Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Фармакокінетика координаційних сполук германію з біолігандами

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Незважаючи на великий арсенал фармакотерапевтичних засобів, які застосовуються в медицині, не всі вони в повній мірі відповідають сучасним вимогам, у зв'язку з чим постійно ведеться пошук нових ефективних і безпечних лікарських засобів (М.Д. Машковський, 2000). Особливу увагу надають створенню нових лікарських засобів із заздалегідь заданими фармакологічними параметрами та високою активністю. Перспективним напрямом вважається синтез координаційних сполук металів з біолігандами - природними метаболітами (Я.Д. Фрідман, 1987; Н.А. Улахович 1997; М.Д. Машковський, 1998). До вказаних речовин відносяться координаційні сполуки германію з біолігандами - нікотиновою та янтарною кислотами (МИГУ-1 та МИГУ-3 відповідно) і нікотинамідом (МИГУ-2). Вивчення фармакодинаміки цих сполук показало, що вони являються фармакологічно активними і, в то й же час, малотоксичними речовинами (В.В. Годован, 1998). Координаційні сполуки германію з біолігандами виявляють нейротропну активність депримуючої дії, а також мембранопротекторні властивості (П.Б. Антоненко, 2001; В.В. Годован, 1998). Висока фармакологічна активність та низька токсичність обумовили їх подальше вивчення для впровадження в клінічну практику. Обов'язковим етапом доклінічного дослідження майбутнього лікарського засобу є вивчення його фармакокінетики і визначення фармакокінетичних параметрів (В.М. Соловйов і співавт., 1980). Вивчення усмоктування біологічно активних речовин (БАР), визначення їх вмісту в плазмі крові і надходження в різні органи і тканини, проходження через гістогематичні бар'єри, визначення шляхів виведення з організму - є необхідними етапами вивчення фармакокінетики. Ці дані дозволять надалі розробити оптимальну лікарську форму, визначити шляхи і способи введення, а також їхню відносну ефективність, біодоступність, кратність прийомів, особливості кінетичної схеми розподілу сполуки в організмі з визначенням депо повільного обміну (І.І.Мірошниченко, 2000; Н.І. Каркіщенко і співав., 2001). Вивчення фармакокінетики нових БАР - координаційних сполук германію з біолігандами - дозволить прогнозувати можливі місця їх дії і комбінування з іншими лікарськими засобами.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Матеріали дисертаційної роботи є фрагментом науково-дослідної програми в рамках цільового завдання МОЗ України «Синтез і фармакологічне вивчення нового класу лікарських засобів на основі координаційних сполук германію з біолігандами» (N держрегістрації 0194U005367).

Мета і задачі дослідження. Метою дослідження є вивчення фармакокінетики нових БАР - координаційних сполук германію з біолігандами - нікотиновою і янтарною кислотами, нікотинамідом. Для досягнення зазначеної мети вирішувалися такі основні завдання:

1. Обґрунтувати і вибрати дози сполук, враховуючи необхідність порівняння отриманих результатів експерименту по кожній досліджуваній БАР.

2. Розробити високочутливу методику визначення германію в тканинах експериментальних тварин.

3. Визначити особливості процесів усмоктування, розподілу й елімінації германію, що входить до складу молекул досліджуваних сполук.

4. Розрахувати фармакокінетичні параметри МИГУ-1, 2 та 3.

5. З'ясувати шляхи і особливості кінетики екскреції германію, після введення комплексних сполук МИГУ-1, 2, 3 та обчислити параметри екскреції.

6. Провести порівняльний аналіз отриманих експериментальних даних і описати кінетичні схеми розподілу та виведення речовин.

Об'єктом дослідження є фармакокінетика нових БАР - координаційних сполук германію з біолігандами - нікотиновою і янтарною кислотами, нікотинамідом.

Предметом дослідження є особливості усмоктування, розподілу в організмі, депонування і виведення досліджуваних БАР.

Методи дослідження: хімічні, фармакокінетичні, математичні, статистичні.

Наукова новизна отриманих результатів. Вперше розроблено високочутливий метод визначення германію в тканинах тварин, за допомогою якого вперше вивчені процеси абсорбції, розподілу й елімінації комплексних сполук германію з біолігандами. На підставі проведених експериментальних досліджень вперше доведено, що кінетика кожної із сполук має свої особливості. Встановлено, що процеси абсорбції, при введенні МИГУ-3, протікають швидше, в порівнянні з МИГУ-1 та 2.

