диссертационного совета К 208.039.01 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Курский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (305041, Курск, ул. К. Маркса, д. 3).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО КГМУ Рос-здрава.

Автореферат разослан

2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Пашин Е.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования

Государственная политика России в области укрепления здоровья последние годы характеризуется признанием необходимости охраны здоровья населения как главного фактора экономического роста и обеспечения национальной безопасности страны. Разработка и внедрение новых способов профилактики профессиональных заболеваний на предприятиях является одной из актуальных задач практического здравоохранения.

Существующие ранее способы профилактики профессиональных заболеваний на химическом и химико-фармацевтическом производстве касались улучшения технологических процессов: снижения ПДК химических веществ и полупродуктов в воздухе рабочей зоны, усиления герметичности производств, автоматизации и механизации процессов. Несмотря на совершенствование технологии профзащит при получении лекарственных веществ и биологически активных препаратов, а также развитие герметичных производств лекарств, исключить полностью попадание химических соединений в организм невозможно. Даже при условии соблюдения всех нормативов загрязнения рабочей зоны проникновение производимых веществ в ткани и биожидкости человека небезопасно для его здоровья.

В связи с этим становится актуальной проблема разработки способов профилактики возможных заболеваний, связанных с профессиональной деятельностью сотрудников химико-фармацевтических предприятий.

Ранее предлагаемые способы контроля метаболизма - клинические, иммунологические, биохимические - могут только констатировать общие реакции организма на любую абсорбцию химического вещества, то есть не являются специфическими и не могут быть использованы для прогноза воздействия химических веществ на организм человека.

Наши методики позволяют прогнозировать воздействие кумулирования-депонирования лекарственных средств на организм человека, так как производится отбор лиц, имеющих естественную высокую степень «метаболической защиты».

Такой подход к профессиональному отбору гарантирует рабочим длительное сохранение высокого уровня здоровья, профессионального долголетия, высокую производительность труда. Предполагается, что это приведет к сокращению числа лиц, имеющих значительные отклонения в здоровье к пенсионному возрасту. Администрация предприятий, медицинских учреждений и органы социального обеспечения не будут иметь определенных финансовых, юридических и экономических трудностей, связанных с лечением и содержанием нетрудоспособного рабочего.

Перечисленный круг нерешенных вопросов в области профилактики профзаболеваний определил актуальность, цель и задачи настоящей работы, которая проводилась в рамках программы президента по укреплению здоровья населения РФ.

Цель работы

Разработать методологию фенотипирования окислительного метаболизма и ацетилирования с использованием тест-препаратов для профессионального отбора и расстановки кадров фармацевтических предприятий.

Основные задачи исследования

1. Разработать фармакокинетические модели биотест-ацетиляторов (изониа-зид, новокаинамид, нитразепам, сульфадимезин, гидралазин, амидопирин, фенелзин, сульфален, Д-пеницилламин) и биотест-окислителей (антипирин, сибазон, индометацин, фенилбутазон, дикумарин, карбамазепин, варфарин, дифенин, нортриптилин, пармидин, толбутамид, гексобарбитал).

2. Исследовать влияние функционального состояния печени на элиминацию маркеров-ацетиляторов (сульфален, гидралазин) и маркеров-окислителей (антипирин, пармидин) у работников фармацевтических предприятий.

3. Изучить возможность использования методик определения активности метаболических процессов для профессионального отбора и расстановки кадров фармацевтических предприятий.

4. Оценить показатели прогностической специфичности и эффективности профессионального отбора и расстановки кадров фармацевтических предприятий по активности ацетилирования и окислительного метаболизма.

Научная новизна

Впервые проведены комплексные исследования по разработке методик профессионального отбора на химико-фармацевтические предприятия, в основу которых были положены критерии активности метаболической функции печени с учетом индивидуальных особенностей биохимических процессов организма человека.

Доказана высокая избирательность предлагаемых методик с учетом «непереносимости» ксенобиотика для строго установленных групп препаратов у каждого кандидата.

Следует отметить ещё одну модификацию предложенных методик отбора: это использование в качестве биотеста любого лекарственного препарата, с которым предполагается производственный контакт, определение его биотрансформационных и фармакокинетических параметров у конкретного испытуемого, анализ и сопоставление полученных величин с уже установленными (известными) пограничными пределами (критерии оценки) в популяции, на основе результатов проведения отбора кандидата. Селективность такой модификации чрезвычайно высока.

Практическая значимость

Для практического здравоохранения и химико-фармацевтических предприятий предложены информативные методики профессионального отбора рабочих и служащих по активности метаболических процессов.

В качестве показателя оценки профессиональной пригодности предлагается использовать прогностический коэффициент отношения суммы метаболитов веществ-маркеров к нативной части этих соединений.

Внедрение результатов работы

Полученные результаты внедрены в работу ОАО «Фармстандарт-лексредства» г. Курска, Курской городской клинической инфекционной больницы имени Н.А. Семашко, Курского областного онкологического диспансера.

Основные положения, выносимые на защиту 1. Обоснование использования индивидуальной фармакокинетики лекарственных веществ для разработки методик оценки метаболической активности по

величинам клиренса препарата (тела), константе элиминации, периоду полуэлиминации и объему распределения.

2. Методики профессионального отбора с использованием препаратов - маркеров, метаболизируемых в организме преимущественно одним путем: ацети-лированием или окислением.

3. Определение степени активности процессов биотрансформации у группы наблюдаемых с использованием маркеров-ацетиляторов (сульфалена и ап-рессина) и маркеров-окислителей (антипирина и пармидина) с учетом активности печеночных ферментов.

