МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ
МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ
ОДЕСЬКИИ ДЕРЖАВНИИ МЕДИЧНИИ УНІВЕРСИТЕТ
Коробков Олексій Анатолійович
УДК 615.225.2:616-001.32
ПАТОГЕНЕТИЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ФАРМАКОКОРЕКЦІЇ СИНДРОМУ ТРИВАЛОГО РОЗДАВЛЮВАННЯ ПЕНТОКСИФІЛІНОМ
14.03.05 – фармакологія
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата медичних наук
Одеса – 2002
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Луганському державному медичному університеті МОЗ України
Науковий керівник: доктор медичних наук, професор, заслужений діяч науки і техніки України ЛУК'ЯНЧУК Віктор Дмитрович, Луганський державний медичний університет МОЗ України, завідувач кафедри фармакології
Офіційні опоненти: доктор медичних наук, професор ВОСКРЕСЕНСЬКИЙ Олег Миколайович, завідувач лабораторії фармакології Одеського НДІ стоматології АМН України;
доктор медичних наук, професор СТЕПАНЮК Георгій Іванович, завідувач кафедри фармакології Вінницького державного медичного університету ім. М.І. Пирогова МОЗ України.
Провідна установа: Харківський державний медичний університет МОЗ України, м.Харьків, кафедра фармакології та медичної рецептури
Захист дисертації відбудеться “ 24 ” вересня 2002 р. о 1300 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.600.01 при Одеському державному медичному університеті МОЗ України за адресою: 65026, Одеса, Валіховський пров., 2.
З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Одеського державного медичного університету МОЗ України за адресою: 65026, Одеса, Валіховський пров., 2.
Автореферат розісланий 22.08.2002 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради к.мед.н., старший науковий співробітник Соболєв Р.В.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. В останні десятиліття в усьому світі відзначається значне зростання травматизму, пов'язаного з екстремальними ситуаціями на виробництві, транспорті, з військовими діями та стихійними лихами. Серед причин смертності травматизм займає третє місце після серцево-судинних і пухлинних захворювань. Однак серед осіб молодого віку (до 45 років) летальність у результаті нещасних випадків і травм займає перше місце (Г.А.Можаев и соавт.,1995).
Одним з найбільш складних у патогенетичному відношенні різновидів травматичної хвороби є синдром тривалого роздавлювання (СТР), летальність при якому досягає 75% (А.Е.Дубицкий и соавт.,1993).
Пошук і розробка високоефективних засобів надання першої допомоги при СТР є важливою медичною проблемою особливо для промислового регіону Донбасу у зв'язку з реальною небезпекою виникнення обвалів у вугільних шахтах. При аваріях у підземних виробітках СТР часто ускладнюється патологічними змінами, пов'язаними зі сполученим впливом на організм підвищеної температури та зниженого вмісту кисню у вдихуваному повітрі (Г.А. Можаев и соавт., 1995). Такі ушкодження носять украй важкий комбінований характер і супроводжуються високим рівнем летальності (В.Н. Заболотный, 1994).
На цей час для лікування потерпілих у ранньому посткомпресійному періоді СТР, у тому числі на догоспитальному етапі‚ використовується комплексний підхід з призначенням, як правило, засобів інфузійної терапії, препаратів анальгетичного, дезагрегантного, кардіотонічного типів дії, дихальних аналептиків та інших засобів (Л.Ф.Шердукалова и соавт., 1999). Однак ці заходи носять‚ головним чином‚ симптоматичний характер і не відрізняються необхідною лікувально-профілактичною ефективністю.
Разом з тим, саме в ранньому посткомпресійному періоді СТР є доцільним і обґрунтованим з позицій патогенетичних особливостей формування й перебігу даного екстремального стану, попередження, за допомогою високоефективних засобів, виникнення важких посткомпресійних патологічних змін у різних органах і, у першу чергу, гострої ниркової недостатності (ГНН). У світлі сучасних уявлень основними ланками патогенезу ГНН при СТР визнані нефротоксична дія продуктів рабдоміоліза та, насамперед, міоглобіну, а також продуктів надмірної інтенсифікації ліпідпереокислення, виражена ниркова вазоконстрикція, порушення процесу клубочкової фільтрації в результаті зміни реологічних властивостей крові й різкого пригнічення енергозалежних процесів транспорту речовин у нефроні (R.A. Zager, 1996 ).
В останні роки особлива увага приділяється можливості використання при даному екстремальному стані препаратів антиоксидантного й антигіпоксантного типів дії: ліпін, бемітил, іонол, ацетат альфа-токоферолу (В.Н. Ельский и соавт., 1997; В.В. Пилипчук, 1998; Т.Л. Заведея, 1999). Разом з тим, порівняльний аналіз протекторної активності цих та інших препаратів при СТР показує недостатню їхню ефективність, що й стало підставою для подальшого пошуку високоефективних і безпечних засобів із зазначеними вище та іншими (цАМФ-протекторними, дезагрегантними, антикальцієвими, дезінтоксикаційними, нефропротекторними) фармакологічними властивостями, здатними попереджувати формування необоротних патологічних змін у різних органах і тканинах у ранньому посткомпресійному періоді даної форми механічної травми, чому й присвячена дана робота.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.
Робота виконана згідно з планом НДР кафедри фармакології Луганського державного медичного університету “Экспериментальная разработка средств фармакокоррекции экстремальних состояний” (№ держреєстрації 0198U4009100, 1999-2003р.), а також на прохання ряду зацікавлених організацій і промислових підприємств (лист керівництва об'єднання “Луганськвугілля” № 4/12 від 18 січня 2001р., Українського НДІ пожежної безпеки № 58 від 25 липня 2000 р.).
Мета і задачі дослідження. Мета роботи – обгрунтувати патогенетичну доцільність застосування пентоксифіліну та з'ясувати можливі механізми його протекторної активності в переддекомпресійному періоді синдрому тривалого роздавлювання.