Вперше описані фармакокінетичні схеми розподілу вказаних БАР. Отримані результати дослідження дозволили ґрунтовно довести, що МИГУ-1, 2 та 3 в організмі розподіляються нерівномірно. Вперше встановлено, що найвищий вміст германію, після введення сполук, визначається в печінці та нирках, а найнижчий - в головному мозку. Вперше доведено, що вивчені БАР нерівномірно розподіляються між плазмою і форменними елементами крові. На підставі експериментальних даних вперше доказано, що лінійний зв'язок між вмістом германію в плазмі і тканинах, після введення вказаних БАР, не завжди спостерігається.

Вперше побудовані математичні моделі, доведена правомірність розрахунків фармакокінетичних параметрів досліджуваних сполук в рамках одно - та двохкамерних моделей з усмоктуванням та без усмоктування, розраховані фармакокінетичні параметри. На підставі отриманих параметрів вперше доведено, що процеси абсорбції сполук протікають значно швидше, ніж процеси елімінації, а найвища швидкість елімінації БАР - з головного мозку.

Вперше визначені шляхи, кінетика та параметри екскреції координаційних сполук германію з біолігандами. На підставі експериментальних даних вперше доведено, що всі сполуки із організму виділяються переважно із сечею. Отримані результати дослідження дозволили довести відсутність кумуляції сполук в організмі.

Вперше подана порівняльна характеристика кінетики кожної із сполук у різних органах і тканинах, а також проведений порівняльний аналіз їх фармакокінетичних параметрів.

Практичне значення отриманих результатів. Дані, отримані при вивченні процесів абсорбції, розподілу й елімінації, дозволяють визначити, як швидко й у яких концентраціях германій з'являється в органі-мішені і як довго там знаходиться. Дані про час появи речовини в тканинах, величину і час досягнення максимального рівня, швидкість і характер зниження вмісту дозволяють розробити оптимальні схеми дозування, кратність прийомів і можливість комбінування з іншими лікарськими засобами. Закономірності і відмінності фармакокінетики досліджуваних сполук в органах і тканинах являються основою для розробки раціональної фармакотерапії.

Отримані експериментальні дані щодо розподілу БАР в органах і тканинах, величини і часу появи піка концентрації є основою для подальшого вивчення їх фармакодинаміки і прогнозування можливих місць біофази дії. Фармакокінетичні параметри, отримані на основі експериментальних даних, дозволяють судити про розподіл речовин всередині- і міжклітинній рідині, що має велике значення для лікувальної практики. Вивчене співвідношення між концентрацією речовини в плазмі крові й інших тканинах дозволяє визначити наявність або відсутність лінійного зв'язку між ними, що дає можливість розробити раціональний режим дозування з метою одержання максимального терапевтичного ефекту. Отримані дані щодо швидкості абсорбції сполук дозволяють вибрати оптимальні шляхи введення речовин, а аналіз фармакокінетичних параметрів - оцінювати їхню відносну біодоступність. Результати вивчення шляхів і параметрів екскреції БАР дозволяють судити про тривалість утримання речовини тканинами, а також про кумулятивні процеси, що має практичне значення при розробці оптимальних схем лікування.

Одержані фармакокінетичні характеристики досліджених БАР свідчать про їх перспективність і дозволяють рекомендувати для подальшого дослідження фармакодинаміки, встановлення механізмів дії та впровадження в клінічну практику.

Положення і висновки роботи впроваджені в навчальний процес і використовуються при читанні лекцій та на практичних заняттях кафедри загальної та клінічної фармакології Одеського державного медичного університету.

