Автореферат и диссертация по медицине (14.00.20) на тему:Влияние перфторана на токсико- и фармакокинетику физиологически активных веществ

На правах рукописи

МУРЗИНА Елена Викторовна

ВЛИЯНИЕ ПЕРФТОРАНА НА ТОКСИКО- И ФАРМАКОКИНЕТИКУ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

14.00.20 - токсикология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Санкт-Петербург 2004

Работа выполнена в Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова

Научный руководитель академик РАМН профессор Софронов Генрих Александрович

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук профессор Ливанов Георгий Александрович доктор биологических наук профессор Комов Вадим Петрович

Ведущее учреждение - Санкт-Петербургская Медицинская академия последипломного образования МЗ РФ

Защита состоится «№ 2004 на засе-

дании диссертационного совета Д 280.030.01 в Научно-исследовательском институте токсикологии Министерства здравоохранения и социального развития РФ по адресу: 192019, г. Санкт-Петербург, ул. Бехтерева, д. I.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИ токсикологии Министерства здравоохранения и социального развития РФ

Автореферат разослан 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук Саватеева Татьяна Николаевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Отечественный плазмозаменитель с газотранспортной функцией перфторан представляет собой 10 об.% субмикронную эмульсию перфторорганических соединений (ПФОС) - перфтордекали-на (ПФД) и перфторметилциклогексилпиперидина (ПФМЦП) в соотношении 2:1. Функцию эмульгатора в рецептуре выполняет проксанол (Иваницкий Г.Р., Воробьев СИ., 1997). Перфторан находит все более широкое применение в различных областях клинической медицины, но, прежде всего, при лечении неотложных состояний и, в частности, массивной кровопотери (Софронов Г.А. и со-авт.. 2002, 2004). Показано, что инфузия перфторана в условиях кровопотери способствует обеспечению тканей кислородом, оказывает положительный эффект на центральную и периферическую гемодинамику, микроциркуляцию, кислотно-основное состояние, иммунную систему, обеспечивает детоксикацион-ное, противовоспалительное, а также мембраностабилизирующее действие (Мороз В.В., Крылов Н.Л., 1999). Внедрение перфторана в повседневную лечебную практику одновременно породило новую проблему, имеющую исключительное научно-практическое значение - взаимодействие с другими лекарственными средствами, применяемыми в терапии неотложных состояний совместно либо последовательно с перфтораном.

В общем виде взаимодействие любых лекарственных средств может проявляться на трех уровнях: фармакокинетическом, фармакодинамическом и фармакогенетическом (Гуськсва Т.А., 2003). Результатом взаимодействия может стать усиление или ослабление специфической активности лекарственного средства, а также появление побочных и даже токсических эффектов.

Имеются серьезные научные предпосылки и отдельные экспериментальные и клинические наблюдения, свидетельствующие о реальности изменения физиологической активности чимических веществ будь то лекарственные пре-

1 РОС. НАЦИОНАЛЬНА» , I БИБЛИОТЕКА

параты или некоторые яды на фоне предварительного введения в организм перфторана. В частности, известно, что ПФОС оказывают существенное влияние на систем) естественной детоксикации химических веществ в организме животных (Образцов В.В. и соавт., 1985; Михайлов Г.М. и соавт., 1990; Плужников Н.Н., 1995; Шилов В.В., 1999).

Имеются единичные наблюдения изменения фармакокинетики лекарственных средств и токсикокинетнки ядов на фоне эмульсий ПФОС. Так, в условиях частичного замещения крови эмульсией Флуозол-ДА (20% смесь ПФД и перфтортрипропиламина в соотношении 7:3, стабилизированная 2,7% плюро-НКОМ F-86 и 0,4% фосфолипидом) изменялась фармакокинетика сульфамета-зина (Кетпег 1.М. Ы а1, 1984, а), морфина (Кетпег 1.М. Ы а1, 1984, б) и некоторых других лекарственных препаратов. По данным Н.Н. Плужникова. и соавт. (1996), перфторан способен на длительный срок изменять кинетику некоторых эндогенных субстратов, в частности, гормонов. Шилов В.В. и соавт. (1997) показали, что перфторан влияет на токсикокинетику дихлорэтана таким образом, что снижается скорость, так называемого, "летального синтеза".

Весьма существенно, что ПФОС, в частности ПФД, взаимодействуют с ключевым ферментом монооксигеназной системы - цитохромом Р-450 в две фазы, первоначально вызывая эффект угнетения, а в последующем - индукции ци-тохрома Р-450 (Михайлов Г.М. и соавт., 1990; Плужников Н.Н., 1995; Софро-нов Г.А. и соавт., 1997). Соответственно, на фоне предварительного введения ПФОС в первую фазу метаболизм химических веществ в организме будет замедляться, а в течение второй фазы, напротив, возрастать. Очевидно, что в первую фазу фармакологическая активность липофильных лекарственных средств, а также токсичность ядов будет резко увеличиваться, а во вторую фазу - значительно снижаться.

Несмотря на уже упоминавшуюся теоретическую и практическую значимость обозначившейся проблемы, систематических исследований фармакоки-нетики лекарственных средств и доксикокинетики ядов на фоне применения

перфторана в достаточном объеме не проводилось. В связи с этим целью настоящей работы стало изучение влияния перфторана на токсико- и фармако-кинетику некоторых физиологически активных препаратов — токсичных химических веществ и лекарственных средств.

Для достижения поставленной цели предстояло решить следующие основные научные задачи:

- отобрать физиологически активные вещества, отличающиеся по механизмам действия, физико-химическим свойствам, путям детоксикации и элиминации, для проведения фармако- и токсикокинетических исследований;

- определить параметры токсико- и фармакокинетики выбранных ФАВ при разных путях их введения в организм;

- оценить влияние перфторана на кинетические константы и параметры ФАВ в условиях варьирования сроков и путей их введения;

- провести анализ возможной модификации токсико- и фармакокинетики исследованных препаратов в присутствии перфторана.