Для досягнення поставленої мети вирішувались такі задачі:
1. Провести скринінг потенційних засобів фармакокорекції СТР у ранньому посткомпресійному періоді серед препаратів різних фармакологічних груп.
2. Розробити оптимальний режим дозування пентоксифіліну як найбільш активного препарату при формі травматичної хвороби, що моделюється.
3. Вивчити комплексоутворюючі властивості сироваткових білків тварин із СТР і вплив на цей процес пентоксифіліну.
4. Оцінити вплив пентоксифіліну на антиоксидантно-прооксидантну рівновагу у тварин з досліджуваною формою механічної травми компресійного генезу.
5. Вивчити функціональний стан нирок щурів у ранньому посткомпресійному періоді СТР на тлі застосування пентоксифіліну.
6. З'ясувати вплив пентоксифіліну на ферментативну активність сироватки крові щурів із СТР.
7. Дослідити стан центрального компонента аденілатциклазного месенджерного каскаду – цАМФ у тварин із СТР в умовах фармакокорекції пентоксифіліном.
Об'єкт дослідження – експериментальна фармакотерапія травматичної хвороби, що розвивається в умовах тривалого впливу стискаючого фактора на м'які тканини організму.
Предмет дослідження – вивчення фармакологічних властивостей пентоксифіліну, який застосовувався в переддекомпресійному періоді СТР.
Методи дослідження. Для досягнення поставленої мети використовувався комплексний методичний підхід, що включав біохімічні, біофізичні й імуноферментні методи дослідження із залученням методів експериментальної фармакотерапії, у тому числі і фармакокінетики.
Наукова новизна одержаних результатів. У роботі вперше подано експериментальне обгрунтування доцільності використання пентоксифіліну для профілактики ускладнень у ранньому посткомпресійному періоді СТР, а також розроблено оптимальний дозовий режим застосування препарату.
Уперше доведена здатність пентоксифіліну модифікувати комплексоутворюючі властивості транспортних білків в умовах досліджуваної форми екстремального стану в динаміці шляхом зміни величин константи асоціації комплексу білок-ліганд і числа місць фіксації на молекулі протеїну.
Отримано нові дані в частині впливу пентоксифіліну на окислювально-антиоксидантний гомеостаз, рівень ферментемії, функціональний стан нирок і вміст міоглобіну в сироватці крові та нирках тварин з формою травматичної хвороби, що моделюється. Це дозволяє значно розширити й поглибити існуючі уявлення про фармакодинаміку досліджуваного препарату.
Вперше експериментально обґрунтована доцільність фармакокорекції пентоксифіліном рівня вторинного посередника аденілатциклазного месенджерного каскаду – цАМФ у ранньому посткомпресійному періоді СТР.
Практичне значення одержаних результатів. На підставі результатів експериментальних досліджень розроблені, видані і впроваджені в практику охорони здоров'я та в роботу наукових установ України:
- “Методичні рекомендації з вивчення зв'язування лікарських засобів з білками сироватки крові” (Київ-Луганськ: ІБОНХ НАН України, ЛДМУ, МОЗ України, 1999), що використовуються в наукових дослідженнях Інституту екогігієни і токсикології ім. Л.І.Медведя МОЗ України, Державного наукового центру лікарських засобів Держкоммедбіопрому України, Державного науково-дослідного інституту медико-екологічних проблем;
- методичні рекомендації “Основы патогенеза и подходы к фармакотерапии синдрома длительного роздавливания” (Луганськ: ЛДМУ, 2001), що використовуються в практичній роботі лікарів швидкої медичної допомоги, медико-санітарних частин великих промислових підприємств, воєнізованих гірничорятувальних частин, а також на факультеті післядипломної освіти ЛДМУ;
- інформаційний лист про нововведення в системі охорони здоров'я № 26 “Застосування пентоксифіліну при синдромі тривалого роздавлювання в ранньому посткомпресійному періоді” (Луганський ЦНТЕІ, 2001), впровадженого в роботу реанімаційних відділень Луганської та Чернівецької обласних клінічних лікарень і ЦМЛ м. Красний Луч Луганської області.
За матеріалами експериментальних досліджень отримане позитивне рішення про видачу патенту України № 2001042780 від 15.10.2001р. “Спосіб фармакотерапії синдрому тривалого роздавлювання в ранньому посткомпресійному періоді”, а також посвідчення на раціоналізаторську пропозицію “Устройство для моделирования синдрома длительного раздавливания на мелких лабораторных животных”, видане ЛДМУ за №3340 від 31.01.2002р.
Матеріали досліджень впроваджені в навчальний процес на кафедрах фармакології та клінічної фармакології Національного медичного університету ім. О.О.Богомольця, Запорізького й Одеського державних медичних університетів‚ а також застосовуються в післядипломній підготовці провізорів при Луганському обласному ВП “Фармація”.
Отримані в роботі дані щодо ефективності використання пентоксифіліну в ранньому посткомпресійному періоді СТР можуть служити експериментальним обґрунтуванням для клінічних досліджень з оптимізації фармакотерапії цього екстремального стану.
Особистий внесок здобувача. Внесок автора в отримання наукових результатів є основним і складається з проведення патентно-інформаційного пошуку, у визначенні напрямку, обсягу, методів дослідження, постановці мети і формуванні завдань, виконанні всіх етапів експериментального дослідження, аналізі й узагальненні даних, статистичній обробці отриманих результатів, у підготовці наукової роботи до друку. Співавтори опублікованих робіт надавали консультативну допомогу з методичних і теоретичних питань.
Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися й отримали позитивну оцінку на міжвузівській науково-практичній конференції молодих вчених і студентів “Комп'ютерні технології, фізичні методи лікування”, присвяченій 5-й річниці утворення ЛДМУ (Луганськ, 1999), VIII конгресі світової федерації Українських лікарських товариств (Львів-Трускавець, 2000), міжнародній науково-практичній конференції, присвяченій 75-річчю НДІ медико-екологічних проблем Донбасу і вугільної промисловості (Донецьк, 2000), IV і V Міжнародних медичних конгресах студентів і молодих вчених (Тернопіль, 2000, 2001); науковій конференції офтальмологів, присвяченій 125-річчю з дня народження акад. В.П.Філатова (Одеса, 2000), науково-практичній конференції “Ліки - людині” (Харків, 2001), II Національному з'їзді фармакологів України (Дніпропетровськ, 2001), міжнародній медичній конференції студентів і молодих вчених, присвяченій 85-річчю Дніпропетровської медичної академії (Дніпропетровськ, 2001), засіданнях Луганського відділення Українського наукового товариства фармакологів (Луганськ, 2001, 2002).
Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 15 друкованих праць, у тому числі 6 статей у періодичних наукових виданнях, затверджених ВАК України, а також 9 тез доповідей на наукових форумах.
Обсяг та структура дисертації. Дисертація викладена на 176 сторінках машинописного тексту і складається зі вступу , огляду літератури, розділу “Матеріали і методи дослідження”, 7 розділів власних досліджень, аналізу й узагальнення результатів досліджень, висновків, списку використаних джерел, що містить 208 вітчизняних і 117 закордонних джерел. Робота проілюстрована 18 рисунками та 15 таблицями.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Матеріали та методи дослідження. Дослідження виконані на 980 білих щурах лінії Вистар масою 160-220 г. обох статей , яких утримували в умовах віварію ЛДМУ. Досліди проводили з урахуванням “Правил доклинической оценки безопасности фармакологических средств (GLP)” (Ю.В.Буров, 1992) і “Методическими рекомендациями по выведению лабораторных животных из эксперимента” (Киев, 1986).
За експериментальну модель був узятий патологічний процес, що розвивається при безперервному роздавлюванні м'яких тканин задніх кінцівок щурів у спеціально сконструйованому співробітниками кафедри фармакології ЛДМУ компресійному апараті з манометричним контролем тиску (10 кг/см2) протягом 5 годин (О.А. Коробков, Д.М. Болгов рац. проп.№3340 від 31.01.2002 р.).
У скринінговій серії дослідів як потенційні засоби фармакокорекції СТР досліджували препарати різних фармакологічних груп: тіотріазолін (“Фарматрон”, Запоріжжя), пентоксифілін, пірацетам, верапаміл, фуросемід, рибоксин (“Дарниця”, Київ), ацелізин (“Киевмедпрепарат”, Київ), дипіридамол (ОЗ ГНЦЛС, Харків), цитохром-С, ліпін (“Биолек”, Харків), неогемодез (“Юрія-фарм”, Київ), а також ацетилцистеїн (“Латвбиофарм”, Латвия).
При з'ясуванні доз досліджуваних у скринінзі препаратів виходили з даних літератури та багаторічного досвіду роботи співробітників кафедри фармакології ЛДМУ щодо фармакокорекції екстремальних станів гіпоксичного генезу (А.В. Дубищев, 1991; Г.І. Степанюк і співавт., 1998; В.Н. Ельский и соавт., 1997; Е.М. Дзубан, Л.В. Савченкова, 1994; І.П. Бєлоусова, 1999; Л.В. Савченкова, 2000 и др.).
З метою розробки оптимального режиму дозування найбільш ефективного (за матеріалами скринінгу) препарату – пентоксифіліну, його вводили у вигляді 2 % розчину внутрішньочеревинно одноразово в різних дозах перед поміщенням тварин під прес. (В.Д.Лук'янчук, О.А.Коробков, Д.С.Кравець, 2001). Експозиція здавлювання в даному випадку складала 38,5 годин. Обчислення оптимальної дози пентоксифіліну проводили шляхом інтерполяції отриманих в експерименті даних ефективності на поліном n-го порядку з наступним його математичним аналізом і обчисленням точки екстремума‚ прирівнюванням його похідної першого порядку до нуля (И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев, 1967; В.Д. Лук'янчук і співавт., 2001).
При подальшому поглибленому вивченні пентоксифіліну щурам досліджуваної групи препарат вводили одноразово у вигляді 2% водного розчину внутрішньоочеревинно у встановленій оптимальній дозі (123,6 мг/кг) безпосередньо перед декомпресією. Дослідження виконувалися в динаміці: через 3, 6 і 24 години після декомпресії.
Кількісні показники одного з центральних етапів фармакокінетики – біотранспорту ліганду визначали за допомогою методу рівноважного діалізу (О.І. Луйк зі співавт., 1999; А.А. Коробков, 2001), для проведення якого використовували діалізний апарат конструкції (С.И.Чегер, 1975) у модифікованому (А.И.Луйк, В.Д.Лукьянчук, 1984) варіанті, що дозволяє визначати константу асоціації (Кас, моль-1) і число місць зв'язування (N).
Оцінку ефективності використання пентоксифіліну при досліджуваному патологічному стані проводили шляхом визначення активності ряду ферментів у сироватці крові: креатинкінази (КФ 2.7.3.2), лужної фосфатази (КФ 3.1.3.1), кислої фосфатази (КФ 3.1.3.2), лактатдегідрогенази (КФ 1.1.1.27), аспартатамінотрансферази (КФ 2.6.1.1) та аланінамінотрансферази (КФ 2.6.1.2) за допомогою набору реактивів виробництва фірми “Lachema” (Чехія) і НВО “Філісит діагностика” (Україна).
Аналіз екскреторної функції нирок проводили за величинами діурезу, концентрації сечовини в сироватці крові й сечі, кліренсу сечовини, концентрації білка в сечі. Іонорегулюючу здатність нирок оцінювали за такими показниками‚ як концентрація калію і натрію в сироватці крові й сечі, кліренс натрію, фільтраційний заряд, реабсорбованої та екскреторної фракцій натрію.