Особистий внесок здобувача. Автором особисто був зроблений патентно-інформаційний пошук і аналіз наукової літератури за темою дисертації, визначено мету та завдання дослідження, розроблені методики дослідів, визначені та відпрацьовані фармакокінетичні моделі експерименту, розроблено алгоритм, згідно з яким виконано весь обсяг експериментальних досліджень. Виконано статистичну обробку отриманих результатів, оформлені таблиці і графіки. Опрацьовано програмне забезпечення, за яким визначені фармакокінетичні параметри у модельних системах. Зроблено аналіз і порівняння усмоктування, розподілу та елімінації германію, який міститься в складі даних сполук, а також отриманих фармакокінетичних показників, сформульовані висновки, опубліковані основні положення дисертації.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи були викладені і знайшли позитивну оцінку на III науково-практичній конференції з міжнародною участю «Нове у клінічній фармакології та фармакотерапії захворювань внутрішніх органів» (м. Київ, 2000), науково-практичній конференції «Ліки - людині» (м. Київ, 2000), на VII Міжнародній науково-практичній конференції «Современные достижения валеологии и спортивной медицины» (м. Одеса, 2001), на II конференції Українського товариства нейронаук з міжнародною участю, присвяченій 70-річчю кафедри фізіології Донецького державного медичного університету (м. Донецьк, 2001), на конференції «Актуальні питання дитячих інфекцій» (м. Одеса, 2001), на II Національному з'їзді фармакологів України «Фармакологія 2001 - крок у майбутнє» (м. Дніпропетровськ, 2001), на науково-практичній конференції з міжнародною участю «Клінічна фармакологія метаболічних коректорів та взаємодія ліків в клінічній практиці (м. Вінниця, 2002).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 15 наукових робіт, із яких 7 статей у фaхових наукових журналах, 1 стаття у збірниках наукових праць і 6 тез доповідей на науково-практичних конференціях, 1 патент на винахід.

Структура й обсяг дисертації. Дисертаційну роботу викладено на 220 сторінках машинопису. Вона складається із вступу, огляду літератури, опису матеріалів та методів дослідження, 2-х розділів власних досліджень, аналізу й узагальнення результатів досліджень, висновків та списку використаних джерел. Роботу проілюстровано 24 таблицями і 62 рисунками, які займають 37 повних сторінок. Список використаної літератури містить 257 джерел, з яких 139 вітчизняних та російськомовних, 118 іноземних.

Основний зміст роботи

германій фармакокінетика біологічний

Матеріали і методи дослідження. Дослідження проведені на 343 щурах-самцях лінії Вістар статевозрілого віку масою 150-180 г. Фармакокінетику вивчали по іону-комплексоутворювачу. Вміст германію визначали екстракційно-фотометричним методом (В.А. Назаренко, 1973; M. Nakaho з співав., 1984; В.Й. Кресюн зі співавт., 2000). Дози комплексів вибирали таким чином, щоб забезпечити оптимальні концентрації германію в тканинах, та враховували їх низьку токсичність, широкий діапазон доз застосування (1/10 - 1/135 ЛД₅₀) (В.В. Годован, 1998; П.Б. Антоненко, 2001). Дози сполук розраховували по еквіваленту германію, для кожної з БАР вони дорівнювали 37,5 мг/кг. Розрахункова доза склала: МИГУ-1 - 361 мг/кг, МИГУ-2 - 368 мг/кг, МИГУ-3 - 186 мг/кг. Сполуки вводилися одноразово внутрішньоочеревинно. Дослідження проводили в кілька етапів - через слідуючи інтервали часу: 0,15; 0,30; 1, 2; 4; 8; 24 год; тварин декапітували згідно з правилами (О.В. Стефанов зі співавт., 2001). Для дослідження використовували наважки по 500 мг проб серця, селезінки, легень, м'язової та жирової тканин, печінки, нирок та головного мозку. Цільну кров і плазму відбирали в кількості 1 мл. Для вивчення абсорбції, розподілу та елімінації сполук використовували 3160 проб тканин щурів. Для запобігання втрат германію, який знаходився в тканинах, їх гомогенізували шляхом лужного гідролізу (В.Й. Кресюн та співавт.), при цьому германій, завдяки своїй амфотерності, у лужному середовищі переходив у розчинний германат калію. Потім визначали вміст германію. Екскрецію кожної сполуки в одному інтервалі часу вивчали на 9 щурах (всього 27), яких утримували в обмінних клітках. Сечу й фекалії збирали протягом 5 діб. Отримані дані логарифмували і будували графіки залежності концентрації германію від часу експерименту в напівлогарифмічних координатах (ln C - t) (І.І.Мірошниченко, 2000; Н.І. Каркищенко зі співавт., 2001). Для моделювання фармакокінетичних процесів використовували лінійні фармакокінетичні моделі, оскільки усі процеси, які формалізували, описувалися кінетичними рівняннями першого порядку. У випадку моноекспоненційної залежності концентрації германію від часу, фармакокінетика досліджуваної тканини описувалася в рамках однокамерної моделі, при біекспоненційній залежності - в рамках двохкамерної моделі. Якщо речовина проникала безпосередньо в камеру в інтервалі до 15 хв експерименту, тоді усмоктування не враховувалось (В.Н. Соловйов зі співавт., 1980; P.B. Laub at al., 1998, D. Bourne, 2001). На основі експоненційних рівнянь були створені комп'ютерні програми для розрахунку фармакокінетичних параметрів сполук (Метод. рекоменд. Фарм. комітету МОЗ України, 1995; М.Я. Головенко зі співавт., 2002). Якщо визначення параметрів фармакокінетики виявлялося неможливим (наприклад, інтенсивність процесів надходження не дозволяла визначити параметри швидкої фази), розрахунки робили позамодельним методом з використанням спеціальної програми (В.В.Піотровський зі співавт., 1988). Координаційні сполуки германію з біолігандами (МИГУ-1, 2 та 3) синтезовані в Одеському національному університеті ім.І.І. Мечникова на кафедрі загальної хімії та полімерів під керівництвом проф. І.Й. Сейфуліної. Обробку результатів досліджень виконували методами варіаційної статистики за допомогою програми «Primer Biostatistics» (США, 1994) з використанням критерію Стьюдента. Зміни вважалися статистично достовірними при P < 0,05. Експериментальна частина роботи була виконана в лабораторії кафедри загальної та клінічної фармакології і в ЦНДЛ ОДМУ.

