Автореферат и диссертация по медицине (14.00.25) на тему:Фармакологическое обоснование применения аминосахара клюкозамина в офтальмологии

Исключительная роль органа зрения в обеспечении необходимого качества жизни и трудоспособности человека определяет актуальность проблемы создания и производства высокоэффективных лекарственных препаратов для лечения офтальмологических заболеваний [8,86].

В России заболевания органа зрения зарегистрированы у 75 млн. человек, за медицинской помощью обращаются ежегодно 23 млн человек. В Украине ежегодно регистрируется около 2,5 млн обращений в глазные клиники, инвалидность по зрению составляв! 3,1-3,3 на 10000 населения и имеет тенденцию к росту [104, 174]. Ведущее место в структуре офтальмологической патологии занимают воспалительные заболевания, на долю которых приходится около 30 % всех глазных болезней. В последние годы отмечается рост уровня повреждений органа зрения. Наибольшим этот показатель является в Донецкой, Винницкой и Харьковской областях, где достигает 430-646 на 100000 населения [9]. От должного лекарственного обеспечения этой категории больных в значительной мере зависит эффективность лечения и дальнейший прогноз относительно сохранения зрительной функции.

Основу комплексной медикаментозной терапии воспалительных заболеваний и травматических повреждений органа зрения составляют противовоспалительные средства [34, 49, 323]. До последнего времени в Украине только 3 из более чем 30 фармацевтических производств выпускали глазные капли, ассортимент которых значительно уступает зарубежному. Фармацевтический рынок Украины на 88 % заполнен дорогостоящими импортными глазными лекарственными средствами, хотя превалирует спрос именно на отечественные лекарства, поскольку они дешевле импортных на 20-60 %, а конкурентоспособность их постоянно улучшается. В Украине в настоящее время в глазных лекарственных формах выпускается только 16 препаратов представляющих всего 5 фармакотерапевтических групп, среди которых полностью отсутствуют противовоспалительные средства [102,176]. Ассортимент НПВП для офтальмологии зарубежного производства также крайне ограничен - в России в настоящее время зарегистрировано 2, а в Украине только 1 препарат (глазные капли «Наклоф» производства фирмы «Ciba Vision», Франция).

Существующие нестероидные противовоспалительные средства для офтальмологии имеют рад недостатков, связанных с их основным механизмом действия - влиянием на синтез простагландинов [100, 203, 269]. К осложнениям при приеме НПВП относятся НПВП-гастропатии, нарушения функции почек, печени и других органов [26, 452, 465]. При местном применении НПВП у офтальмологических больных важное практическое значение приобретает негативное влияние противовоспалительных средств с традиционным механизмом действия на репарацию [133,225,413].

Все вышесказанное определяет актуальность проблемы создания отечественных высокоэффективных и безопасных противовоспалительных средств для офтальмологии.

Перспективным направлением решения этой проблемы является разработка лекарственных препаратов на основе естественных метаболитов. В этом плане заслуживает внимания аминосахар 0-(+)-глюкозамин.

В Национальном фармацевтическом университете Украины в течение ряда лет проводятся исследования, посвященные созданию противовоспалительных препаратов на основе аминосахара глюкозамлна и его производных. Установлено, что глюкозамина гидрохлорид стабилизирует лизосомальные мембраны, стимулируют функцию коры надпочечников, синтез белка, обладает противовоспалительной, гепатопротекторной, кардиопротекторной, хондропротекторной активностью. Получены данные о положительном эффекте глюкозамина гидрохлорида и его производных при экспериментальной патологии печени, миокарда, токсическом отеке легких, язвенной болезни желудка [58, 119, 146, 156]. В работах И.А. Зупанца с соавт. [67, 75] показано положительное влияние глюкояамина гидрохлорида на метаболизм суставного хряща.