4. Выявление «групп риска» среди рабочих и служащих химико-фармацевтических предприятий с использованием методик определения активности ацетилирования, окисления и расчета коэффициента прогнозирования возможности кумуляции веществ в организме.

5. Способ дополнительной прогностической оценки в общем диспансерном обследовании работников химико-фармацевтических предприятий с учетом рабочего стажа на производстве.

Апробация работы Результаты исследования доложены и обсуждены на конгрессе «Человек и его здоровье», на конференциях КГМУ, на итоговых сессиях КГМУ (2003, 2004, 2005 гг.), на III конгрессе молодых ученых и специалистов «Наука о человеке» Томск (2004), на IX Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» Москва (2004).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе одна - в центральной печати. Из научных трудов, опубликованных в соавторстве, в диссертацию включены материалы, полученные лично автором.

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, обзора литературы (глава 1), описания материала и методов исследования (глава II), 3-х глав (III - V), в которых изложены результаты исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 160 источников, в том числе 41 иностранных авторов.

Диссертационная работа изложена на 159 страницах машинописного текста, содержит 22 таблицы и 18 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования

В качестве препаратов-маркеров нами использовались лекарственные вещества: сульфален, гидралазин, антипирин и пармидин. Процесс их биотрансформации приоритетно протекает путем ацетилирования или окисления, и поэтому количество нативной части лекарств, определяемой в моче или в крови, может служить критерием активности общей элиминации группы этих препаратов в организме.

Для количественного определения сульфалена нами был разработан эффективный и экспрессный способ его анализа, основанный на образовании окрашенного соединения в результате реакции диазотирования сульфалена аце-тилированной Н-кислотой: 1,8-аминоокси-3,6~дисульфокислотой. Интенсивность светопоглощения, которая зависит от концентрации сульфалена, определяется фотометрически при светофильтре 490 нм «синий».

Гидралазин определяли хроматографически, с этой целью анализируемые пробы подвергали сорбционной очистке для удаления биологических примесей. 10 мкл очищенной смеси вводили в жидкостный микроколоночный хроматограф любого класса со стальной колонкой размером 60x2 мм, заполненной сорбентом «Силасорб С18» (эффективность 4,4-5 тыс. теор. тарелок). Элюент (подвижная фаза) - смесь дважды перегнанного метанола и фосфатного буфера с рН 7,5 в соотношении 75:25.

Скорость подачи элюента 100 мкл/мин. Скорость движения ленты самописца 3600 мм/час, УФ-детекция при длине волны 260 нм. Объём удержания варьирует от 300 до 470 мкл. Количество препарата в пробе устанавливали по методу абсолютной калибровки, для чего готовили градуировочные растворы гидралазина в концентрации от 0,04 до 0,2 мкг/мл анализируемого образца.

При определении антипирина был использован метод высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) в обращено-фазном варианте.

Биопробы объёмом 0,5-10,0 мл центрифугировали до осаждения плотного осадка 30 минут при 2000 об/мин. Затем к 0,2 мл супернатанта добавляли 0,8 мл

равных объёмов 0,05 моль/л серной кислоты и этанола, смесь встряхивали в течение 1 мин, после чего осадок уплотняли центрифугированием в течение 30 мин при скорости 7000 об/мин. 5 мкл надосадочной жидкости вводили в жидкостный микроколоночный хроматограф любого класса с колонкой из стали размером 64x2 мм, заполненной обращенно-фазным сорбентом «Силасорб С18» (диаметр частиц 5 мкм), подвижной фазой является смесь ацетонитрила с водой в объемном соотношении 25:75, подкисленная раствором ортофосфорной кислоты до рН 3,2. Расход элюента (скорость потока) равен 100 мкл/мл, УФ-детекцию проводили при длине 260 нм. Время удерживания препарата 3,7 мин. Расчет количественного содержания антипирина в пробе крови проводили методом абсолютной калибровки. Предел обнаружения препарата в пробе крови при соотношении «сигнал : фон = 3» составляет 0,4 мкг/мл. Диапазон количественного определения антипирина составляет (интервал линейности градуиро-вочного графика) от 1 до 30 мкг/мл.

Метод ВЭЖХ был использован нами и при определении пармидина в крови и моче наблюдаемых. Для этого 0,5-1 мл крови центрифугировали при 3000 об/мин в течение 20 мин. К 200 мл супернатанта (точный объем) добавляли 400 мкл смеси 0,05 моль/л серной кислоты и этанола в соотношении 30:70 об.% (осадитель белков) и встряхивали в течение 1 минуты; после чего пробу центрифугировали при 7000 об/мин в течение 20 мин. 5 мкл надсадочной жидкости вводили в жидкостный микроколоночный хроматограф любого класса с УФ-детектированием при 264 нм и колонкой размером 64 х 2 мм, заполненными сорбентом марки «Spherisorb - ODS», диаметром частиц 5 мкм (неподвижная фаза). Элюент (подвижная фаза) - смесь деионизированной дистиллированной воды и ацетонитрила (х.ч.) перед разделением дегазировали потоком гелия в течение 1 - 2 минут. Скорость потока подвижной фазы при хрома-тографировании составляет 100 мкл/мин. Идентификацию пика пармидина проводили на основании времени удерживания препарата равного 228±2 сек, и определении спектрального отношения при длинах волн 260 и 280 нм равного 1,5. Расчет содержания пармидина в биопробе проводили с помощью калибровочного графика. Предел обнаружения препарата при соотношении «сигнал :

шум = 3» составляет 0,5 мкг, интервал линейности градуировочного графика от 1 до 20 мкг пармидина в 1 мл.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Пристальный интерес врачей, занимающихся профилактикой профпатоло-гий, к клинической фармакологии и к ее составной части - клинической фарма-кокинетике - вызван надеждой клиницистов на то, что это направление позволит создать глубоко научные, а потому и объективные основы эффективной борьбы с профессиональными патологиями. Современная клиническая фарма-кокинетика позволяет раскрыть новые приемы профотбора по скорости элиминации и биотрансформации лекарственных веществ, выявить предрасположенность к токсическому поражению препаратами или высокую врожденную устойчивость каждого конкретного кандидата.