Результати досліджень та їх обговорення. Аналіз експериментальних даних показав, що після введення МИГУ-1, германій швидко надходить у печінку, нирки і селезінку (T1/2a складав 4, 7 і 9 хв відповідно), трохи повільніше - у жирову тканини і головний мозок (30 хв і 1 год 17 хв відповідно). Найбільша концентрація германію визначається в нирках, печінці і селезінці, а найменша - у головному мозку, куди германій надходить повільно, однак швидко елімінує (T1/2= 2 год). Повільно елімінує комплекс з серця (T1/2=41 год).

Всі досліджувані тканини характеризуються наявністю процесів абсорбції й елімінації. Германій досягає максимальних концентрацій в інтервалі часу до 2 год (крім головного мозку), а елімінує - значно повільніше. Величина площі під фармакокінетичною кривою всіх органів перевищує аналогічні значення плазми крові. Це свідчить про те, що МИГУ-1 хорошо проникає в тканини. Серед вивчених органів найбільша величина площі під фармакокінетичною кривою, а, значить, і найвища відносна біодоступність, виявляється для нирок (AUC = 1289 мкггодмл^-1).

Період напіврозподілу сполук, у рамках двохкамерних моделей з усмоктуванням, значно коротший періоду напіввиведення. Так, наприклад, для серця T_1/2,б =28 хв, а T_1/2=28,31 год. При цьому речовина швидше переноситься з центральної камери в периферичну, чим у зворотному напрямку (для нирок, наприклад, k₁₂=0,62 год^-1, k₂₁= 0,06 год^-1). Причому, швидкість процесу переносу з центральної камери в периферичну вища для нирок, а зворотного процесу - для серця. Повільна елімінація сполуки з серця обумовлює тривалий середній час її перебування (MRT=41 год), а в головному мозку - навпаки (MRT=3 год).

Після введення МИГУ-2 германій теж швидко надходить у досліджувані органи і тканини (особливо в нирки, печінку, селезінку). Органами найбільшої концентрації являються нирки, печінка і м'язова тканина, а найменшої - легені. Високу концентрацію в печінці можна пояснити наявністю в складі МИГУ-2 нікотинаміду, а в нирках вона дозволяє припустити ренальний шлях екскреції речовини. Для всіх досліджуваних тканин характерні процеси абсорбції.

Германій швидко елімінує із головного мозку (T_1/2= 3 год) і повільно з легень (T_1/2=17 год), а з печінки, нирок і селезінки - з однаковою швидкістю (T_1/2=5 год). Середній час перебування сполуки в досліджуваних органах коливається в межах 3 год (головний мозок) - 82 год (серце) і залежить від швидкості елімінації. Значення показника удаваного об'єму розподілу МИГУ-2 коливаються в широких межах (від V_d = 0,3 мл у нирках до V_d = 3 мл у легенях). Високий показник удаваного об'єму розподілу в легенях свідчить про ступінь захвату сполуки тканиною і розподіл її у міжклітинній і внутрішньоклітинній рідині. Низькі значення даного показника в нирок і печінки. Короткий період напіврозподілу визначається в серці - T_1/2Ь = 32 хв, дещо вищий показник у жировій і м'язовій тканинах (39 і 48 хв). Показник удаваної початкової концентрації для зазначених органів відрізняється, найвищий відмічається для нирок (C₀=145 мкг/г), а найнижчий - для серця (C₀=4 мкг/г).