Концентрацію натрію й калію в сечі й сироватці крові вивчали за допомогою полум'яного фотометра на приладі “ПАЖ-3” за раніше описаною (В.В. Меньшикова, 1987; Н.И. Панченко, 1991) методикою.
Кількість натрію, що профільтрувався, визначали за формулою:
FFNa+ = GFR х PNa+ : 1000 = моль/год,
де FFNa+ - фільтраційний заряд натрію;
GFR - швидкість клубочкової фільтрації;
PNa+ - концентрація натрію в сироватці крові.
У зв'язку з тим, що концентрація натрію в крові й обсяг рідини, що фільтрується, можуть змінюватися, істотного значення набуває розрахунок фракції натрію, що екскретується. Розрахунок здійснювали таким чином:
ЕFNa+ = UNa+ґ V : 24 = моль/год,
де UNa+ – концентрація натрію в сечі;
V – добовий діурез.
Реабсорбовану фракцію натрію розраховували за формулою:
RFNa+ = FFNa+ - ЕFNa+ = моль/год.
Окремо визначали кліренсові показники - кліренс натрію та кліренс сечовини (В.С. Карпенко и соавт., 1977) відповідно:
СNa+ = UNa+ґ V : PNa+ = моль/год,
СUr = UUrґ V : PUr = моль/год,
де UUr – концентрація сечовини в сечі,
PUr – концентрація сечовини в сироватці крові.
Концентрацію білка в сечі визначали за допомогою методу Кінгсберрі (А.И. Михеев, И.А. Богодаров, 1969).
Стан процесів перекісного окислювання ліпідів оцінювали за вмістом первинних – гідроперекисів (ГП) і кінцевих – ТБК-реактантів ліпідпереокислення в гомогенатах нирок і печінки щурів. Рівень ГП у тканинах визначали за допомогою методу (А.А Романова, И.Д. Стальная, 1977), а ТБК-активних продуктів за методом (И.Д. Стальная, Г.Г. Гаршвили, 1977). Розрахунок вмісту даного продукту визначали, використовуючи коефіцієнт молярної екстинції 1,56ґ105 моль-1 см-1.
Стан антиоксидантної системи захисту організму в досліджуваних умовах експерименту оцінювали шляхом визначення активності каталази за методом (М.А. Королюк и соавт. 1988) і супероксиддисмутази (СОД) за методом (В.А.Костюк с соавт. 1990) у печінці та нирках експериментальних тварин. Для оцінки стану неферментативної ланки антиоксидантної системи визначали рівень сульфогідрильних груп у крові за методом Еллмана ( G.L. Ellman, 1959).
Кількісне визначення цАМФ та міоглобіну здійснювали в сироватці крові, а також у 40% гомогенатах нирок імуноферментним методом за допомогою набору реактивів “Biotrak” виробництва фірми Amersham pharmacia biotech (Англія) і “Діагностикума еритроцитарного для виявлення міоглобіну імуноглобулінового сухого” виробництва НВО “Диагностические системы” (Россия) на аналізаторі АІФ-М/340.
Усі використані в роботі одиниці вимірів і параметри приведені відповідно до МСО. Отримані результати обробляли статистично за допомогою стандартного пакета програм “Primer Biostatistic”, “SigmaStat” з використанням критерію Стьюдента (Н.Ф. Плохинский, 1970), а також непараметричного критерію статистики - точного методу Фішера для чотирипільної таблиці (Е.В. Гублер, 1978).
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ
У скринінговій серії досліджень як потенційні протектори патологічних змін, що розвиваються в організмі в умовах моделюючої форми травматичної хвороби‚ вивчалися 12 препаратів із різних фармакологічних груп, теоретичним обґрунтуванням для вибору яких стали численні дані літератури, а також досвід роботи співробітників кафедри фармакології ЛДМУ в галузі розробки засобів фармакокорекції екстремальних кисневодефіцитних станів, в основі патогенезу яких лежить гіпоксичний синдром.
Отримані в експерименті дані переконливо показують (табл. 1), що найбільш ефективним препаратом стосовно збільшення виживання та віддалення термінів загибелі тварин є алкілпохідне ксантину – пентоксифілін, застосування якого відрізняється найбільш сприятливим перебігом клінічної картини раннього посткомпресійного періоду СТР, а також зменшенням рівня сечовини й активності СОД у крові тварин.
Таблиця 1
Захисна активність препаратів різних фармакологічних груп при СТР (n=7)
Умови експерименту (препарат) Виживання, % Ефективність, % Р
Контроль 28,6 – –
Пентоксифілін 85,7 57,1 <0,025
Тіотріазолін 71,5 42,9 >0,025
Цитохром-С 71,5 42,9 >0,025
Пірацетам 57,2 28,6 >0,025
Діпіридамол 57,2 28,6 >0,025
Неогемодез 57,2 28,6 >0,025
Ацелізін 28,6 0 >0,025
Верапаміл 28,6 0 >0,025
Рибоксин 14,3 -14,3 >0,025
Фуросемід 14,3 -14,3 >0,025
Ацетилцистеїн 14,3 -14,3 >0,025
Ліпін 14,3 -14,3 >0,025
Примітка: Р - розраховане за допомогою точного методу Фішера для
чотирипільної таблиці з рівнем значимості 0,025.
Комплексними фармакометричними дослідженнями з використанням елементів математичного аналізу та стандартного пакета комп'ютерних програм MathCAD V.7.0 розроблений оптимальний режим дозування досліджуваного препарату при СТР. При цьому критеріями ефективності пентоксифіліну обране виживання щурів (у %) і середня тривалість їхнього життя в період компресії. Отримані в експерименті дані представлені в таблиці 2.