Такие исследования включают расчет фармакокинетических показателей препаратов-токсикантов или препаратов-маркеров. В качестве препаратов-маркеров или тест-веществ, как правило, выступают такие соединения, кинетические показатели которых являются характерными, как минимум, для группы производных или нескольких групп производных, схожих по фармакокинети-ческим свойствам. В качестве таких препаратов нами были выбраны вещества, отвечающие ряду требований согласно международной фармакопеи, ГФ РФ и требованиям, предъявляемым ОМР ВОЗ к лекарственным веществам, используемым в клинических экспериментах. В качестве маркеров-ацетиляторов были выбраны: изониазид, новокаинамид, нитразепам, сульфадимезин, гидралазин, амидопирин, фенелзин, сульфален, Д-пеницилламин, в качестве маркеров-окислителей: антипирин, сибазон, индометацин, фенилбутазон, дикумарин, карбамазепин, варфарин, дифенин, нортриптилин, пармидин, толбутамид, гек-собарбитал.

Для составления прогностической математической модели необходимо рассчитать основные фармакокинетические показатели для каждого исследуемого вещества. В эксперименте нами определялись показатели степени и скорости всасывания, объем распределения, общий клиренс, площадь под фарма-кокинетической кривой «концентрация-время», константа скорости элимина-

ции и период элиминации, время достижения максимальной концентрации препарата и сама концентрация.

В исследованиях участвовали мужчины в возрасте от 25 до 45 лет.

Регистрацию концентрации препаратов проводили до приема, через 30 минут, 2 часа, 6 часов, 8 часов, 11 часов, 24 часа, после перорального введения лекарственного препарата в организм в нагрузочной дозе, равной тому количеству лекарственного вещества в организме, которое может создать требуемую концентрацию в плазме крови (нагрузочная доза не превышала высшей разовой дозы для каждого препарата).

Полученные значения основных фармакокинетических параметров для изониазида, новокаинамида, нитразепама, сульфадимезина, гидралазина, амидопирина, фенелзина, сульфалена, Д-пеницилламина представлены на рис. 1 и 2. Полученные в ходе проведенного эксперимента результаты фармакокине-тических показателей позволили выделить из группы лекарственных веществ маркеры-ацетиляторы, использование которых отражает общую картину фар-макогенетической активности метаболических процессов. Только два исследуемых препарата, сульфален и гидралазин (апрессин), имеют схожую с усредненной графической моделью конфигурацию, и значит их фармакокинетиче-ские показатели могут являться типичными для группы препаратов-ацетиляторов. В дальнейших исследованиях нами использовались только эти соединения для определения скорости ацетилирования в наблюдаемых группах.

Кв1

Рисунок 1. Показатели значений константы элиминации в группе препаратов-ацетиляторов.

СП

45 40

Рисунок 2. Показатели значений клиренса тела в группе препаратов-ацетиля-торов.

Разработанная нами модель была положена в основу способа профессионального отбора по выявлению фенотипов кандидатов с разной скоростью аце-тилирования. В случае врожденной низкой активности фермента не происходит биотрансформации препаратов, о чем можно судить по величине периода полуэлиминации (интервал значений равный ^дтм и выше), клиренсу тела (ниже С1тт)> объему распределения (равный У&т,, и выше). Такие наблюдаемые условно называются «медленные ацетиляторы», они подвержены риску кумуляции препаратов. Группу наблюдаемых, у которых выполнялось неравенство основных фармакокинетических показателей, найденных экспериментально и рассчитанных теоретически: Хц^ю > ^д^р, С1|т,п<С1КХр> Улт^Мхру считали «быстрыми ацетиляторами». Активность фераз у этой группы наблюдаемых была высокая, и поэтому риск кумуляции химических соединений можно считать достаточно низким. Нами также была выделена и третья группа наблюдаемых, у которых показатели активности ацетилирующей функции печени в динамике исследования оказались нестабильными и были подвержены колебаниям в течение 12 месяцев проведения наблюдений. Эту группу нельзя было отнести ни

к «быстрым», ни к «медленным» ацетиляторам, поэтому мы выделили отдельную категорию - «средние ацетиляторы». То есть в этом случае фар мако кинетическое поведение препаратов-биотестов напрямую зависело от ряда факторов, способных повлиять на состояние метаболической активности печени наблюдаемых.

Рисунок 3. Показатели значений константы элиминации в группе препаратов-окислителей.

Рисунок 4. Показатели значений клиренса тела в группе препаратов-окислителей.

Используя полученные экспериментальным путем величины фармакокине-тических параметров, нами была разработана кинетическая модель для выбора наиболее универсальных маркеров-окислителей из группы изучаемых соединений (рис. 3 и 4).