МИГУ-3 найшвидше проникає у тканини, оскільки через 15 хв після введення у крові, плазмі, нирках, печінці, головному мозку, селезінці і жировій тканині визначається максимальна концентрація германію. В серце, легені і м'язову тканину він поступає повільніше. Найбільша концентрація виявляється в нирках, печінці, жировій та м'язовій тканинах, а найменша - в головному мозку. МИГУ-3 швидко елімінує з головного мозку (T_1/2=2 год) і повільно - із селезінки (T_1/2=24 год), що обумовлює короткочасне його перебування в головному мозку (MRT=3 год) і досить тривале - у селезінці (MRT=34 год). Однаковий середній час перебування в нирках і легенях (MRT=5 год). Низький показник удаваного об`єму розподілу визначається в нирках (V<sub>d</sub>=0,33 мл), а високий - у м`язовій тканині (V_d=12 мл), що свідчить про різну ступінь захвату сполуки тканинами. Найвища швидкість переносу речовини з центральної камери в периферичну відмічається для жирової тканини, а зворотного процесу - селезінки (k₁₂=1,96 год^-1, k₂₁= 0,34 год^-1).

Дослідами доказано, що фармакокінетика досліджуваних сполук, визначена по германію, має суттєві відмінності, проте в деяких органах і тканинах вона має й загальні риси. Особливо багато подібного виявлено при аналізі фармакокінетики МИГУ-1 і 2. Особливості фармакокінетики сполук пов'язані з їх хімічною структурою і фізико-хімічними властивостями. МИГУ-1 і 2 являються комплексами тетрахлориду германію з нікотиновою кислотою і нікотинамідом відповідно, добре розчинні в ліпідах. Заміна гідроксильної групи на аміногрупу в молекулі ліганду (нікотинова кислота - нікотинамід) приводить до підвищення гідрофобності МИГУ-2 у порівнянні з МИГУ-1. Тому германій, після введення МИГУ-2, швидше проникає у тканини, ніж МИГУ-1, хоча цей процес займає певний проміжок часу. МИГУ-3, на відміну від МИГУ-1 і 2, є похідним діоксиду германію і являє собою не заряджений бісхелат, де дві гідроксильні групи знаходяться в транс-положенні. МИГУ-3 має високу здатність до утворення водневих зв'язків, а, значить, збільшуються місця контактів з біологічними субстратами. Це сприяє швидкому проникненню германію в тканини.

Величини максимальних концентрацій МИГУ-1, 2 і 3, коливаються в широких межах. У більшості тканин (за винятком крові, плазми і легень), максимальна концентрація МИГУ-2, вища, у порівнянні з МИГУ-1, а МИГУ-3 - вища, ніж МИГУ-2 (за винятком селезінки, печінки, серця і головного мозку). Після введення МИГУ-1 і 2, їх вміст в більшості тканин у певні інтервали часу однаковий, що пояснюється подібністю їхньої хімічної структури. Час досягнення максимальної концентрації в більшості органів і тканин теж збігається. Виняток складає селезінка і жирова тканина, де пік концентрації МИГУ-2 визначається раніше, а також кров і плазма, де пік концентрації визначається пізніше. Найвища концентрація сполук визначається в нирках і печінці, а найнижча - в головному мозку, що, очевидно, пов'язано із захисною функцією гематоенцефалічного бар'єру.

Після введення МИГУ-1, близько 73-83% германію, визначеного в кожен інтервал часу, накопичується в добре васкуляризованих органах, із них 48-64% у паренхіматозних, органах виділення - 43-59%. У добре васкуляризованих органах, після введення МИГУ-2, визначається 57-83% германію, із них у паренхіматозних - 42-63%, тільки органах виділення - 32 -60%. Для МИГУ-3 - у добре васкуляризованих органах - 56-68%, із них у паренхіматозних - 40-61%, органах виділення - 26-58%.