Встановлено, що найбільш ефективна доза пентоксифіліну, застосованого внутрішньоочеревинно в переддекомпресійному періоді СТР, складає – 123,6 мг/кг, уведення якого забезпечує одночасне збільшення тривалості життя і виживання тварин‚ яких піддавали тривалій компресії. Важливо відзначити, що результати комп'ютерних розрахунків практично цілком збігаються з тими, які отримані графічним способом, що свідчить про коректність не тільки постановки даного фармакометричного експерименту, але й використання математичного апарата для аналізу отриманих результатів, що стали підґрунтям для подальших заглиблених досліджень, спрямованих на з'ясування особливостей фармакодинаміки препарату, у тому числі механізмів його
Таблиця 2
Залежність виживання та середньої тривалості життя щурів від уведеної дози пентоксифіліну при СТР (n=7)
Доза препарату мг/кг Середня тривалість життя в період компресії, год. Dу1 Виживан-ня, % Dу2
0 (контроль) 8,78 – 0 –
50,0 12,3 3,52 0 0
100,0 38,5 26,20 28,57 28,57
150,0 36,5 -2,00 57,12 28,55
250,0 12,14 -24,36 14,28 -42,84
300,0 9,0 -3,40 0 -14,28
Примітка: Dу1,Dу2 – різниця між поточним і попереднім значеннями ефектів.
протекторної дії в ранньому посткомпресійному періоді форми механічної травми, що моделюється. Одним з найважливіших аспектів з'ясування особливостей фармакодинаміки алкілксантину варто визнати дослідження стану системи біотранспорту екзо- та ендогенних речовин в умовах СТР і можливість фармакологічної регуляції цього процесу.
Рівноважно-діалізний аналіз даних показує (табл.3), що використання пентоксифіліну значною мірою модифікує комплексоутворюючі властивості сироваткових протеїнів за допомогою збільшення їхньої спорідненості та зв'язувальної ємності до лігандів, що можна розцінювати як одну зі сторін механізму протекторної дії пентоксифіліну в ранньому посткомпресійному періоді СТР.
Відповідно до висловленої О.І.Луйком і В.Д.Лук'янчуком (1984) концепції про взаємодію низькомолекулярних сполук із сироватковим альбуміном як про спеціалізований еволюційнно-зумовлений механізм захисту організму від ендо- та екзогенних речовин, варто розглядати дію пентоксифіліну як протекторну стосовно захисно-пристосувальних механізмів організму при досліджуваному екстремальному стані. З іншого боку, зміни зможуть відобразити вихід із тканин продуктів деградації під впливом пентоксифіліну.
Ураховуючи провідну роль мембранодеструктивних процесів у патогенезі СТР (С.В. Колесникова, 1995; Т.Л. Заведея, 1999), було доцільним оцінити вплив пентоксифіліну на інтенсивність процесів ліпідпереокислення та стан основних компонентів антиоксидантної системи організму в ранньому посткомпресійному періоді СТР.
Таблиця 3
Динаміка зміни показників оборотного комплексоутворения сироваткових білків при СТР на тлі застосування пентоксифіліну (n=7-8)
Терміни дослідження після деком –пресії, год. Показники комплексоутворення
Кас, моль-1х106 N
Інтакт- ні Кон-троль Ліку-вання Інтакт-ні Кон-троль Ліку-вання
1 1,08 0,83 0,96 7 3 5
6 –– 0,89 1,05 –– 3 4
12 –– 0,83 1,21** — 4 5
24 — 0,58* 1,21** — 4 5
48 –– 0,68* 1,20** — 4 6
72 –– 1,08 1,35*/** –– 5 7
Примітка: * - Р < 0,05 у порівнянні з інтактною серією;
** - Р < 0,05 у порівнянні з контролем.
Експериментально доведено, що введення пентоксифіліну в переддекомпресійному періоді СТР вірогідно (P<0,01–0,001) зменшує утворення як первинних (ГП), так і кінцевих (ТБК-реактанти) продуктів ПОЛ у нирках і печінці тварин в усі терміни дослідження, що в результаті попереджує розвиток розповсюдженої мембранопатії.
Не виключено, що виявлені ефекти препарату є наслідком його моделюючої дії на активність окремих компонентів антиоксидантної системи захисту організму при СТР. Тому для підтвердження цього положення надалі нами був вивчений вплив пентоксифіліну на антиоксидантний статус нирок і печінки тварин в умовах моделюючої форми травматичної хвороби. Отримані при цьому дані свідчать про виражену здатність препарату запобігати швидкому виснаженню основних компонентів як ферментативної (каталаза і СОД), так і неферментативної (SH-утримуючі продукти) ланок антиоксидантної системи захисту організму в усі терміни дослідження в ранньому посткомпресійному періоді СТР.
Отримані дані дозволяють дійти висновку про наявність у пентоксифіліна в достатній мірі виражених мембранопротекторних властивостей, реалізація яких дозволяє запобігти формуванню розповсюдженої мембранопатії, що лежить в основі необоротних патологічних змін різних органів і систем в умовах СТР.
Наслідком виявлених у пентоксифіліна мембранопротекторних властивостей є його здатність попереджати виражену гіперферментемію в усі терміни дослідження (рис.1), що виявляється достовірним (Р<0,001) зниженням
Рис.1. Активність ферментів сироватки крові у щурів з СТР на тлі застосування пентокисфіліну
Примітка: * - відмінності вірогідні (Р<0,05) у порівнянні з інтактною серією;
** - відмінності вірогідні (Р<0,05) у порівнянні з
контролем.
у крові щурів зі СТР активності креатинкінази, лужної і кислої фосфатази, лактатдегідрогенази, АлАТ і АсАТ. Отже, застосування досліджуваного алкілксантину запобігає порушенню бар'єрної функції клітинних і субклітинних мембран клітин органів‚ які не піддавалися компресії.