В настоящее время таблетки глюкозамина гидрохлорида разрешены к применению Фармакологическим государственным комитетом Минздрава России (протокол № 10 от 16.12.1999, per. номер 2000/55/2, 2000/55/6), а инъекционный раствор глюкозамина гидрохлорида в ампулах прошел II фазу клинических испытаний в качестве средства для лечения заболеваний суставов. Применение препарата в клинике у больных остеоартрозом показало его высокую эффективность и безопасность [74].

Орган зрения, так же как суставной хрящ, имеет мезенхимальное происхождение и содержит в своем составе целый ряд соедини ельнотканных структур - роговица, стекловидное тело, склера, хрусталик.

Многогранная фармакологическая активность глюкозамина гидрохлорида, его высокая эффективность при заболеваниях суставного хряща, общее мезенхимальное происхождение и близость биохимического состава суставного хряща и структур глаза послужили основанием для изучения возможности применения глюкозамина гидрохлорида в офтальмологии.

Связь работы с научными программами, планами, темами.

Работа выполнена в соответствии с планами НИР Национального фармацевтического университета Украины в составе комплексных тем: "Химический синтез, выделение и анализ новых фармакологически активных веществ, установления связи "структура-активность", создание новых лекарственных препаратов" (№ Гос. регистр. 0198U007011); "Изучение роли глюкозамина в молекулярных механизмах воспаления и разработка критериев создания новых антифлогистиков" (№ Гос. регистр. UAO 1002852).

Цепью данной работы является экспериментальное обоснование применения глюкозамина гидрохлорида в офтальмологии в качестве нестероидного противовоспалительного средства для расширения арсенала высокоэффективных и безопасных глазных лекарственных препаратов.

Для достижения цели были поставлены следующие задача:

1. Провести систематизированное изучение содержания эндогенного Ы-ацетилглюкозамина в структурах глаза.

2. Изучить динамику эндогенного Ы-ацетилглюкозамина в тканях глаза и биологических жидкостях на различных экспериментальных моделях неинфекционных деструктивно-воспалительных заболеваний глаза.

3. Провести сопоставление экспериментальных и клинических данных о динамике эндогенного Ы-ацетилглюкозамина при деструктивно-воспалительных заболеваниях глаза, установить значение эндогенного Ы-ацетилглю-козамина в их развитии.

4. На различных моделях неинфекционной деструктивно-воспалительной патологии глаза у экспериментальных животных провести фармакологическое изучение влияния глюкозамина гидрохлорида на клиническое течение, выраженность воспалительной реакции, репаративные и метаболические процессы в тканях глаза.

5. Выявить возможные преимущества глюкозамина гидрохлорида по сравнению с традиционными нестероидными противовоспалительными препаратами для офтальмологии.

6. Установить возможные механизмы фармакологического действия глюкозамина гидрохлорида при неинфекционных деструктирно-воспапи-тельных заболеваниях глаза.

7. Исследовать фармакокинетику глюкозамина гидрохлорида в тканях глаза при местном введении в конъюнктивальную полость.

8. Обосновать возможные показания для назначения глюкозамина гидрохлорида у больных с патологией органа зрения.

9. Изучить фармакоэкономические аспекты создания глазной лекарственной формы на основе глюкозамина гидрохлорида.

ОФМКТ ИОТМЯУРЕ" - ЕН+Нлюкозамина гидрохлорид и его лекарственные формы.

Предмет исследования - процессы, развивающиеся в органе зрения при экспериментальной патологии воспалительного и травматического генеза и их динамика на фоне применения глюкозамина гидрохлорида.