В процессе выполнения настоящего исследования был получен ряд новых научных данных. Так, было установлено, что перфторан оказывает существенное влияние на токсикокинетику спиртов - метанола и этанола, а также фармакокинетику лекарственных препаратов - ампициллина, амитрипти-лина, сибазона. Характер модифицирующих эффектов перфторана зависит от срока введения эмульсии (до, после, одновременно с каким-либо из изучавшихся веществ) и способов ее введения в организм (внутривенно или внутрижелу-дочно). Способность перфторана модифицировать кинетику лекарственных препаратов и токсичных веществ следует считать экспериментально доказанным новым научным фактом.

Теоретическая ценность проведенного исследования заключается в разработке адекватных экспериментальных моделей для оценки эффектов перфторана на фармако- и токсикокинетику физиологически активных веществ. Установленные в работе факты изменения кинетики лекарственных и токсич-

ных веществ в организме животных под влиянием перфторана представляют собой дополнительную аргументацию относительно способности ПФОС модифицировать процессы всасывания, распределения и элиминации ксенобиотиков в организме.

Практическая значимость работы заключается в доказательстве способности перфторана оказывать существенное воздействие на токсико-кинетику этилового и метилового спиртов, а также на фармакокинетику некоторых лекарственных средств - амитриптилина, сибазона и ампициллина. Полученные в результате проведенного исследования научные данные должны учитываться в клинической практике при включении перфторана в схемы ин-фузионно-трансфузионной терапии различных патологических состояний. Разработанные экспериментальные модели, а также компьютерная программа математического анализа фармакокинетического процесса могут использоваться при изучении модифицирующих эффектов перфторана на токсикокинетику ядов и фармакокинетику лекарственных веществ.

На защиту выносятся следующие основные научные положения:

1. Перфторан оказывает существенное влияние на токсикокинетику ядов и фармакокинетику лекарственных средств.

2. Характер влияния перфторана на токсико- и фармакокинетику ФАВ зависит от свойств ксенобиотика и путей введения в организм как самого ФАВ, так и перфторана.

3. Степень влияния перфторана на кинетику физиологически активных соединений в значительной мере зависит от последовательности и сроков введения ФАВ и перфторана относительно друг друга. Апробация и внедрение результатов работы. Основные

результаты диссертационного исследования доложены на Всеармейской и Всероссийской научных конференциях "Физиологически активные вещества на основе перфторуглеродов в экспериментальной и клинической медицине"

(Санкт-Петербург. 1999: 2001), Российской научной конференции "Перфторуг-леродные соединения в экспериментальной и клинической медицине" (Санкт-Петербург, 2004), на заседании Ученого совета НИЛ и НИЦ Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова. По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ, в том числе одна статья опубликована в журнале «Вестник Российской Военно-медицинской академии», входящем в Перечень изданий, определенных ВАК РФ.

Данные, полученные в настоящем исследовании, используются в научной работе НИЛ перфторуглеродов, научной работе и в учебном процессе кафедр военной токсикологии и медицинской защиты и военно-полевой терапии Военно-медицинской академии им. СМ. Кирова.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, характеристики материалов и методов исследования, результатов экспериментальных исследований, обсуждения, выводов, практических рекомендаций, указателя литературы. Работа изложена на 136 страницах машинописного текста, содержит 9 таблиц и иллюстрирована 8 рисунками. Библиография включает 166 работ отечественных и 51 работу зарубежных авторов.

%

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования.

Для проведения фармакокинетических исследований были выбраны физиологически активные вещества (ФАВ), различающиеся по фармакологической активности, химическому строению, физико-химическим свойствам и кинетике в организме: токсичные вещества - этиловый и метиловый спирты, а также лекарственные препараты, широко применяющиеся в повседневной клинической практике - антибиотик широкого спектра действия ампициллин, три-циклический антидепрессант амитриптилин и транквилизатор из класса 1,4-бензодиазепинов сибазон.

Исследования токсико- и фармакокинетики отобранных ФАВ проводили в опытах in vivo на кроликах-самцах массой тела 2,8-3,5 кг. Каждая серия опытов включала 5-6 животных. Исследование кинетических процессов каждого из отобранных препаратов проводили при введении ФАВ раздельно и в сочетании с перфтораном, предоставленным производителем - НПО «Перфторан» (г. Пу-щино). Во всех проведенных экспериментах перфторан вводили животным в дозе 5 мл/кг.

Пробы крови для определения количественного содержания препаратов отбирали из краевой вены уха кролика через дискретные промежутки времени (от 5 минут до 24 часов после введения препарата). Определение концентрации метанола и этанола в крови проводили методом газожидкостной хроматографии в парогазовой фазе, ампициллина и сибазона - методом жидкостной хроматографии высокого давления в обращенно-фазном варианте, амитриптилина -методом газожидкостной хроматографии. На основании полученных величин строили кривые зависимости концентрации препарата в крови от времени, характеризующие динамику содержания исследуемых веществ в крови экспериментальных животных.