З метою виявлення метаболічних і захисно-адаптаційних ефектів пентоксифіліну при СТР вивчали в сироватці крові й у нирках тварин у динаміці вміст вторинного месенджера аденілатциклазного шляху передачі внутрішньоклітинного сигналу – цАМФ, розглянутого як ендогенного антигіпоксанта (Н.А. Федоров и соавт., 1990; Л.В. Савченкова, 1999). Показано, що на тлі введення пентоксифіліну концентрація цАМФ у досліджуваних біосередовищах на 25-64% вища, ніж у контрольній серії, та досягає рівня‚ який реєструється в групі інтактних щурів.
Ураховуючи, що основною причиною смерті потерпілих із СТР є ГНН, безсумнівний інтерес становить вивчення впливу пентоксифіліну на функціональну здатність нирок. Встановлено, що протекторна активність пентоксифіліну реалізується підвищенням (на 20%) сечовидільної функції, дворазовим зниженням рівня протеінурії, нормалізацією вмісту сечовини в сироватці крові й сечі, достовірним (P<0,05) підвищенням величини кліренсу сечовини, зниженням інтенсивності натрійурезу (на 42%), запобіганням змін показників, що характеризують нирковий транспорт іонів (фільтраційний заряд і фракція натрію, що реабсорбується), а також фракції натрію, що екскретується в нирках, концентрації калію в сироватці крові сечі щурів з модельованою формою травматичної хвороби. Нефропротекторна активність пентоксифіліну при СТР підтверджена й у серії імуноферментного вивчення рівня основного маркера рабдоміолізу – міоглобіну (рис.2).
а б
Рис.2. Динаміка вмісту міоглобіну в сироватці крові (а) та нирках (б) щурів з СТР на тлі застосування пентоксифіліну.
Примітка: рис.1.
Таким чином, у даній роботі вирішене важливе науково-практичне завдання – подається патогенетичне обґрунтування застосування пентоксифіліну в переддекомпресійному періоді важкої механічної травми – СТР. Виявлені протекторні властивості пентоксифілину можуть бути експериментальним доказом доцільності його використання в умовах форми травматичної хвороби, яка моделюється з метою профілактики виникнення й розвитку її ускладнень, що нерідко є причиною смерті потерпілих.
ВИСНОВКИ
У дисертації приведене теоретичне узагальнення й нове вирішення наукового завдання - пошуку високоефективного й безпечного способу фармакологічної корекції патологічних змін, що виникають в організмі при синдромі тривалого роздавлювання. На підставі відомих і вперше встановлених ланок патогенезу механічної травми компресійного характеру запропонований новий засіб фармакокорекції за допомогою протектора метаболічного типу дії, з групи алкілксантину - пентоксифіліну, що ефективно корегує перебіг даного екстремального стану в ранньому посткомпресійному періоді.
1. У скринінгових дослідженнях на розробленій експериментальній моделі тривалого роздавлювання м'яких тканин білих щурів установлено, що з 12 вивчених препаратів найбільш високу активність виявляє пентоксифілін в умовах одноразового внутрішньоочеревинного його введення в переддекомпресійному періоді. При цьому препарат впливає на виживання тварин, перебіг клінічної картини синдрому тривалого роздавлювання, а також сприяє віддаленню термінів їхньої загибелі.
2. Розроблено оптимальний режим дозування пентоксифіліну в умовах тривалого роздавлювання м'яких тканин за допомогою елементів математичного аналізу даних двофакторного експерименту, згідно з якими найбільш виражену протекторну активність препарат виявляє в дозі 123,6 мг/кг при одноразовому інтраперитонеальному введенні безпосередньо перед початком декомпресії.
3. Фармакотерапевтична ефективність пентоксифіліну в умовах модельованої форми травматичної хвороби реалізується підвищенням комплексоутворюючих властивостей транспортних білків – спорідненості й числа фіксуючих центрів на молекулі білка сироватки крові у порівнянні з контрольною серією.
4. В основі мембранопротекторної дії пентоксифіліну, застосованого в переддекомпресійному періоді синдрому тривалого роздавлювання лежать антиоксидантні властивості, що виявляється зниженням рівня гідроперекисів і ТБК-реактантів з одночасним підвищенням активності і вмісту основних компонентів антиоксидантної системи захисту організму (каталази, супероксиддисмутази, тіолових груп) у нирках і печінці тварин.
5. Пентоксифілін, при його введені безпосередньо перед декомпресією, істотно зменшує вияв гіперферментемії в ранньому посткомпресійному періоді синдрому тривалого роздавлювання. При цьому препарат попереджає формування розповсюдженої мембранопатії, що підтверджується зниженням активності специфічного маркера рабдоміоліза - креатинкінази на 40 %, а також кислої фосфатази та лактатдегідрогенази – на 53% та 75% відповідно в порівнянні з контролем.
6. Протекторна активність пентоксифіліну виявляється підвищенням сечовидільної функції нирок, дворазовим зниженням рівня протеінурії, нормалізацією вмісту сечовини в сироватці крові й сечі, підвищенням кліренсу сечовини, зниженням інтенсивності натрійурезу (на 42%), значним попередженням змін показників, що характеризують нирковий транспорт іонів (фільтраційний заряд, фракції натрію, що реабсорбується і екскретується) у канальцях нирок щурів з модельованою формою травматичної хвороби. Поряд з цим, на тлі введення препарату, відбувається майже дворазове зниження концентрації специфічного маркера гострої ниркової недостатності – міоглобіну в сироватці крові й у тканині нирок в усі досліджувані терміни раннього посткомпресійного періоду.
7. Формування синдрому тривалого роздавлювання супроводжується значним зниженням вмісту цАМФ у сироватці крові й у тканині нирок тварин у досліджувані терміни. Уведений в переддекомпресійному періоді пентоксифілін виявляє виражену протекторну активність щодо даного месенджера в досліджуваних субстратах організму, що варто розцінювати як один з механізмів дії препарату при даній формі механічної травми.