Наиболее универсальными биотестами-окислителями можно считать антипирин и пармидин. Предлагаемый нами биотест позволяет определить динамику элиминации препаратов в организме и смоделировать группы, условно разделенные на «быстрые окислители» и «медленные окислители». Так же, как и при изучении активности ацетилирования, была выделена группа наблюдаемых, активность окислительных процессов у которых мы не смогли классифицировать и поэтому отнесли их к группе «средних окислителей». Критерии выделения групп по активности окисления схожи с таковыми при определении активности ацетилирования и представляет собой неравенство фармакокинетиче-ских критериев, определяемых в процессе обследования каждого конкретного наблюдаемого: - считали «быстрыми окис-

лителями»; в случае, если интервал значений равный и выше, клиренс тела (ниже ОцщпХ объем распределения ( р а в нИ„й и выше) - считались «медленными окислителями».

В плане изучения взаимосвязи между альтерацией гепатоцитов и элиминацией маркеров - ацетиляторов и маркеров - окислителей нами исследованы фармакокинетические профили сульфалена, гидралазина, антипирина и парми-дина у лиц с нарушениями функциональной активности печени. С этой целью была сформирована группа испытуемых в количестве 17 мужчин, у которых по совокупности клинических и лабораторных данных было выявлено снижение детоксикационной активности печени. В результате проведенных исследований было установлено, что в группе лиц с нарушениями функции печени фармако-кинетические показатели маркеров • ацетиляторов и маркеров-окислителей были сопоставимы с таковыми у «медленных метаболизаторов».

Общая схема предлагаемой нами методики профессионального отбора с учетом активности метаболических процессов осуществляется следующим образом:

1. Введение стандартного вещества (маркера), метаболизируемого в организме каким-то одним преимущественным путем, с последующим аналитическим контролем нативной части этого вещества.

2. Определение исходного уровня активности ферментных систем конкретного испытуемого, ответственных за трансформацию или разрушение изучаемого лекарственного препарата- биотеста.

3. В случае выявления приобретенного или генетического дефекта -недостаточности данных ферментных систем, испытуемый отстраняется от работы в контакте с данным препаратом - ксенобиотиком в процессе производства.

4. После пробного введения того лекарственного вещества, с которым предполагается производственный контакт, исследуются его фарма-кокинетические параметры в стандартных условиях. В случае выявления отклонения этих параметров в сторону признаков токсического поражения - замедление элиминации, удлинение периода полувыведения, появление токсических метаболитов, явление кумуляции и т.д., делается заключение о непригодности испытуемого к работе на фармпроизводстве в связи с опасностью для здоровья.

При проведении эксперимента нами было обследовано 56 человек мужского пола в возрасте от 20 до 45 лет, которые являлись кандидатами в рабочий и служащий персонал ОАО «Фармстандарт - лексредства» г. Курска за период с января 2003 г. по февраль 2004 г. Было обращено внимание на то, чтобы наблюдаемыми не были перенесены заболевания почек, печени и желудочно-кишечного тракта.

Исследования проводились следующим образом: принимаемому на работу кандидату вводится перорально стандартная доза тест-препарата сульфалена -1 г. После чего в крови и моче проводилось определение сульфалена и его основного метаболита К-ацетилсульфалена (табл. 1).

Из 56 обследованных 34 человека нами были отнесены к группе «быстрых ацетиляторов» по показателю отношения ¥%. 14 участников можно отнести к группе «медленных ацетиляторов», их показатель отношения нативной части сульфалена и метаболизированной составил ¥%=1,500±0,087. 8 наблюдаемых

нами были отнесены к группе «средних ацетиляторов» с показателями ¥% в диапазоне от 0,875±0,054 до 1,500±0,087.

Таблица 1

Результаты «сульфаленового теста» у кандидатов в рабочие и служащие химико-фармацевтических предприятий

Кинетические показатели Активность ацетилирования Достовер-

сульфалена «медленные» «быстрые» ность раз-личий(S)

Нативная часть 40±4,5 32±5,0 8>0,6

Метаболизированная часть 35±3,О 48±3,5 S=0,7

Среднее значение Qt 1,739±0,664 3,052±0,921 8>0,6

Среднее значение Vd 2,26±О,53 2,00±0,75 8<0,6

Среднее значение 68±2,0 59±4,0 8>0,6

Величина аналитического со- 0,875±0,054 1,500±0,087 8=0,68

отношения ¥%

(¥%) этот параметр - пограничная величина для учета лиц, отнесенных к «медленным ацетиляторам», которая находится по формуле:

где: - масса метаболизированного препарата (мг); - масса нативного препарата (мг).

При проведении «апрессинового теста» в эксперименте принимала участие та же группа наблюдаемых - 56 человек.

Исследование проводилось следующим образом: принимаемому на работу кандидату вводилась перорально стандартная доза тест-препарата - 100 мг, после чего осуществлялся забор крови и мочи. После количественного определения уровня неизменного препарата в крови каждого наблюдаемого нами проводился расчет показателя соотношения суммы метаболитов и нативной части препарата в крови и моче (табл. 2).

Как следует из результатов, представленных в таблице при расчете доли ¥% в отношении метаболита к неизменному препарату, нами были выделены группы «быстрых ацетиляторов» с показателем ¥%=0,864±0,093, «медленных ацетиляторов» - ¥%=1,316±0,059; «средних ацетиляторов» - в этой группе величина ¥% находилась в пределах от 1,316±0,059 до 0,864±0,093.