Для всіх органів і тканин, після введення МИГУ-1 і 2, спостерігалися процеси абсорбції, розподілу та елімінації, тому розрахунки проводилися в рамках камерних моделей з усмоктуванням. Для крові, плазми, нирок, печінки, головного мозку, селезінки і жирової тканини, після введення МИГУ-3, фармакокінетичні параметри розраховувалися в рамках камерних моделей без усмоктування, для серця, легень і м'язової тканини - з усмоктуванням. У рамках однокамерних моделей описується фармакокінетика сполук в головному мозку і плазмі крові, після введення МИГУ-1 і 2 - у селезінці і печінці, після введення МИГУ-1 і 3 - нирках і легенях. У рамках двокамерних моделей описується фармакокінетика МИГУ-1 і 2 в серці, МИГУ-1 і 3 - крові, МИГУ-2 і 3 - жировій і м'язовій тканинах. В той час, коли в більшості тканин визначаються максимальні концентрації сполук, доведена наявність стаціонарної фази концентрації МИГУ-1 і 2 (1 і 2 год експерименту) та МИГУ-3 (15 і 30 хв) в крові, оскільки вона являється камерою швидкого обміну з тканинами. Швидше з крові елімінує МИГУ-2 і, вже через 24 години, він в крові не визначається. МИГУ-1, елімінує повільно, через 24 години експерименту його концентрація в крові така, як через 4 год після введення МИГУ-3.

Аналіз фармакокінетичних параметрів показав, що в рамках однокамерних моделей у плазму і головний мозок швидше поступає МИГУ-3 (до 15 хв). Кінетика вмісту МИГУ-1 і 2 в плазмі крові має загальні риси і відрізняється від МИГУ-3.

МИГУ-1 накопичується в плазмі повільніше, у порівнянні з МИГУ-3, і досягає максимальних величин через 30 хв, МИГУ-2 - через 2 год. Величини максимальних концентрацій відрізняються: МИГУ-3>МИГУ-1>МИГУ-2. Найбільша швидкість елімінації з плазми крові характерна для МИГУ-1.

Розподіл германію між плазмою і форменими елементами крові, після введення кожної з сполук, відрізняється. Поряд з цим, у певних інтервалах часу, спостерігаються загальні риси. Через 15 хв після введення МИГУ - 1, у плазмі визначалося 68% від вмісту германію, знайденого в крові, а у формених елементах - 32%, потім його концентрація в плазмі знижувалася і до 8 год експерименту складала 14%. Через 24 год весь германій, який визначався у крові, був повністю зв'язаний з форменими елементами. Германій, що міститься в складі МИГУ-2, швидше розподіляється у формені елементи, тому що через 15 хв у плазмі визначається тільки 41% германію, а у формених елементах - 59%. До 2 год вміст германію в плазмі збільшується, досягаючи 63%, а в наступні інтервали часу - зменшується, і, до 8 год, германій повністю накопичується у формених елементах. При введенні МИГУ-3, високий вміст германію в плазмі (84%) спостерігається вже через 15 хв експерименту, у формених елементах міститься всього 16%. Через 1 год концентрація германію в плазмі знижується, досягаючи 52%, потім збільшується, і, через 8 год, становить 69%. Через 24 год в плазмі визначається 41% германію, а у формених елементах - 59%. Таким чином, у формені елементи крові швидше розподіляється германій, що міститься в складі МИГУ-2. При цьому для всіх трьох досліджуваних БАР характерне накопичення германію у формених елементах через 24 год експерименту.

Вміст сполук в головному мозку, у порівнянні з іншими тканинами, невисокий, причому різко зменшується після досягнення максимальних величин у зв'язку з інтенсивною елімінацією. МИГУ-2 надходить у головний мозок швидше, ніж МИГУ-1, але повільніше, ніж МИГУ-3. Швидкість елімінації МИГУ-1 з головного мозку вища, ніж МИГУ-2 і 3.