Анализ кинетических процессов исследуемых ФАВ в организме кроликов проводили методом формального (частевого) математического моделирования с использованием оригинальной компьютерной программы, разработанной в НИЛ перфторуглеродов ВМедА (Щирица Н.Н., Андреева Н.Б., 1997). Для расчета констант и параметров, характеризующих фармакокинетический процесс, использовали двухкамерную модель фармакокинетики (Соловьев В.Н. и соавт., 1980; Холодов Л.Е., Яковлев В.П., 1985). Были рассчитаны следующие параметры: константа скорости абсорбции константы перехода препарата между камерами (K|i и К;>|), константа скорости элиминации (К,,), период полуабсорбции период полураспределения препарата период полуэлиминации (T^), максимальная концентрация в крови (С„их) и время ее достижения (Тпич), площадь под кривой «концентрация - время» (AUC) на момент достижения максимальной концентрации в крови и в течение 24 часов после введения препарата, кажущийся объем распределения (Vd), общий клиренс препарата (С1). Константы и параметры фармакокинетики рассчитывали индивидуально для каждого животного с последующим вычислением их средних значений и стандартной ошибки. Оценка достоверности различий между средними величинами проводилась с помощью t-критерия Стьюдента. Достоверными считали различия, вероятность которых составляла не менее 95% (р < 0,05).

Для исследования влияния перфторана на токсикокинетику метанола и этанола в экспериментах на кроликах моделировали отравление метанолом легкой степени тяжести: метанол в дозе 0,5 г/кг вводили однократно в желудок в виде 30% водного раствора (Западнюк И.И. и соавт., 1983). Через 1 час после начала интоксикации проводили лечение животных этанолом (в дозе 0,7 г/кг, per os в виде 30% водного раствора) или этанолом (в той же дозе) в сочетании с внутривенным введением перфторана.

Для исследования влияния перфторана на фармакокинетику ампициллина антибиотик в дозе 100 мг/кг вводили кроликам однократно внутримышечно через I час после внутривенной инфузии перфторана.

Амитриптилин для проведения фармакокинетических исследований вводили животным внутримышечно через 1 час после внутривенной инфузии пер-фторана.

Влияние перфторана на фармакокикетику сибазона исследовали в двух вариантах опытов. В первом случае транквилизатор вводили за 1 час до внутривенной инфузии перфторана. Во втором - перфгоран (внутривенно или внут-рижелудочно) вводили кроликам сразу после введения сибазона. Сибазон во всех опытах вводили однократно в желудок в дозе 20 мг/кг.

Результаты исследований и их обсуждение

Результаты проведенных исследований показали, что перфторан модифицировал токсико- и фармакокинетику всех исследованных ФАВ, однако степень и характер оказываемого эмульсией влияния были различными.

Влияние перфторана на токсикокинетику метанола и этанола

При включении перфторана в схему лечения метанольной интоксикации сдвиги в токсикокинетике этанола, поступившего в организм одновременно с перфтораном, были более существенными, чем в токсикокинетике метанола, введенного за 1 час до инфузии эмульсии. Как следует из данных, представленных на рисунке 1 и в таблице 1, инфузия перфторана приводила к значительному повышению содержания этанола в крови животных. Величина максимальной концентрации токсиканта в крови увеличивалась в 2,4 раза, общее содержание этанола в крови за 24 часа (АиСг-О повышалось в 4,4 раза. Снижение значения параметров свидетельствовало о за-

медлении проникновения этанола в периферическую камеру. Таким образом, одновременное введение перфторана совместно с этанолом приводило к модификации распределения спирта.

Таблица 1.

Параметры токсикокинетики (X ± S„) этанола при однократном введении кроликам (0,7 г/кг, per os) раздельно и в сочетании с перфтораном

на ф зоне отравления метанолом

Параметр Обозначение Размерность Группы животных *

II группа (п=6) III группа (п=6)

Величина максимальной концентрации в крови с мг/мл 0,46 ± 0,036 1,09 + 0,192..

Площадь под кривой «концентрация - время» AUCu мг-ч/мл 0,99 ± 0,27 4,38 ± 1,22..

Соотношение констант перехода между камерами ^¡2^2! 33,7 ± 11,11 7,3 ±2,41 ..

Объем распределения V, л/кг 7,09 ± 1,89 1,15 ± 0,029..

Примечание:

" - II группа - метанол (0,5 г/кг, per os), через 1 час лечение этанолом;

III группа - метанол (0,5 г/кг, per os), через I чае лечение этанолом в сочетании с перфтораном (5 мл/кг, в/в); .. - различия достоверны по сравнению со II гр>ппой (р<0,05).

Изменения токсикокинетики этилового спирта, отмеченные в случае его введении одновременно с перфтораном на фоне интоксикации метанолом, отразились в снижении модифицирующего действия этанола на токсикокинетику метилового спирта. Как следует из данных, представленных в таблице значение ряда констант и параметров метанола - величина максимальной концентрации спирта в крови площадь под кривой «концентрация - время» константа скорости элиминации после введения этанола одновременно с перфтораном приблизилось к таковым в контрольной группе.

Таблица 2.

Параметры токсикокинетики метанола (X ± Sx) при однократном введении кроликам (0,5 г/кг, per os) раздельно и при лечении через 1 час этанолом или этанолом в сочетании с перфтораном (n=6)

Параметр Обозначение Размерность Группы животных"

I группа II группа III группа

Величина максимальной концентрации в крови г мг/мл 0.83*0,018 0.63*0.014* 0.60*0,009'

Площадь под кривой «концентрация - время» AUCmax мг-ч/мл 1.35*0.0% 0.38*.023" 0.98*0,071»

Константа скорости элиминации Кзл ч-1 0,08*0,021 0.022*0.002 * 0.055*0.009..

Соотношение констант перехода между камерами Кц/Кц 5.4*0.69 7.1 ±0.93 10.7*2.3

Объем распределения Vd л/кг 0.59±0,072 ' 2.16*0.260" 1,20*0.171'..

Примечание:

# -1 группа - введение метанола, через 1 час - физиологического раствора (5 мл/кг, в/в);

II группа - введение метанола, через 1 час - лечение этанолом (0,7 г/кг, per os);

III группа - введение метанола, через 1 час - лечение этанолом (0,7 г/кг, per os)

одновременно с перфтораном (5 мл/кг, в/в); * - различия достоверны по сравнению с 1 группой (р<0.05); ** - различия достоверны по сравнению со II группой (р<0.05).