Таблица 2

Результаты «апрессинового теста» у кандидатов в рабочие и служащие химико-фармацевтических предприятий

Кинетические показатели Активность ацетилирования Достовер-

апрессина «медленные» «быстрые» ность различий (S)

Нативная часть 38±4,0 44±2,5 8>0,6

Метаболизированная часть 50±5,5 38±2,4 8>0,6

Среднее значение СИ 3,482+0,471 1,065±0,883 8>0,6

Среднее значение Уё 2,87+0,54 3,09±0,29 8<0,6

Среднее значение ^ 3±1,0 11±1,5 8>0,6

Величина аналитического со- 0,864+0,093 1,316±0,059 8>0,6

отношения ¥%

Из 56 обследованных 33 человека относятся к группе «быстрых ацетилято-ров» по показателю отношения ¥%. Необходимо отметить, что это те же лица, которые были отнесены нами к группе «быстрых ацетиляторов» по тесту на сульфален. В данную группу не попал только один наблюдаемый, фармакоки-нетические показатели которого были фактически пограничными к группе «средних ацетиляторов». 11 участников можно отнести к группе «медленных ацетиляторов». И как в первом случае, все наблюдаемые группы «медленных ацетиляторов» были отнесены к этой группе и «сульфаленовым» тестом, кроме трех, которые попали в группу «средних ацетиляторов». Из 12 наблюдаемых нами были отнесены к группе «средних ацетиляторов» с показателями ¥% в диапазоне от 1,316+0,059 до 0,864±0,093.

При проведении «антипиринового» и «пармидинового» тестов из 56 обследованных 35 человек были включены в группу «быстрых окислителей» по показателю отношения ¥%, С1Ь это были те же наблюдаемые, которые распределены нами в группу «быстрых ацетиляторов» по тесту на сульфален. В данную группу попал только один наблюдаемый, который по скорости ацетилиро-вания был включен в группу «средних ацетиляторов». 14 обследуемых по нашему тесту являются «медленными окислителями». Так же, как и в первом случае, все наблюдаемые группы «медленных окислителей» были отнесены к этой группе и сульфаленовым тестом по ацетилированию, кроме трех, которые по-

пали в группу «средних ацетиляторов». И семь наблюдаемых были нами отнесены к группе «средних окислителей».

Итак, нами показана область применения известных метаболических маркеров-окислителей в комплексе с определением их основных кинетических характеристик для выявления групп наблюдаемых по активности окисления лекарственных веществ. А так же доказана возможность их применения по результатам теста на окисление и ацетилирование для исключения эффекта «метаболического виража» у кандидатов.

Предлагаемые нами подходы позволяют использовать разработанные методики профотбора в аспекте общего направления профилактических мер по предотвращению заболеваний работников химико-фармацевтических предприятий.

С этой целью было проведено обследование работников химико-фармацевтического производства, находящихся в непосредственном контакте с химическими веществами (подвергающимися метаболизму в организме преимущественно путем ацетилирования) в процессе их производства, хранения, фасовки.

Из общего числа обследуемых (82 человека) были сформированы группы наблюдаемых: в первую группу вошли 36 человек, имеющих общий рабочий стаж на производстве данных препаратов от 5 до 7 лет, во вторую группу - 30 человек стаж работы на производстве которых составил от 7 до 10 лет и в третью группу - 16 человек, которые были кандидатами в работники химико-фармацевтических производств. Последние составили контрольную группу.

Всем наблюдаемым перорально вводили дозу тест-маркера сульфалена или апрессина. Собиралась моча, проводился забор крови, а затем определялась концентрация нативной части препаратов и суммы их метаболитов. После чего был рассчитан показатель ¥ для каждого наблюдаемого. Сопоставительный анализ методик профессионального отбора по критериям достоверности, статистической значимости и оценки вероятности был проведен при помощи прикладной компьютерной программы. Данные сравнительного анализа результатов методик профотбора с частотой временной нетрудоспособности работников химико-фармацевтических предприятий представлены на рис. 5. Как следует из

данных - 88% обследованных, отнесенных к группе «медленных ацетиляторов», имели временную нетрудоспособность в календарном году в среднем 19,5±0,8 дня (г=0,58), в группе «быстрых ацетиляторов» этот показатель составил 4,5±0,5 дня (г=0,6). Максимальная продолжительность временной нетрудоспособности в группе «медленных ацетиляторов» составляла 25 дней, «быстрых» -девять дней ^>0,6)

Рисунок 5. Анализ продолжительности временной нетрудоспособности в группах «ацетиляторов».

При использовании маркеров-окислителей в этих группах полученные данные позволяют констатировать, что обследованные, отнесенные к группе «медленных окислителей», имели временную нетрудоспособность в календарном году в среднем 21,1±1,4 дня. В группе «быстрых окислителей» этот показатель составил 5,3±0,4 дня. Максимальная продолжительность временной нетрудоспособности в группе «медленных окислителей» составляла 30 дней, «быстрых» - девять.

Разработанные приемы профотбора по скорости элиминации лекарственных веществ выявляют предрасположенность к токсическому поражению препаратами или высокую врожденную устойчивость каждого конкретного кандидата.

о

| "медлемые ацетиляторы" Щ "быстрые ацетиляторы"

Средняя продолжительность Максимальная продолжительность

средняя макежальная

продшвигегъность продотаитегьность

Рисунок 6. Анализ продолжительности временной нетрудоспособности в группах «окислителей».