Вміст МИГУ-2 і 3 в печінці приблизно в 2 рази перевищує вміст МИГУ-1, при цьому піка концентрації швидше досягає МИГУ-3 (15 хв). У рамках однокамерних моделей у печінку швидше поступає МИГУ-1, у порівнянні з МИГУ-2, і елімінує теж швидше. Серед всіх досліджуваних органів самий високий вміст БАР визначається в нирках. МИГУ-3 швидше поступає в нирки, у порівнянні з іншими сполуками, але й елімінує теж швидше. Повільна елімінація МИГУ-1, у порівнянні з МИГУ-2 і 3, приводить до збільшення середнього часу утримання речовини тканиною нирок і площі під фармакокінетичною кривою, а, отже, і відносної біодоступності.

Серце відноситься до добре васкуляризованих органів, але концентрація сполук в ньому невисока, а профілі кривих кінетики подібні (рис. 3). При введенні МИГУ-1 і 2 час досягнення піка концентрації в серці складає 2 год, а МИГУ-3 - 1 год. З тканини серця повільніше елімінує МИГУ-2. В легенях вміст МИГУ-1 і 2 в усіх інтервалах часу (окрім 2 год) майже однаковий, збігається і час досягнення піка концентрації - 1 год. МИГУ-3 у тканині легень досягає більш високих концентрацій, але трохи пізніше, через 2 год. МИГУ-2 значно швидше поступає в легені, у порівнянні з МИГУ-3, а елімінує - повільніше. По тривалості перебування в тканині легень сполуки можна розташувати таким чином: МИГУ-1 > МИГУ-2 > МИГУ-3. У тканину селезінки швидше поступає МИГУ-3, але максимальна концентрація вища після введення МИГУ-2. МИГУ-1 у 2 рази швидше поступає в селезінку, ніж МИГУ-2, а елімінує приблизно з однаковою швидкістю. Тривале перебування в тканині селезінки характерно для МИГУ-3. У м'язовій тканині сполуки досягають піка концентрації одночасно, через 1 год, при цьому найвища концентрація характерна для МИГУ-3. МИГУ-1 і 3 із м'язової тканини елімінують швидше, ніж МИГУ-2, що приводить до зменшення середнього часу утримання речовин м'язовою тканиною і відносної біодоступності.

До тканин зі слабкою васкуляризацією відноситься жирова тканина, проте вміст МИГУ-2 і 3 в ній вищий, ніж у деяких добре васкуляризованих органах (легенях, серці, селезінці).

МИГУ-3 швидко проникає у жирову тканину (15 хв), у порівнянні з МИГУ-1 і 2 (2 год), швидко досягає високої концентрації, але найвища швидкість елімінації характерна для МИГУ-1. Проведені дослідження кінетики сполук не виявили органів чи тканин, що могли б бути депо повільного обміну.

Оцінка інтенсивності надходження сполук в тканини характеризується також шляхом обчислення тканинної доступності, яка коливається в широких межах. Найвищий показник тканинної доступності, при введенні МИГУ-1, характерний для нирок і складає 4,46; а найнижчий - для головного мозку - 0,20; після введення МИГУ-2, найвищий показник визначається для жирової тканини - 11,14; а найнижчий - для головного мозку - 0,81; МИГУ-3 - найвищий - для нирок - 6,11; найнижчий - для головного мозку - 0,25 ум. од. Таким чином, найнижча тканинна доступність була характерна для головного мозку, що, очевидно, пов'язано із захисною функцією гематоенцефалічного бар'єру.

Експериментами доведено, що лінійний зв'язок між концентрацією речовини в плазмі крові та органах-мішенях не завжди спостерігається. Цей фактор необхідно враховувати в клінічній практиці при розробці схем раціонального дозування, тому що не завжди збільшення вмісту сполуки в плазмі крові приведе до збільшення вмісту в органах-мішенях. Співвідношення між концентрацією германію в плазмі крові (тест-об'єкт) та інших тканинах експериментальних тварин (тест-тканина), як можливих відсіків біофази дії, характеризує гістерезис.

Значний гістерезис при зміні співвідношень концентрації германію в плазмі крові, з одного боку, і головному мозку, серці, нирках і жировій тканині, після введення МИГУ-1, з іншого боку, дозволяє визначити ці тканини як периферичний відсік кінетичної схеми розподілу. Відсутність петлі гістерезису на графіках зміни концентрації германію залежно від часу, у таких органах і тканинах як печінка, селезінка, легені, м'язова тканина і плазма, після введення МИГУ-1, дозволяє визначити їх як центральний відсік кінетичної схеми розподілу. Після введення МИГУ-2, жирова тканина і нирки являються периферичними, а печінка, серце, легені, головний мозок, селезінка, м'язова тканина - центральними відсіками кінетичної схеми розподілу. Серце, легені і м'язова тканина, після введення МИГУ-3, визначаються як периферичний, а печінка, головний мозок, селезінка, нирки і жирова тканина - центральний відсік кінетичної схеми розподілу.