Методы исследования. Для достижения поставленных в работе задач применялись следующие методы исследования: клинико-фтальмологические - осмотр при боковом освещении, осмотр в проходящем свете, офтальмоскопия, биомикроскопии при прямом фокальном освещении, биомикроскопия с помощью ручной щелевой лампы, определение внутриглазного давления методом апланационной тонометрии с помощью тонометра А.Н. Маклакова, оценка феномена Тиндаля, флуоресцеи-новая проба с использованием количественного метода Я.Я.ЬагосЬе и Я.С.СашрЬе11; фармакологические - экспериментальные модели асептического воспаления глаза у кролей после циклокриопексии, поверхностного непроникающего и линейного проникающего ранения роговицы, модифицированая модель экспериментального асептического воспаления глаза после циклокриопексии в сочетании с поверхностным травматическим повреждением роговицы; экспериментальные кислотные и щелочные ожоги различной степени тяжести центральной зоны роговицы у кролей; модели каррагенинового отека у мышей и у крыс, модели асептического воспаления у крыс, вызванные различными флогогенами; биохимические - определение содержание эндогенного Ы-ацсгклглю-козамина в биологических жидкостях и тканях, определение малонового ди-альдегида, супероксиддисмутазы, каталазы, антиоксидантных свойств биологически активных веществ в модельных системах; гистологические - исследование морфологической структуры тканей глаза при окрашивании гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Ван Гизон; морфометрия отдельных параметров тканевых структур; гистохимические - топооптические реакции с пикросириусом красным и толуидиновым синим для качественного и количественного определения гликозаминогликанов в тканях; электронномикроскопическое исследование ультраструктуры тканей глаза и суставного хряща; радиоиммунологические - определение эйкозаноидов в сыворотке крови экспериментальных животных; фармакокинетические - радиометрическое исследование биологических проб влаги передней камеры и тканей глаза на сцинтилляционном счетчике 1,8-7800 фирмы "Васктап"; фармакоэкономические - анализ схем терапии по критерию «затраты -эффективность».

Научная новизна полученных результатов.

Впервые проведено систематизированное изучение и определено содержание эндогенного Ы-ацетилглюкозамина в различных тканях глаза.

В эксперименте впервые установлено снижение эндогенного Ы-ацетил-глюкозамина в роговице, склере и радужке при неинфекционной деструкти-вновоспалительной патологии глаза (увеит, проникающее ранение, химические ожоги различной степени), определено значение эндогенного Ы-ацетилглюкозамина в развитии воспалительных и травматических повреждений органа зрения.

В эксперименте на животных впервые показано положительное влияние инсталляций глюкозамина гидрохлорида на клиническое течение воспалительных заболеваний (увеит) и травматических повреждений (проникающее ранение, химические ожоги) глаза.

Исследовано противовоспалительное, репаративное и кератопротекто-рное действие глюкозамина гидрохлорида в сравнении с широко применяющимися НПВП для офтальмологии, установлено, что глюкозамина гидрохлорид проявляет противовоспалительное действие, сравнимое с глазными каплями «Окуфлюр», «Индоколлир», «Наклоф».

Определены преимущества глюкозамина гидрохлорида перед существующими топическими НПВП для офтальмологии: нормализующее влияние на содержание эндогенного Ы-ацетилглюкозамина и гликозаминогликанов в строме соединительнотканных структур глаза, стимулирующее влияние на репаративные процессы в тканях глаза, кератопротекторное действие.

Исследованы возможные механизмы фармакологического действия глюкозамина гидрохлорида при деструктивно-воспалительных заболеваниях глаза. Показано, что глюкозамина гидрохлорид не влияет на простагланди-новую реакцию глаза, не угнетает синтез эйкозаноидов у интактных животных; при повреждениях глаза оказывает нормализующее воздействие на нарушенное физиологическое равновесие между состоянием его системы ан-тиоксидантной защиты и процессами перекисного окисления липидов, улучшает в тканях глаза метаболизм гликозаминогликанов и коллагена.

Впервые определено распределение и накопление глюкозамина гидрохлорида в тканях глаза при местном введении в конъюнктивапьную полость.

Проанализированы фармакоэкономические аспекты создания глазной лекарственной формы на основе глюкозамина гидрохлорида и внедрения ее в комплексную медикаментозную терапию травматических повреждений глаза.

Установлено высокое содержание эндогенного М-ацетилглюкозамина в структурах глаза соединительнотканного происхождения. Показано, «по характер распределения эндогенного Ы-ацетилглюкозамина в тканях глаза экспериментальных животных и человека имеет общую закономерность, что позволяет экстраполировать данные, полученные в эксперименте на животных на человека.