выводы

1. Проведены фармакокинетические исследования препаратов, основным путем метаболизма которых является ацетилирование (изониазид, новокаина-мид, нитразепам, сульфадимезин, гидралазина, амидопирина, фенелзин, сульфален, Д-пеницилламин) и окисление (антипирин, сибазон, индомета-цин, фенилбутазон, дикумарин, карбамазепин, варфарин, дифенин, нортрип-тилин, пармидин, толбутамид, гексобарбитал).

2. Составлены модельные схемы выбора универсальных препаратов-маркеров для оценки скорости ацетилирования и окисления. Выявлено, что в качестве тест-препаратов для определения уровня ацетилирования могут быть использованы сульфален и гидралазин, а окисления - антипирин и пармидин, фармакокинетика которых отражает общую картину активности процессов ацетилирования и окисления.

3. Рассчитаны границы фармакокинетических параметров для определения групп «медленных ацетиляторов» (г'/гтах < С!™,, > С1,Ир, < Удехр) и «медленных окислителей» Ц"Атгх < С111ШП > С1|еХр, \Лтп < «быстрых ацетиляторов» {Х\пти > 11/2схр, С11т!Г,<С1,ехр, У()т,п>У1)е,р) и «быстрых окис-

4. Показана зависимость скорости реакций первой фазы биотрансформации изучаемых лекарственных веществ (ацетилирование и окисление) при фар-макогенетически обусловленном или приобретенном нарушении активности печеночных ферментов. Доказана возможность сочетанного использования клинико-биохимических показателей и фармакокинетических параметров тест-препаратов для отбора кандидатов в сотрудники химико-фармацевтических предприятий по степени метаболической трансформации лекарственных веществ.

5. Выявлена обратная корреляционная зависимость между уровнем ацетилиро-вания и окисления тест-препаратов у работников химико-фармацевтических предприятий и временной сезонной нетрудоспособностью. Средняя продолжительность временной нетрудоспособности в группах «медленных ацети-ляторов» и «медленных окислителей» составила 19,5±0,8 и 21,1± 1,4, а в группах «быстрых ацетиляторов» и «быстрых окислителей» - 4,5±0,5 и 5,3±0,4 дня соответственно.

6. Разработанные методы профотбора по степени метаболической трансформации тест-препаратов позволяют выявить предрасположенность к токсическому воздействию ксенобиотиков у кандидатов в работники химико-фармацевтических предприятий.

ПРАКТИЧЕСКИЕРЕКОМЕНДАЦИИ

1. При проведении фармакокинетических исследований целесообразно для определения уровня ацетилирования в организме использовать сульфален или гидралазин, а для определения уровня окисления - антипирин или парми-дин, отражающих общий профиль метаболических процессов указанной направленности.

2. Определение фармакокинетических параметров тест-препаратов рекомендуется использовать для определения функциональной активности печени и почек и диагностики патологии с их стороны.

3. При отборе и расстановке кадров на химико-фармацевтических предприятиях, наряду с клинико-биохимическими параметрами, целесообразно использовать фармакокинетические показатели тест-препаратов.

СПИСОКРАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Применение флуорисцентного метода в комплексном изучении профессиональных патологий на химико-фармацевтических предприятиях / Ф.М. Милюков, ВА. Новикова, B.C. Цебро, О.В. Белоусова // Человек и Вселенная. -2004.-№5(38).-С. 48-49.

2. Разработка способа профессионального отбора рабочих на химико-фармацевтические предприятия по выявлению фенотипов с разной скоростью окисления / Ф.М. Милюков, О.В. Белоусова, А.И. Елькин, ДА Новиков // Объединен, науч. журн. - 2004. - № 13 (105). - С. 75-76.

3. Профессиональный отбор лиц, не имеющих показания к временной или постоянной нетрудоспособности по оценке функционального состояния органов / Ф.М. Милюков, Д.А. Новиков, А.И. Елькин, В.Я. Провоторов // Человек и здоровье. - 2004. - № 1. - С. 43-44.

4. Исследование прочности внутрикомплексных соединений при изучении нарушений метаболизма / B.C. Цебро, О.В. Белоусова, Ф.М. Милюков,

B.А. Новикова// Человек и здоровье. - 2004. - № 1. - С. 61-62.

5. Клинические исследования активности метаболической утилизации производных пиразолона у рабочих химико-фармацевтических предприятий / Ф.М. Милюков, А.Г. Чеботарев, Д.А. Новиков, А.И. Елькин / Материалы четвертой международной конференции «Клинические исследования лекарственных средств». - М., 2004. - С. 144-145.

6. Некоторые особенности назначения преднизолона и дексаметазона при лечении больных вирусным гепатитом / Е.В.Воскобойникова, В.П. Подоляко, Ф.М. Милюков, B.C. Цебро // Брянский мед. вестн. - 2004. - № 6 (17). - С. 34-39.

7. Новые способы исследования профессиональных заболеваний работников химико-фармацевтических предприятий / Е.В. Воскобойникова, В.П. Подоляко, Ф.М. Милюков, B.C. Цебро // Брянский мед. вестн. - 2004. - № 6 (17). -

C.40-44.

8. Нарушение электролитного гомеостаза при гепатитах различного генеза / А.С. Шевелев, Н.П. Демиденко, Ф.М. Милюков, С.Л. Демчик // Курский на-учн.-практ. вестн. «Человек и его здоровье». - 2004. - № 4. - С. 62-68.