" ♦ ' I rp> nna - метано!

• -A* - H rpwina»мстаноч-через ! час тгано1<07г ki.perosj

—Ш rpwina- метанол - 4epej I час tt-jkoт (U.7 г xi. pero&Mi перфтирлн И мл ю. а в)

Л 0 ■—I—|—I—i—i—I—I—i—I—1—I—1—I-г—1—I—1-1—I—i—I—I—I—I

О 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Врем я после введения метанола, ч

Рис. 2. Динамика содержания метанола в крови кроликов (п=6) после его однократного введения per os в доэе 0.5 г/кг раздельно и в сочетании с этанолом и нерфтораном

Таким образом, на фоне действия перфторана наблюдалось как бы блокирование действия этанола на токсикокинетику метилового спирта. В результате динамика содержания метанола в крови отравленных животных мало отличалась от контрольной группы (рис. 2). По отношению к контрольной группе при введении перфторана в сочетании с этанолом отмечалась тенденция к большему проникновению метанола в периферическую камеру, о чем свидетельствовало незначительное повышение соотношения констант перехода между камерами раза величины то есть происходила незначительная модификация распределения токсиканта.

Вероятно, повышение содержания этанола в сосудистом русле в присутствии перфторана явилось результатом связывания спирта частицами эмульсии по мере всасывания в кровоток и замедления биотрансформации этанола мик-росомальной этанолокисляющей системой. Изменения в распределении спиртов в присутствии перфторана, очевидно, связаны также со стабилизирующим влиянием перфторана на биомембраны.

Влияние перфторана па фармакокинетику ампициллина Результаты, полученные при оценке параметров фармакокинетики ампициллина после его внутримышечного введения интактным кроликам либо через 1 час после инфузии перфторана, представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Параметры фармакокинетики (X ± ампициллина при однократном в/м введении кроликам (100 мг/кг) раздельно и в сочетании с перфтораном (п=5)

Параметр Обозначение Размерность Группы животных'

I группа 11 группа

Площадь под фарма- кокинетической кривой Аис24 мкг-ч/мл 298,4+14,94 392,0 ± 34,27"

Соотношение констант перехода между камерами Кц/Кг) 3,24 ± 0,09 2,21+0,04*

Константа скорости элиминации к,л ч"1 0,11 ±0,008 0,086 + 0,007"

Период полуэлиминации Т,я ч 6,34 + 0,35 8,14 ±0,65*

Общий клиренс С1 мл/ч/кг 335,1 ± 16,72 255,0 ± 19,48'

-1 группа - ампициллин вводили через 1 час после в/в введения физиоло-

гического раствора (5 мл/кг);

II группа - ампициллин вводили через 1 час после в/в инфузии перфторана (5 мл/кг);

* - различия достоверны по сравнению с I группой (р<0,05).

Предварительное введение перфторана приводило к более длительному нахождению ампициллина в циркулирующей крови, о чем свидетельствовало увеличение значения параметра АиСгл в 1,3 раза. Из данных, представленных в таблице 3 , следует, что это происходило в результате изменения фармакокине-тики препарата на этапах распределения и элиминации. Так, соотношение Кц/Кц уменьшилось в 1,5 раза, т.е. отмечалось снижение проникновения пре-

парата в периферическую камеру. Замехлялась и элиминация антибиотика, так как отмечалось достоверное снижение в 1,3 раза величины константы скорости элиминации и общего клиренса ампициллина.

В механизме модулирующего действия перфторана на фармакокинетику ампициллина, вероятно, основную роль играют сорбционные свойства эмульсии, так как ампициллин не подвергается биотрансформации и слабо связывается с белками плазмы крови. Замедление элиминации антибиотика, возможно, связано со способностью ПФОС влиять на канальцевую секрецию пеницилли-нов (Shrewsbury R.P., 1986).

Влияние перфторана на фармакокинетику амитриптилша

Результаты, полученные при оценке параметров фармакокинетики амит-риптилина после его внутримышечного введения кроликам в дозе 6 мг/кг раздельно либо через 1 час после инфузии перфторана представлены в табл. 4.

При введении амитриптилина на фоне перфторана отмечалась значительная модификация фармакокинетики антидепрессанта. Хотя скорость процесса всасывания амитриптилина в присутствии перфторана не менялась, общее содержание препарата в крови за 24 часа уменьшилось в 10 раз, максимальный уровень амитриптилина в крови понизился в 5,5 раза. Как следует из данных табл. 4, уменьшение содержания амитриптилина в центральной камере происходило за счет его более быстрого распределения в «тканях и органах» организма, о чем свидетельствовало повышение соотношения почти в 4 раза и величины его объема распределения на порядок. На фоне перфторана наблюдалось увеличение в 10 раз общего клиренса препарата, однако, это не приводило к более быстрому-«очищению» организма от амитриптилина, так как параметры, характеризующие элиминацию амитриптилина, под влиянием пер-фторана не изменялись.

Таблица 4,

Фармакокинетическис константы и параметры (X ± Б,) амитриптилина при однократном в/м введении кроликам (6 мг/кг) изолированно и в сочетании с перфтораном (п=5)

Параметр Обозначение Размерность Группы животных"

I группа II группа

Величина максимальной концентрации в крови г мкг/мл 0,66 ±0,037 0,12 ±0,059'

Период полураспределения Т/ 2а ч 0.79 ± 0,08 0,17 ±0,12'

Соотношение констант перехода между камерами К17/К21 6,3 ± 0,04 25,1 ± 1,93*

Площадь под фармакокинетической кривой лис^ мкг-ч/мл 0,68 ±0,061 0,05 ± 0,009 *

Общий клиренс а мл/ч/кг 2,6 ± 0,37 25,0 ±4,82*

Объем распределения у„ л/кг 13,4 ± 1,77 127,6 ±21,68*

* -1 группа- амитриптилин вводили через 1 час после в/в введения физиологического раствора (5 мл/кг);

II группа — амитриптилин вводили через 1 час после в/в инфузии перфто-рана (5 мл/кг);

- различия достоверны по сравнению с I группой (р<0,05).