СПИСОК ПРАЦЬ, НАДРУКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Мищенко Е.М., Коробков А.А., Болгов Д.М. Скрининг средств фармакокоррекции синдрома длительного раздавливания // Український медичний альманах.- 2000.- №5.- С.134-137.
2. Коробков А.А. Комплексообразующие свойства сывороточных белков при синдроме длительного раздавливания и их модификация пентоксифиллином // Буковинський медичний вісник.- 2001.- №1.-С.170-173.
3. Белоусова И.П., Коробков А.А.. Пентоксифиллин: фармакология и перспективы клинического применения. // Український медичний альманах.- 2001.- №6.- С.197-203.
4. Лук'янчук В.Д., Коробков О.А., Кравець Д.С. Розробка режиму дозування пентоксифіліну при синдромі довготривалого розчалювання з використанням елементів математичного аналізу // Ліки.- 2001.- № 1-2.- С. 94-98. .
5. Коробков О.А.‚ Лук'янчук В.Д.‚ Міщенко К.М. Вплив пентоксифіліну на динаміку ферментативної активності сироватки крові шурів у ранньому посткомпресійному періоді синдрому тривалого роздавлювання // Український журнал екстремальної медицини ім. Г.О. Можаєва.- 2001.- № 3.- С. 74- 78. .
6. Савченкова Л.В., Болгов Д.М., Коробков О.А. Обґрунтування шляхів фармакокорекції шахтної травми // Проблеми військової охорони здоров'я: Збірник наукових праць Української військово-медичної академії. - Випуск 7.-Київ‚ 2000р.-С.441-443.
7. Методичні рекомендації по вивченню зв'язування лікарських засобів з білками сироватки крові / О.І.Луйк‚ В.Д.Лук'янчук‚ Д.С.Кравець‚ О.А.Коробков. - Київ-Луганськ: ІБОНХ‚ ЛДМУ‚ 1999.- 70 с.
8. Основы патогенеза и подходы к фармакотерапии синдрома длительного раздавливания: Методические рекомендации / В.Д.Лукьянчук, Е.М.Мищенко, А.А.Коробков, Д.М.Болгов.- Луганск, 2001.- 26 с.
9. Міщенко К.М., Болгов Д.М., Коробков О.А. Сучасні уявлення про патогенез гострої ниркової недостатності при краш-синдромі // Тези доповідей VIII конгресу Світової Федерації Українських лікарських товариств.- Львів-Трускавець, 2000.- С.395.
10. Равновесный диализ как базовый метод фармакокинетики на этапе биотранспорта / В.Д.Лукъянчук, Д.С.Кравец, Е.Ю.Бибик Д.М.Болгов, А.А.Коробков // Тези доповідей наукової конференції офтальмологів, присвяченої 125-річчю з дня народження акад. В.П.Філатова.- Одеса, 2000.- С.396-398.
11. Болгов Д.М., Коробков А.А. Изыскание средств фармакотерапии синдрома длительного раздавливания // Актуальные проблемы медицины труда и экологии Донбасса: Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию НИИ медико-экологических проблем Донбасса и угольной промышленности.- Донецк, 2000.- С.145-146.
12. Мищенко Е.М., Коробков А.А. Теоретическое обоснование комбинированной фармакотерапии синдрома длительного раздавливания // Тези доповідей IV міжнародного медичного конгресу студентів і молодих вчених. - Тернопіль‚ 2000.- С.381-382.
13. Коробков А.А. Разработка экспериментальной модели компрессионной травмы у крыс // Тези доповідей V міжнародного конгресу студентів та молодих вчених. - Тернопіль‚2001 .-С.159.
14. Коробков А. Влияние пентоксифиллина на содержание миоглобина в сыворотке крови крыс с синдромом длительного раздавливания // Сучасні проблеми клінічної та теоретичної медицини: Тези доповідей міжнародної медичної конференції студентів та молодих вчених‚ присвяченої 85-річчю Дніпропетровської медичної академії.- Дніпропетровськ‚ 2001.- С.179.
15. Коробков А.А., Мищенко Е.М. Влияние пентоксифиллина на показатели антиоксидантной активности в органах-мишенях при синдроме длительного раздавливания // Лекарства-человеку: материалы научно-практической конференции.- Т.ХV‚ №1-2.- Харьков‚ 2001.- С.28-29.
16. Коробков А.А. Влияние пентоксифиллина на комплексообразующие свойства сывороточных белков при синдроме длительного раздавливания // Фармакологія 2001 – Крок у майбутнє: Тези доповідей II Національного з'їзду фармакологів України.- Дніпропетровськ‚ 2001.- С.126.
АНОТАЦІЇ
Коробков О.А. Патогенетичне обґрунтування фармакокорекції синдрому тривалого роздавлювання пентоксифіліном. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.03.05 – фармакологія. – Одеський державний медичний університет МОЗ України, Одеса, 2002.
Дисертація присвячена вивченню впливу пентоксифіліну на характер виникнення й динаміку розвитку основних ланок патогенезу синдрому тривалого роздавлювання. В експерименті показано, що одноразове, внутрішньоочеревинне введення препарату в розробленому дозовому режимі (123,6 мг/кг), безпосередньо перед декомпресією задніх кінцівок забезпечує виражений протекторний ефект стосовно захисно-адаптаційних механізмів, реалізованих на етапі біотранспорту (за рахунок підвищення ємності й афінітету сироваткових білків до лігандів), а також посилення передачі внутрішньоклітинного сигналу (за рахунок збільшення концентрації ендогенного протектора гіпоксії– цАМФ).
Переддекомпресійне введення пентоксифіліну виявляється регуляцією прооксидантно-антиоксидантної рівноваги шляхом зниження інтенсивності ліпідпереокислення та збільшення рівня компонентів антиокисної системи захисту організму, зниженням гіперферментемії, а також забезпеченням нефропротекторної дії при формі травматичної хвороби, що моделюється.