9. Использование способов хелатирования в профилактике профессиональных заболеваний, вызванных загрязнением окружающей среды металлами / ВА Новикова, Ф.М. Милюков, ОБ. Белоусова, B.C. Цебро // Объединен, науч. журн. - 2004. - № 35 (127). - С. 66-67.

Ю.Милюков Ф.М. Способ выбора универсальных маркеров при изучении активности биотрансформации лекарственных веществ / Ф.М. Милюков, М.В. Покровский, Д.А. Новиков // Сб. тр. юбилейной науч. конф. КГМУ и сессии Центрально-Чернозем. науч. центра РАМН, посвящен. 70-летию КГМУ: в 2 т. - Курск, 2005. - Т. 2. - С. 251-252.

11. Милюков Ф.М. Использование веществ - маркеров для оценки метаболической активности печени / Ф.М. Милюков, С.Л. Демчик, А.Г. Чеботарев. Сб. тр. юбилейной науч. конф. студентов и молодых ученых КГМУ, посвящен. 70-летию КГМУ: в 2 т. - Курск, 2005. - Т. 2. - С. 115-116.

Лицензия ЛР № 020862 от 30.04.99 г. Сдано в набор 04.05.2005 г. Подписано в печать 06.05.2005 г. Формат 30х42'/8 Бумага офсетная. Гарнитура Times New Rom. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 80А. Издательство Курского государственного медицинского университета 305041, г. Курск, ул. К. Маркса, 3.

07МШС35

Актуальность исследования. Государственная политика России в области укрепления здоровья последние годы характеризуется признанием необходимости охраны здоровья населения как главного фактора экономического роста и обеспечения национальной безопасности страны. Разработка и внедрение новых способов профилактики профессиональных заболеваний на предприятиях является одной из актуальных задач практического здравоохранения [15,40,42].

Существующие ранее способы профилактики профессиональных заболеваний на химическом и химико-фармацевтическом производстве касались улучшения технологических процессов: снижения ПДК химических веществ и полупродуктов в воздухе рабочей зоны, усиление герметичности производств, автоматизации и механизации процессов [88,98]. Несмотря на совершенствование технологии профзащит при получении лекарственных веществ и биологически активных препаратов, а также развитие герметичных производств лекарств, исключить полностью попадание химических соединений в организм невозможно. Даже при условии всех нормативов, загрязнения рабочей зоны, проникновение производимых веществ в ткани и биожидкости человека небезопасно для его здоровья.

В связи с этим, становится актуальной проблема разработки способов профилактики возможных заболеваний, связанных с профессиональной деятельностью сотрудников химико-фармацевтических предприятий.

Ранее предлагаемые способы контроля метаболизма - клинические, иммунологические, биохимические - могут только констатировать общие реакции организма на любую абсорбцию химического вещества, то есть не являются специфическими и не могут быть использованы для прогноза воздействия химических веществ на организм человека [50,72].

Преимуществом разработанных нами способов профотбора, помимо предупреждения нарушений со стороны сердечно-сосудистой системы и хронической профессиональной интоксикации лекарственными средствами в процессе производства является высокая экспрессность и возможность прогнозирования профпатологий.

Такой подход к профессиональному отбору гарантирует рабочим длительное сохранение высокого уровня здоровья, профессионального долголетия, высокую производительность труда. Предполагается, что это приведет к сокращению числа лиц, имеющих значительные отклонения в здоровье к пенсионному возрасту. Администрация предприятий, медицинских учреждений и органы социального обеспечения не будут иметь определенных финансовых, юридических и экономических трудностей, связанных с лечением и содержанием нетрудоспособного рабочего.

Перечисленный круг нерешенных вопросов в области профилактики профзаболеваний определил актуальность, цель и задачи настоящей работы, которая проводилась в рамках программы президента по укреплению здоровья населения РФ.

Цель работы: Разработать методологию фенотипирования окислительного метаболизма и ацетилирования с использованием тест - препаратов для профессионального отбора и расстановки кадров фармацевтических предприятий.

Задачи исследования:

1. Разработать фармакокинетические модели биотест-ацетиляторов (изониа-зид, новокаинамид, нитразепам, сульфадимезин, гидралазин, амидопирин, фенелзин, сульфален, Д-пеницилламин) и биотест-окислителей (антипирин, сибазон, индометацин, фенилбутазон, дикумарин, карбамазепин, варфарин, дифенин, нортриптилин, пармидин, толбутамид, гексобарбитал).

2. Исследовать влияние функционального состояния печени на элиминацию маркеров-ацетиляторов (сульфален, гидралазин) и маркеров-окислителей (антипирин, пармидин) у работников фармацевтических предприятий.

3. Изучить возможность использования методик определения активности метаболических процессов для профессионального отбора и расстановки кадров фармацевтических предприятий.

4. Оценить показатели прогностической специфичности и эффективности профессионального отбора и расстановки кадров фармацевтических предприятий по активности ацетилирования и окислительного метаболизма.

Научная новизна.

Впервые проведены комплексные исследования по разработке методик профессионального отбора на химико-фармацевтические предприятия, в основу которых были положены критерии активности метаболической функции печени с учетом индивидуальных особенностей биохимических процессов организма человека.

Доказана высокая избирательность предлагаемых методик с учетом «непереносимости» ксенобиотика для строго установленных групп препаратов у каждого кандидата.

Следует отметить ещё одну модификацию предложенных методик отбора: это использование в качестве биотеста любого лекарственного препарата, с которым предполагается производственный контакт, определение его биотрансформационных и фармакокинетических параметров у конкретного испытуемого, анализ и сопоставление полученных величин с уже установленными (известными) пограничными пределами (критерии оценки) в популяции на основе результатов проведения отбора кандидата. Селективность такой модификации чрезвычайно высока.