Сдвиги в фармакокинетике амитриптилина на фоне эмульсии, вероятно, вызваны изменениями в белковом связывании лекарства, о чем свидетельствует существенное повышение величины объема распределения. По-видимому, предварительное введение перфторана приводило к снижению сорбционной способности сывороточного альбумина, в результате чего повышалось содержание свободного, не связанного с белками плазмы крови амитриптилина и ускорялось распределение антидепрессанта в организме.

Влияние перфторана на фармакокинетику сибазона При исследовании влияния перфторана на фармакокннетику сибазона использовали два варианта введения эмульсии - внутривенно и в желудок. В первой серии экспериментов перфторан вводили внутривенно через 1 час после перорального введения сибазона. Во второй - внутривенная инфузия перфторана осуществляли сразу после введения сибазона в желудок кроликов. В третьей - перфторан вводили в желуде к сразу после перорального приема сибазона. Во всех вариантах опытов перфторан вводили в дозе 5 мл/кг, а сибазон - 20 мг/кг.

» 1 группа • снбаюн —Лг— II >Р> ппа - сибаюн + через I час лерфтиран (5 мл/кг. в/в)

Рис. 3. Динамика содержания снбазона в плазме крови кроликов

после однократного внутрижелудочного введения в дозе 20 мг/кг раздельно или в сочетании с инфузией перфторана через 1 ч после введения сибазона

Влияние перфторана на фармакокинетику сибазона было различным в зависимости от схемы сочетания препаратов. Так, при инфузии эмульсии через 1 час после введения сибазона (рис. 3) наблюдалось повышение массопереноса

препарата кровью и длительности циркуляции сибазона в кровотоке в результате замедления процесса распределения транквилизатора, так как соотношение констант перехода между камерами достоверно уменьшилось в 3,3 раза (с 4,0 до 1.2).

Таблица 5.

Фармакокинетические константы и параметры (X ± сибазона после в/ж введения кроликам (п=5) в дозе 20 мг/кг изолированно и в сочетании с перфтораном (5 мл/кг, вслед за введением сибазона)

Параметр Обозначение Размерность Группы животных'

III группа IV группа V группа

Константа скорости всасывания Км ч' 0.71 ±0.22 8.02 ±0.51 * 3.48 ± 0.36'

Величина максимальной концентрации в крови Стах мкг/мл 2,47 ±0,47 1].02±3,21 ' 3.26 ±0.88..

Время достижения максимальной концентрации в крови Ттах ч 2,04 ± 0,23 0,30 ±0,001 * 0.53 ± 0.18 *

Соотношение констант перехода между камерами 2.44 ±0.27 5,2 ± 0,26' 9.0 ± 1.65*

Площадь под фармакокинетиче-ской кривой лис» мкгч/мл 20,94 ±3,72 50.0 ±2.49* 20Л4± 1,97..

Общий клиренс а мл/ч/кг 0.96 ± 1,74 0,40 ± 0.02* 1.1 ±0,14..

Объем распределения Vä л/кг 8.9 ±2,04 11.4 dt 1,33 16,6± 1.88*..

* - III группа - вслед за введением сибазона инфузия физиологического раствора (5 мл/кг, в/в);

IV группа - вслед за введением сибазона в/в инфузия перфторана;

V группа - вслед за введением сибазона в/ж введение перфторана;

* - различия достоверны по сравнению с III группой (р<0,05); ..-различия достоверны по сравнению с IV группой (р<0,05).

Инфузия перфторана вслед за введением сибазона приводила к ускорению всасывания лекарственного препарата (табл. 5). Время достижения максимальной концентрации уменьшилось с 2 ч до 30 мин, а ее величина возросла в 6,8 раз. На фоне эмульсии наблюдалось более быстрое распределение сибазона (соотношение констант перехода препарата между камерами увеличилось в 2 раза, продолжительность периода полураспределения снизилась почти в 5 раз).

При одновременном введении в желудок сибазона и перфторана значительных отличий в фармакокинетике лекарства по сравнению с одновременной инфузией эмульсии не отмечалось. В данных условиях наблюдалось уменьшение степени всасывания препарата и, как следствие, более низкий уровень содержания сибазона в крови во все сроки определения (рис. 4).

Рис 4. Динамика содержания сибазона в плазме крови кроликов после однократного введения в желудок в дозе 20 мг/кг раздельно и в сочетании с одновременным введением перфторана в желудок или внутривенно

Таким образом, внутривенное введение перфторана, как через 1 час, так и сразу после введения сибазона приводило к повышению содержания лекарственного препарата в крови. Вероятно, это происходило в результате связывания сибазона частицами эмульсии и (или) изменения его биотрансформации. В первой серии опытов перфторан вводили в кровоток, когда значительная часть поступившего в организм сибазона всосалась в кровь и находилась в связанном с белками состоянии. Инфузия перфторана не приводила к изменению объема распределения сибазона, а, следовательно, его белкового связывания. Вероятно, в данном случае повышение концентрации сибазона в крови происходило преимущественно в результате замедления биотрансформации транквилизатора, метаболизирующегося в организме с участием цитохром Р-450-зависимых мо-нооксигеназ.