Показано, что в развитии неинфекционной деструктивно-воспалительной патологии глаза (увеит, проникающее ранение, химические ожоги различной степени) значимую роль играет снижение в его структурах эндогенного Ы-ацетилглюкозамина; уровень №ацетилглюкозамина зависит от тяжести поражения и отражает содержание в тканях глаза гликозаминогликанов.

Доказано положительное влияние глюкозамина гидрохлорида на течение деструктивно-воспалительных заболеваний глаза, определены возможные механизмы его фармакотерапевтического воздействия: нормализация уровня эндогенного М-ацетилглюкозамина, мембраностабилизирующее, ан-тиоксидантное действие, стимулирование синтеза гликозаминогликанов и коллагена.

Расширены представления о фармакодинамике и фармакокинетике глюкозамина гидрохлорида.

Разработан методический подход для оценки фармакоэкономической целесообразности создания новых НПВП для офтальмологии.

Экспериментально обоснована возможность применения глюкозамина гидрохлорида в офтальмологии. Для проведения дальнейших исследований определен перечень заболеваний органа зрения, при которых глюкозамин может оказать положительное терапевтическое воздействие. Созданы теоретические предпосылки для разработки глазной лекарственной формы на основе глюкозамина гидрохлорида.

Пимтштт тчмтт юмппмм» итлиита»

Проведено доклиническое изучение глюкозамина гидрохлорида на различных моделях глазной патологии.

Показано, что при изучении противовоспалительных средств для применения в офтальмологии обязательно учитывать влияние препаратов на процессы реэпителизации роговицы и обмен гликозаминогликанов в тканях глаза.

Усовершенствованы экспериментальные модели для изучения противовоспалительного и репаративного действия лекарственных препаратов для офтальмологии.

Разработаны критерии оценки степени повреждения и эффективности лекарственной терапии при экспериментальной патологии глаза.

Разработаны рекомендации по экспериментальному исследованию и клиническому изучению средств противовоспалительного и репаративного действия для лечения заболеваний глаза.

Разработаны рекомендации по рациональному применению нестероидных противовоспалительных средств в офтальмологии.

Показано, что глюкозамина гидрохлорид, разрешенный в настоящее время к применению у больных с патологией суставов, может также применяться у больных с заболеваниями органа зрения. Обоснована целесообразность проведения клинических испытаний зарегистрированных лекарственных форм глюкозамина гидрохлорида (таблетки, раствор для инъекций) при деструктивно-воспалительных заболеваниях органа зрения (увеиты, травматические повреждения, химические ожоги).

Обоснована фармакологическая и фармакоэкономическая целесообразность создания глазной лекарственной формы на основе глюкозамина гидрохлорида.

Созданы предпосылки для расширения номенклатуры одного из найменее обеспеченных сегментов рынка отечественных лекарственных препаратов - лекарственных средств для офтальмологии.

На основании доклинического изучения подготовлен комплект нормативно-технической документации для ГФЦ МОЗ Украины с целью получения разрешения на проведение клинических испытаний глазных лекарственных форм на основе глюкозамина гидрохлорида.

Основные результаты исследования внедрены в учебный процесс на кафедрах фармакологии, фармакотерапии и клинической фармации Национального фармацевтического университета (г.Харьков), кафедре фармакологии Буковинской государственной медицинской академии (г.Черновцы), кафедре офтальмологии и курсе клинической фармакологии Запорожского государственного медицинского университета, кафедре офтальмологии и курсе клинической фармакологии Донецкого государственного медицинского университета, кафедре офтальмологии Харьковского государственного медицинского университета, кафедре офтальмологии Харьковской медицинской академии последипломного образования.