Ключові слова: пентоксифілін, фармакокорекція, синдром тривалого роздавлювання, переддекомпресійний період.
Korobkov A.A. Pathogenetic substantiation of pharmacocorrection by pentoxifylline of long -term crushing-syndrome. – Manuscript.
Dissertation for obtaining of academic degree of candidate of medical sciences in speciality 14.03.05 – Pharmocology–- Odessa State Medical University, Public Health Service of Ukraine –Odessa, 2002.
Dissertation is devoted to the study of pentoxifylline action on the characteristic features of the beginning and course of the main constituents of long-therm crushing syndrome pathogenesis. In experiment it was shown that intraperitoneal one time injection of the drug in the dose regimen (123,6 mg/kg) just before the beginning of decompression of the posterior extremities results in pronounced protective effect of defensive adaptative mechanisms working at the stage of biotransport (at the account of the of the increase of capacity and affinity of serum protein to ligands) as well as in amplification of intracellular signal transfer (at the account of the increase of concentration of endogenic protector of hypoxia - cAMP).
Antedecompression injection of pentoxifylline results in regulation of prooxidant – antioxidant equilibrium caused by the decrease in the intensity of lipid overoxidation and by the increase in the level of components of antioxidation defensive system of the organism, by the decrease in hyperfermentation as well as by providing of its nephroprotective effect in case of traumatic disorder in model.
Key words: pentoxyfilline, pharmacocorrection, long-therm crushing syndrome, antedecompression period.
Коробков А.А. Патогенетическое обоснование фармакокоррекции синдрома длительного раздавливания пентоксифиллином.- Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.03.05 – фармакология.- Одесский государственный медицинский университет МЗ Украины, Одесса, 2002.
Диссертация посвящена актуальному вопросу экологической фармакологии – фармакокоррекции патологических изменений, возникающих в организме при синдроме длительного раздавливания (СДР) в условиях преддекомпрессионного введения алкилпроизводного ксантина – пентоксифиллина. Последний, согласно результатам скрининговых исследований проявил, в сравнении с другими изученными препаратами, максимальную протекторную активность, реализуемую увеличением выживаемости животных, продолжительности их жизни и благоприятным течением клинической картины раннего посткомпрессионного периода моделируемой формы тяжелой механической травмы.
Комплексные фармакометрические исследования по разработке оптимального режима дозирования пентоксифиллина показали, что наиболее эффективная доза препарата, применяемого однократно внутрибрюшинно в преддекомпрессионном периоде длительного раздавливания мягких тканей животных составляет 123,6 мг/кг. Указанная доза, являясь научно-обоснованной, послужила основанием для дальнейшего углубленного исследования фармакодинамики, в том числе возможных сторон механизма протекторного действия пентоксифиллина при изучаемой форме травматической болезни.
Данные фармакокинетических исследований показали, что использование пентоксифиллина непосредственно перед декомпрессией в значительной степени модифицирует комплексообразующие свойства сывороточных протеинов посредством увеличения их сродства в 2,1 раза и количества связывающих центров (на 1-2) к лигандам в различные сроки исследования, в сравнении с контролем (без лечения), что можно расценивать как одну из сторон механизма протекторного действия пентоксифиллина в раннем посткомпрессионном периоде СДР.
Экспериментально доказана способность пентоксифиллина предупреждать в раннем посткомпрессионном периоде СДР (24 часа) выраженную гиперферментемию путем снижения активности, как специфических маркеров рабдомиолиза – креатинкиназы, так и других ферментов (кислой и щелочной фосфатазы, лактатдегидрогеназы, аланин- и аспартатаминотрансфераз).
Преддекомпрессионное введение пентоксифиллина в значительной степени предупреждает возникновение и развитие ОПН, на что указывает повышение мочевыделительной функции (на 20%), двукратное снижение уровня протеинурии, нормализация уровня мочевины в сыворотке крови и моче, достоверное повышение величины клиренса мочевины, снижение интенсивности натрийуреза (на 42%), предотвращение изменений показателей, характеризующих почечный транспорт ионов (фильтрационный заряд и реабсорбируемая фракция натрия), а также содержания калия в сыворотке крови и моче и экскретируемой фракции натрия. Наряду с этим пентоксифиллин уменьшает степень выраженности миоренального синдрома при моделируемой форме экстремального состояния путем уменьшения содержания миоглобина в крови и почках, снижая тем самым риск возникновения острой почечной недостаточности.
Регуляция пентоксифиллином прооксидантно-антиоксидантного равновесия при СДР реализуется снижением содержания гидроперекисей и ТБК-реактантов в сыворотке крови и почках животных. Одновременно препарат способствует предотвращению быстрого истощения компонентов ферментативного (каталаза, СОД) и неферментативного (тиолсодержащие соединения) звеньев антиоксидантной системы защиты организма в изучаемых биосредах во все сроки исследования, что указывает на наличие у алкилксантина выраженных мембранопротекторных свойств, реализация которых позволяет предупредить формирование распространенной мембранопатии, лежащей в основе необратимых патологических изменений различных органов и систем в условиях раннего посткомпрессионного периода механической травмы.
В серии иммуноферментных исследований динамики изменения содержания в организме вторичного посредника аденилатциклазного мессенджерного каскада установлено, что пентоксифиллин, введенный непосредственно перед декомпрессией проявляет в достаточной степени выраженную протекторную активность в отношении данного нуклеотида в сыворотке крови в различные сроки исследования.
Таким образом, проведенные комплексные исследования позволили патогенетически обосновать целесообразность применения пентоксифиллина в преддекомпрессионном периоде СДР.
Ключевые слова: Пентоксифиллин, фармакокоррекция, синдром длительного раздавливания, преддекомпрессионный период.