При введении сибазона одновременно с инфузией перфторана, можно предположить, что по мере всасывания препарата в кровоток происходило его связывание не только белками плазмы, но и частицами перфторана. При одновременном внутрижелудочном введении сибазона и перфторана, вероятно, происходило связывание лекарства в желудочно-кишечном тракте частицами эмульсии, что отражалось в уменьшении полноты всасывания. Это предположение согласуется с данными литературы, свидетельствующими о высоком сродстве диазепама к эмульсиям ПФОС (Parsons D.L. et al., 1985).

Таким образом, результаты, полученные в данном исследовании, свидетельствуют о способности перфторана вмешиваться в кинетические процессы токсичных и лекарственных веществ в организме, что может отразиться в изменении их специфической активности.

ВЫВОДЫ

1. Экспериментально установлено, что перфторан способен модифицировать токсико- и фармакокинетику ФАВ при их совместном введении. Характер и степень влияния зависят от природы сочетаемого с перфтораном препарата, от сроков введения эмульсии (до, после или одновременно с введением ФАВ) и способа ее использования (внутривенно или внутриже-лудочно).

2. Введение перфторана (совместно с этанолом) через 1 час после отравления метиловым спиртом приводило к снижению величины максимальной концентрации метанола в крови и к незначительному повышению перехода токсиканта из крови в ткани и органы; содержание этанола и длительность его нахождения в крови увеличивались за счет уменьшения его проникновения в органы и ткани и замедления элиминации из организма.

3. Инфузия перфторана за 1 час до введения ампициллина приводила к увеличению времени нахождения антибиотика в крови при снижении его содержании в периферической камере.

4. При инфузии перфторана за 1 час до введения амитриптилина содержание антидепрессанта в крови резко снижалось при возрастании общего клиренса и неизменной константе скорости элиминации.

5. Внутривенное введение перфторана сразу вслед за введением в желудок сибазона сопровождалось увеличением поступления сибазона из желудочно-кишечного тракта в кровь и ускорением его перераспределения в организме; инфузия перфторана через 1 час после перорального введения сибазона оказывала не столь выраженное влияние на кинетические параметры ксенобиотика; при одновременном введении перфторана в желудок вместе с сибазоном отмечено небольшое возрастание скорости всасывания

и распределения препарата, которое не сопровождалось увеличением содержания сибазона в сосудистом русле.

6. Анализ рассчитанных фармакокинетических констант и параметров показал, что перфторан способен оказывать модифицирующее влияние на токсико- и фармакокинетику совместно с ним вводимых ФАВ на разных этапах кинетического процесса (всасывание, распределение, элиминация).

7. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о реальной возможности изменения фармакологической активности ФАВ, используемых в клинической практике совместно с перфтораном, что следует учитывать при проведении лечебных мероприятий.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработанные в работе экспериментальные модели могут быть использованы при постановке и проведении исследований, посвященных изучению фармакокинетической интерференции физиологически активных веществ при их комбинированном использовании.

2. Разработанная компьютерная программа для расчета фармакокинети-ческих констант и параметров может быть использована при изучении взаимного влияния физиологически активных веществ на токсико- фармакокинети-ческие процессы при их совместном поступлении в организм.

3. При проведении инфузионно-трансфузионных мероприятий с использованием перфторана, особенно в терапии неотложных состояний и в анестезиологии, следует учитывать способность перфторана модифицировать фарма-кокинетику совместно используемых препаратов, поскольку фармакологическая активность лекарственных средств в этих условиях может измениться вплоть до возникновения побочных и даже токсических эффектов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Активность холинэстеразы в крови и тканях крыс, отравленных карбофосом, при включении перфторана в схему антидотной терапии // Физиологически активные вещества на основе перфторуглеродов в военной медицине: Тез. Всеарм. научн. конф. 8-9 окт. 1997 г. / Под общ. ред. акад. РАМН проф. Г.А. Софронова. - СПб.: ВМедА, 1997. - С.88-89. (Соавторы - Пшенкина Н.Н., Шилов В.В., Веселова О.М.)

2. Влияние перфторана на содержание эндогенных нитратов в крови крыс // Физиологически активные вещества на основе перфторуглеродов в экспериментальной и клинической медицине: Тез. Всеарм. науч. конф. 23-24 сент. 1999 г. / Под общ. ред. акад. РАМН проф. Г.А. Софронова. - СПб.: ВМедА, 1999. -С.66-67. (Соавторы: Пшенкина Н.Н., Веселова О.М., Андреева Н.Б., Глухова Ю.В.)

3. Методические рекомендации для постановки и проведения клинико-экспериментальных исследований по изучению модифицирующего действия перфторана на фармакокинетику лекарственных препаратов // Применение перфторуглеродных соединений в экспериментальной и клинической медицине: Сб. метод, рекомендаций / Под общ. ред. акад. РАМН проф. Г.А. Софроно-ва. - СПб.: ВМедА, 2002. - С.5-20. (Соавторы: Софронов Г.А., Андреева Н.Б., Пшенкина Н.Н. и др.)

4. Влияние перфторана на фармакокинетику ампициллина у кроликов // Физиологически активные вещества на основе перфторуглеродов в экспериментальной и клинической медицине: Тез.Всерос. науч. конф. 19-20 июня 2001 г. / Под общ. ред. акад. РАМН проф. Г.А. Софронова. - СПб.: ВМедА, 2001. -С.3-4. (Соавторы: Андреева Н.Б., Губанов А.И., Пшенкина Н.Н.)

5. Модификация кинетики метилового и этилового спиртов под влиянием перфторана // Вестник Российской Военно-медицинской академии. - 2004. - № 1(11). - С.47-52. (Соавторы: Андреева Н.Б., Пшенкнна Н.Н.. Губанов А.И.)