Полученные результаты обобщены в следующих методических рекомендациях: «Рациональное применение нестероидных противовоспалительных препаратов в офтальмологии» (2002 г.) - внедрены в практику глазных отделений г. Харькова, г. Луганска, г. Донецка, в клинике Института глазных болезней и тканевой терапии им. В.П.Филатова АМН Украины (г. Одесса); «Методические рекомендации по экспериментальному исследованию и клиническому изучению противоартрозных (хондромодулирующих) лекарственных препаратов» Государственного Фармакологического Центра МЗ Украины (1999 г.), «Рациональное применение нестероидных противовоспалительных препаратов при лечении заболеваний суставов» (2001 г.) -внедрены в областной клинической травматологической больнице г. Харькова, кафедре травматологии и вертебрологии Харьковской медицинской академии последипломного образования.

Аиймви ретлттте диитепни Ит

Материалы диссертационной работы докладывались на VIII съезде офтальмологов УССР (Одесса, 1990 г.), VI съезде фармакологов УССР (Харьков, 1990 г.), Всесоюзной научной конференции «Актуальные проблемы лекарственной токсикологии» (Москва, 1990 г.), Всесоюзной научной конференции "Состояние и перспективы создания новых готовых лекарственных средств и фотохимических препаратов" (Харьков, 1990 г), Республиканской научной конференции «Реализация научных достижений в практической фармации» (Харьков, 1991 г.), научной конференции «Актуальные вопросы фармакологической науки и практики» (Курс, 1991 г.), Научно-практической конференции «Лекарственные средства Украины. Синтез,-научные исследования производство, реализация» (Харьков, 1992 г.), VIII международной конференции офтальмологов (Одесса, 1993 г.), I, II и III Украинской научной конференции с участием стран СНГ "Актуальные вопросы клинической фармакологии" (Винница, 1993 г., 1998 г., 2002 г.), V Национальном съезде фармацевтов Украины «Достижения современной фармации и перспективы ее развития в новом тысячелетии» (Харьков, 1999 г.), Международной конференции офтальмологов, посвященной 100-летию В.П.Филатова (Одесса, 2000 г.), YIII и IX конгрессе СФУЛТ (Львов, 2000 г., Луганск, 2002 г.), Всеукраинской научно-практической конференции "Ученые Украины - отечественной фармации" (Харьков, 2000 г.), Международном офтальмологическом симпозиуме "Хирургическое и медикаментозное восстановление зрения" (Черновцы, 2001 г.), Ш Всероссийском конгрессе «Фармакоэкономика на рубеже третьего тысячелетия» (Москва, 2001 г), III национальном конгрессе ревматологов Украины (Киев, 2001 г.), Научно-практической конференции «Лекарства-человеку» (Харьков, 2001 г.), II Национальном съезде фармакологов Украины (Днепропетровск, 2001 г), XLV межрегиональной научно-практической конференции «Достижения клинической и экспериментальной медицины» (Тернополь, 2002 г.), Всеукраинской научно-практической конференции «Фармация XXI столетия» (Харьков, 2002 г.).

Публикации.

Материалы диссертации отражены в 84 публикациях, из них 31 статья (в том числе 10 персональных), 2 патента, 2 отчета о НИР, 3 методические рекомендации, 2 информационных письмах, 44 тезиса докладов на съездах и конференциях.

Объем и структура днссептапни.

Диссертационная работа изложена на 372 страницах машинописного текста, включает 58 таблиц, 16 рисунков, 37 фотографий. Работа состоит из введения, обзора литературы, 5 глав собственных исследований, анализа и обобщения результатов исследования, выводов, списка литературы, включающего 186 отечественных и 336 зарубежных источников.

ВЫВОДЫ

1. В тканях глаза определяется высокое содержание эндогенного Ы-ацетилглюкозамина. Характер распределение эндогенного Ы-ацетилглюкозамина у экспериментальных животных и человека имеет общую закономерность: максимальное количество содержится в роговице, склере и радужке.