Практическая значимость

В практику здравоохранения предложены информативные методики профессионального отбора рабочих и служащих химико-фармацевтических предприятий по активности метаболических процессов.

В качестве показателя оценки профессиональной пригодности по критерию - здоровье предлагается использовать прогностический коэффициент отношения суммы метаболитов веществ - маркеров к нативной части этих соединений.

Внедрение результатов работы

Полученные результаты внедрены в работу ОАО «Фармстандарт - лексред-ства» г. Курска, Курской городской клинической инфекционной больницы имени H.A. Семашко, Курского областного онкологического диспансера.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Обоснование использования индивидуальной фармакокинетики лекарственных веществ для разработки методик оценки метаболической активности по величинам клиренса препарата (тела), константе элиминации, периоду полуэлиминации и объему распределения.

2. Методики профессионального отбора с использованием тест-веществ маркеров, метаболизируемых в организме преимущественно одним путем: ацети-лированием или окислением.

3. Определение степени активности процессов биотрансформации у группы наблюдаемых с использованием маркеров - ацетиляторов (сульфалена и ап-рессина) и маркеров - окислителей (антипирина и пармидина) с учетом активности печеночных ферментов.

4. Выявление «групп риска» среди рабочих и служащих химико-фармацевтических предприятий с использованием методик определения активности ацетилирования, окисления и расчета коэффициента прогнозирования возможности кумуляции веществ в организме.

5. Способ дополнительной прогностической оценки в общем диспансерном обследовании работников химико-фармацевтических предприятий с учетом рабочего стажа на производстве.

Апробация работы

Результаты исследования доложены и обсуждены на конгрессе «Человек и его здоровье», на конференциях КГМУ, на итоговой сессии КГМУ, 2003, 2004, 2005 гг., на III конгрессе молодых ученых и специалистов «Наука о человеке», Томск 2004., на IX Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство», Москва 2004.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе 1 - в центральной печати. Из научных трудов, опубликованных в соавторстве, в диссертацию включены материалы, полученные лично автором.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, обзора литературы (глава 1), описания материала и методов исследования (глава II), 3-х глав (III - V), в которых изложены результаты исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 160 источников, в том числе 41 - зарубежных авторов.

ВЫВОДЫ

1. Проведены фармакокинетические исследования препаратов, основным путем метаболизма которых является ацетилирование (изониазид, новокаина-мид, нитразепам, сульфадимезин, гидралазина, амидопирина, фенелзин, сульфален, Д-пеницилламин) и окисление (антипирин, сибазон, индомета-цин, фенилбутазон, дикумарин, карбамазепин, варфарин, дифенин, нортрип-тилин, пармидин, толбутамид, гексобарбитал).

2. Составлены модельные схемы выбора универсальных препаратов-маркеров для оценки скорости ацетилирования и окисления. Выявлено, что в качестве тест-препаратов для определения уровня ацетилирования могут быть использованы сульфален и гидралазин, а окисления — антипирин и пармидин, фармакокинетика которых отражает общую картину активности процессов ацетилирования и окисления.

3. Рассчитаны границы фармакокинетических параметров для определения групп «медленных ацетиляторов» (1У2тах < \}/гсхр, С^ш > С11ехр, Ус]т;п < Уйехр) и «медленных окислителей» 0У2тах < ^хр, С11т{п > С11ехр, У^лт < Уйехр), «быстрых ацетиляторов» (11/2тах > 11/2схр, С^тт«^!,, УсИлт^ехр ) И «быстрых ОКИСлителей» (^Дтах > 11/2схр, (Лшип^йхр, У(1т1п>усзсхр).

4. Показана зависимость скорости реакций первой фазы биотрансформации изучаемых лекарственных веществ (ацетилирование и окисление) при фар-макогенетически обусловленном или приобретенном нарушении активности печеночных ферментов. Доказана возможность сочетанного использования клинико-биохимических показателей и фармакокинетических параметров тест-препаратов для отбора кандидатов в сотрудники химико-фармацевтических предприятий по степени метаболической трансформации лекарственных веществ.

5. Выявлена обратная корреляционная зависимость между уровнем ацетилирования и окисления тест-препаратов у работников химико-фармацевтических предприятий и временной нетрудоспособностью. Средняя продолжительность временной нетрудоспособности в группах «медленных ацетиляторов» и «медленных окислителей» составила 19,5±0,8 и 21,1±1,4, а в группах «быстрых ацетиляторов» и «быстрых окислителей» - 4,5±0,5 и 5,3±0,4 дня соответственно.

6. Разработанные методы профотбора по степени метаболической трансформации тест-препаратов позволяют выявить предрасположенность к токсическому воздействию ксенобиотиков у кандидатов в работники химико-фармацевтических предприятий.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При проведении фармакокинетических исследований целесообразно для определения уровня ацетилирования в организме использовать сульфален или гидралазин, а для определения уровня окисления - антипирин или пармидин, отражающих общий профиль метаболических процессов указанной направленности.

2. Определение фармакокинетических параметров тест-препаратов рекомендуется использовать для определения функциональной активности печени и почек и диагностики патологии с их стороны.

3. При отборе и расстановке кадров на химико-фармацевтических предприятиях, наряду с клинико-биохимическими параметрами, целесообразно использовать фармакокинетические показатели тест-препаратов.

142