6. .Модификация перфтораном фармакокинетнки лекарственных средств // Перфторуглеродные соединения в экспериментальной и клинической медицине: Тез. Рос. науч. конф. 8-10 сентября 2004 г. / Под общ. ред. акад. РАМН проф. Г.А. Софронова. - СПб.: ВМедА, 2004. - С. 16-18. (Соавторы: Андреева Н.Б., Пшенкина Н.Н., Веселова О.М., Губанов А.И.)

Подписано в печать гС. K.ch

Объем 1*!ъ пл._Тираж fcO экз._

Типография ВМедЛ,

Формат 60x84 '/„. Заказ № ■fi&i

194044, СПб., ул. Академика Лебедева, 6

»26242

Актуальность проблемы. Отечественный плазмозаменитель с газотранспортной функцией перфторан представляет собой 10 об.% субмикронную эмульсию перфторорганических соединений (ПФОС) - перфтор-декалина (ПФД) и перфторметилциклогексилпиперидина (ПФМЦП) в соотношении 2:1. Функцию эмульгатора в рецептуре выполняет проксанол (Ива-ницкий Г.Р., Воробьев С.И., 1997). Перфторан находит все более широкое применение в различных областях клинической медицины, но, прежде всего, при лечении неотложных состояний и, в частности, массивной кровопотери (Софронов Г.А. и соавт., 2002, 2004). Показано, что инфузия перфторана в условиях кровопотери способствует обеспечению тканей кислородом, оказывает положительный эффект на центральную и периферическую гемодинамику, микроциркуляцию, кислотно-основное состояние, иммунную систему, обеспечивает детоксикационное, противовоспалительное, а также мембрано-стабилизирующее действие (Мороз В.В., Крылов Н.Л., 1999). Внедрение перфторана в повседневную лечебную практику одновременно породило новую проблему, имеющую исключительное научно-практическое значение -взаимодействие с другими лекарственными средствами, применяемыми в терапии неотложных состояний совместно либо последовательно с перфтора-ном.

В общем виде взаимодействие любых лекарственных средств может проявляться на трех уровнях: фармакокинетическом, фармакодинамическом и фармакогенетическом (Гуськова Т.А., 2003). Результатом взаимодействия может стать усиление или ослабление специфической активности лекарственного средства, а также появление побочных и даже токсических эффектов.

Имеются серьезные научные предпосылки и отдельные экспериментальные и клинические наблюдения, свидетельствующие о реальности изменения физиологической активности химических веществ, будь то лекарственные препараты или некоторые яды на фоне предварительного введения в организм перфторана. В частности, известно, что ПФОС оказывают существенное влияние на систему естественной детоксикации химических веществ в организме животных (Образцов В.В. и соавт., 1985; Михайлов Г.М. и со-авт., 1990; Плужников H.H., 1995; Шилов В.В., 1999).

Имеются единичные наблюдения изменения фармакокинетики лекарственных средств и токсикокинетики ядов на фоне эмульсий ПФОС. Так, в условиях частичного замещения крови эмульсией Флуозол-ДА (20% смесь ПФД и перфтортрипропиламина в соотношении 7:3, стабилизированная 2,7% плюроником F-86 и 0,4% фосфолипидом) изменялась фармакокинетика сульфаметазина (Kemner J.M. et al., 1984, а), морфина (Kemner J.M. et al., 1984, б) и некоторых других лекарственных препаратов. По данным Плужни-кова H.H. и соавт. (1996), перфторан способен на длительный срок изменять кинетику некоторых эндогенных субстратов, в частности, гормонов. Шилов В.В. и соавт. (1997) показали, что перфторан влияет на токсикокинетику дихлорэтана таким образом, что снижается скорость, так называемого, "летального синтеза".

Весьма существенно, что ПФОС, в частности, ПФД взаимодействуют с ключевым ферментом монооксигеназной системы - цитохромом Р-450 в две фазы, первоначально вызывая эффект угнетения, а в последующем - индукции цитохрома Р-450 (Михайлов Г.М. и соавт., 1990; Плужников H.H., 1995; Софронов Г.А. и соавт., 1997). Соответственно, на фоне предварительного введения ПФОС в первую фазу метаболизм химических веществ в организме будет замедляться, а в течение второй фазы, напротив, возрастать. Очевидно, что в первую фазу фармакологическая активность липофильнь1х лекарственных средств, а также токсичность ядов будет резко увеличиваться, а во вторую фазу - значительно снижаться.

Несмотря на уже упоминавшуюся теоретическую и практическую значимость обозначившейся проблемы, систематических исследований фармакокинетики лекарственных средств и токсикокинетики ядов на фоне применения перфторана в достаточном объеме не проводилось. В связи с этим целью настоящей работы стало изучение влияния перфторана на токси-ко- и фармакокинетику некоторых физиологически активных препаратов -токсичных химических веществ и лекарственных средств.

Для достижения поставленной цели предстояло решить следующие основные научные задачи:

- отобрать физиологически активные вещества (ФАВ), отличающиеся по механизмам действия, физико-химическим свойствам, путям детоксика-ции и элиминации, для проведения фармако- и токсикокинетических исследований;

- определить параметры токсико- и фармакокинетики выбранных ФАВ при разных путях их введения в организм;

- оценить влияние перфторана на кинетические константы и параметры ФАВ в условиях варьирования сроков и путей их введения;

- провести анализ возможной модификации токсико- и фармакокинетики исследованных препаратов в присутствии перфторана.

В процессе выполнения настоящего исследования был получен ряд новых научных данных. Так, было установлено, что перфторан оказывает существенное влияние на токсикокинетику спиртов - метанола и этанола, а также фармакокинетику лекарственных препаратов - ампициллина, амитриптилина, сибазона. Характер модифицирующих эффектов перфторана зависит от срока введения эмульсии (до, после, одновременно с каким-либо из изучавшихся веществ) и способов ее введения в организм (внутривенно или внутрижелудочно). Способность перфторана модифицировать кинетику лекарственных препаратов и токсичных веществ следует считать экспериментально доказанным новым научным фактом.