2. При экспериментальных деструктивно-воспалительных заболеваниях глаза отмечается достоверное снижение содержания эндогенного Ы-ацетилглюкозамина в его тканях, больше всего - в роговице и склере (соответственно в 1,3 и 1,2 раза при увейте, 1,2 и 1,1 раза при проникающем ранении, 1,5 и 1,2 раза при химическом ожоге). Выраженность динамики эндогенного Ы-ацетилглюкозамина, в определенной мере, отражает степень деструкции тканей глаза.

3. При экспериментальных повреждениях снижение содержания эндогенного Ы-ацетилглюкозамина в тканях глаза сопровождается уменьшением в них гликозаминогликанов. Степень снижения ГАГ и Ы-ацетилглюкозамина зависят от тяжести повреждения соединительнотканных структур глаза.

4. Динамика эндогенного Ы-ацетилглюкозамина в сыворотке животных с эксперимента 1ьной патологией и больных с неинфекционными деструктивна оспалительными заболеваниями глаза имеет общую закономерность: при увейте у экспериментальных животных повышается - .3 раза, при проникающем ранении в 1,1 раза, ожогах 1,4 раза; у больных - в 1,4,1,15 и 1,5 раза соответственно.

5. Инсталляции 20% раствора глюкозамнна гидрохлорида при экспериментальной неинфекционной деструктивно-воспалительной патологии глаза оказывают противовоспалительное действие сравнимое с известными НПВП в глазных каплях (препараты «Окуфлюр», «Наклоф», «Индоколлир»).

6. Преимуществами глюкозамина гидрохлорида по сравнению с «традиционными» НПВП для офтальмологии являются: выраженное репаративное и кератопротекторное действие, положительное влияние на метаболические процессы в тканях глаза.

7. Механизм фармакотерапевтического действия глюкозамина гидрохлорида при неинфекционных деструктивно-воспалительных заболеваниях глаза различной степени тяжести является комплексным и включает: нормализацию уровня эндогенного N-ацетилглюкозамина, мембраностабилизирующее, антиоксидантное действие, стимулирующее влияние на синтез гликозаминогликанов и коллагена.

8. При местном введении в конъюнктивальную полость глюкозамина гидрохлорид хорошо проникает в роговицу и склеру и в течение 6 часов накапливается в данных тканях глаза.

9. Глюкозамина гидрохлорид может применяться при следующей патологии органа зрения: травматические и хирургические повреждения, ожоги, воспалительные и обменно-дистрофические заболевания.

Ю.Введение глюкозамина гидрохлорида в комплексную схему лечения травматических повреждений органа зрения позволяет существенно ее упростить и снизить прямые медицинские затраты (ориентировочно в 10 раз).

11. Глюкозамина гидрохлорнд является перспективным лекарственным веществом для создания на его основе глазной лекарственной формы.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Учитывая, что при заболеваниях и повреждениях глаза восстановление целостности эпителия роговицы имеет особую важность для предупреждения инфекционных осложнений и сохранности зрительной функции, при изучении противовоспалительных средств для применения в офтальмологии обязательно учитывать влияние препаратов на процессы реэпителиэации роговицы.

2. При доклиническом изучении противовоспалительных средств для применения в офтальмологии целесообразно использовать соче-танную модель асептического воспаления и поверхностного непроникающего ранения роговицы, что позволяет одновременно оценивать противовоспалительное и репаративное действие лекарственных препаратов.

3. В качестве маркера степени деструкции соединительнотканного гликозаминогликанового матрикса при повреждениях переднего отрезка глаза и критерия эффективности терапии может использоваться определение содержания эндогенного Ы-ацетилглюкоз-амина в сыворотке крови.

4. Для повышения эффективности лечения травматического кератита в комплексной лекарственной терапии рационально использовать препараты на основе гликозаминогликанов.

5. Разработать глазную лекарственную форму на основе глюкозамина гидрохлорида для расширения арсенала лекарств для офтальмологии при следующей патологии органа зрения: травматические и хирургические повреждения, ожоги, воспалительные и обменно-дистрофические заболевания.