Теоретическая ценность проведенного исследования заключается в разработке адекватных экспериментальных моделей для оценки эффектов перфторана на фармако- и токсикокинетику ФАВ. Установленные в работе факты изменения кинетики лекарственных и токсичных веществ в организме животных под влиянием перфторана представляют собой дополнительную аргументацию относительно способности ПФОС модифицировать процессы всасывания, распределения и элиминации ксенобиотиков в организме.

Практическая значимость работы заключается в доказательстве способности перфторана оказывать существенное воздействие на токсикокинетику этилового и метилового спиртов, а также на фармакокине-тику некоторых лекарственных средств - амитриптилина, сибазона и ампициллина. Полученные в результате проведенного исследования научные данные должны учитываться в клинической практике при включении перфторана в схемы инфузионно-трансфузионной терапии различных патологических состояний. Разработанные экспериментальные модели, а также компьютерная программа математического анализа фармакокинетического процесса могут использоваться при изучении модифицирующих эффектов перфторана на токсикокинетику ядов и фармакокинетику лекарственных веществ.

На защиту выносятся следующие основные научные положения:

1. Перфторан оказывает существенное влияние на токсикокинетику ядов и фармакокинетику лекарственных средств.

2. Характер влияния перфторана на токсико- и фармакокинетику ФАВ зависит от свойств ксенобиотика и путей введения в организм как самого ФАВ, так и перфторана.

3. Степень влияния перфторана на кинетику физиологически активных соединений в значительной мере зависит от последовательности и сроков введения ФАВ и перфторана относительно друг друга. Апробация и внедрение результатов работы. Основные результаты диссертационного исследования доложены на Всеармейской и Всероссийской научных конференциях "Физиологически активные вещества на основе перфторуглеродов в экспериментальной и клинической медицине" (Санкт-Петербург, 1999; 2001), Российской научной конференции "Пер-фторуглеродные соединения в экспериментальной и клинической медицине" (Санкт-Петербург, 2004), на заседании Ученого совета НИЛ и НИЦ Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова. По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ, в том числе одна статья опубликована в журнале «Вестник Российской Военно-медицинской академии», входящем в Перечень изданий, определенных ВАК РФ.

Данные, полученные в настоящем исследовании, используются в научной работе НИЛ перфторуглеродов, научной работе и в учебном процессе кафедр военной токсикологии и медицинской защиты и военно-полевой терапии Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, характеристики материалов и методов исследования, результатов экспериментальных исследований, обсуждения, выводов, практических рекомендаций, указателя литературы. Работа изложена на 136 страницах машинописного текста, содержит 9 таблиц и иллюстрирована 8 рисунками. Библиография включает 166 работ отечественных и 51 работу зарубежных авторов.

выводы

1. Экспериментально установлено, что перфторан способен модифицировать токсико- и фармакокинетику ФАВ при их совместном введении. Характер и степень влияния зависят от природы сочетаемого с перфтораном препарата, от сроков введения эмульсии (до, после или одновременно с введением ФАВ) и способа ее использования (внутривенно или внутрижелудоч-но).

2. Введение перфторана (совместно с этанолом) через 1 час после отравления метиловым спиртом приводило к снижению величины максимальной концентрации метанола в крови и к незначительному повышению перехода токсиканта из крови в ткани и органы; содержание этанола и длительность его нахождения в крови увеличивались за счет уменьшения его проникновения в органы и ткани и замедления элиминации из организма.

3. Инфузия перфторана за 1 час до введения ампициллина приводила к увеличению времени нахождения антибиотика в крови при снижении его содержании в периферической камере.

4. При инфузии перфторана за 1 час до введения амитриптилина содержание антидепрессанта в крови резко снижалось при возрастании общего клиренса и неизменной константе скорости элиминации.

5. Внутривенное введение перфторана сразу вслед за введением в желудок сибазона сопровождалось увеличением поступления сибазона из желудочно-кишечного тракта в кровь и ускорением его перераспределения в организме; инфузия перфторана через 1 час после перорального введения сибазона оказывала не столь выраженное влияние на кинетические параметры ксенобиотика; при одновременном введении перфторана в желудок вместе с сибазоном отмечено небольшое возрастание скорости всасывания и распределения препарата, которое не сопровождалось увеличением содержания сибазона в сосудистом русле.

6. Анализ рассчитанных фармакокинетических констант и параметров показал, что перфторан способен оказывать модифицирующее влияние на токсико- и фармакокинетику совместно с ним вводимых ФАВ на разных этапах кинетического процесса (всасывание, распределение, элиминация).

7. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о реальной возможности изменения фармакологической активности ФАВ, используемых в клинической практике совместно с перфтораном, что следует учитывать при проведении лечебных мероприятий.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработанные в работе экспериментальные модели могут быть использованы при постановке и проведении исследований, посвященных изучению фармакокинетической интерференции физиологически активных веществ при их комбинированном использовании.

2. Разработанная компьютерная программа для расчета фармакокине-тических констант и параметров может быть использована при изучении взаимного влияния физиологически активных веществ на токсико- фармакоки-нетические процессы при их совместном поступлении в организм.

3. При проведении инфузионно-трансфузионных мероприятий с использованием перфторана, особенно в терапии неотложных состоянии и в анестезиологии, следует учитывать способность перфторана модифицировать хемобиокинетику совместно используемых препаратов, поскольку фармакологическая активность лекарственных средств в этих условиях может измениться вплоть до возникновения побочных и даже токсических эффектов.