З організму сполуки виділяються, переважно, через нирки, тому параметри сумарної екскреції визначаються процесом виділення із сечею.

Найбільш інтенсивно процес екскреції проходить протягом 48 год, що дозволило виділити цей період як швидку фазу елімінації. За 48 год, при введенні МИГУ-1, виділяється 70% уведеного германію, МИГУ-2 - 75%, а МИГУ-3 - 63%. Германій, що міститься в складі МИГУ-3, виводиться повільніше, ніж МИГУ-1 і 2. Сумарне накопичення германію в екскрементах, після введення сполук, дещо відрізняється. Більше всього в сечі і фекаліях за 120 год накопичується германій, що входить до складу МИГУ-3 (90%), трохи менше - МИГУ-2 (85%) і МИГУ-1 (82%), із них з сечею 84, 63, 78% відповідно.

Аналіз фармакокінетичних параметрів екскреції сполук показав, що період напіввиведення германію із сечею відрізняється мало і складає для МИГУ-1 і МИГУ-2 - 21; МИГУ-3 - 20 год. Період напіввиведення германію з фекаліями навпаки, коливається в широких межах. При цьому параметри виділення германію з калом істотно не впливали на фармакокінетичні показники сумарного виділення. Сумарний період напіввиведення германію, після введення МИГУ-1, дещо перевищує аналогічні показники для МИГУ-2 і МИГУ-3 - 20; 18 і 19 год відповідно. При введенні МИГУ-1, германій в організмі щурів утримувається довше, у порівнянні з МИГУ-2 і 3 - 30; 26 і 27 год відповідно.

Висновки

Вперше вивчена фармакокінетика координаційних сполук германію з біолігандами - нікотиновою та янтарною кислотами (МИГУ-1 та МИГУ-3 відповідно) і нікотинамідом (МИГУ-2), які являються фармакологічно активними і, в той же час, малотоксичними речовинами. Вперше розроблена спеціальна пробопідготовка тканин для подальшого екстракційно-фотометричного визначення в них мікрокількостей германію. Розраховані фармакокінетичні параметри сполук.

1. Доведена правомірність розрахунків фармакокінетичних параметрів досліджуваних сполук в рамках одно - та двохкамерних моделей з усмоктуванням та без усмоктування. Показники абсорбції свідчать, що швидкість надходження германію в одні і ті ж тканини для вивчених БАР різна. Найвища швидкість надходження визначається для селезінки при введенні МИГУ-2 (t_1/2а=3 хв), а найнижча - для головного мозку після введення МИГУ-1 (t_1/2а=1 год 28 хв).

2. Результати експерименту показали, що всі сполуки швидко надходять у тканини, оскільки германій у них визначається вже через 15 хв після одноразового внутрішньоочеревинного введення. При введенні МИГУ-3, через 15 хв визначається максимальна концентрація германію в плазмі, нирках, печінці, головному мозку, селезінці та жировій тканині. При введенні МИГУ-1 і 2 у більшості тканин (легені, нирки, печінка, серце, м`язова та жирова тканини) пік концентрації спостерігається впродовж 1-2 год.

3. Досліджені сполуки розподіляються в організмі щурів нерівномірно. Через 15 хв, після введення МИГУ-1, найбільший вміст германію визначається в печінці, а найменший - в головному мозку, після введення МИГУ-2 і 3 найбільший - в нирках, а найменший - в легенях (МИГУ-2) та серці (МИГУ-3). Для всіх сполук, на протязі експерименту, найвища концентрація германію визначається в нирках та печінці, а найнижча - в головному мозку.

4. Вивчені БАР нерівномірно розподіляються між плазмою і форменими елементами крові. Через 15 хв, після введення МИГУ-1, у плазмі визначається 68% германію від знайденого в крові, для МИГУ-2 - 41%, МИГУ-3 - 84%, після чого його концентрація змінюється хвилеподібно з переважним накопиченням германію у формених елементах у інтервалі до 24 год.

5. Встановлено, що МИГУ-1, 2 та 3 добре проникають через клітинні бар`єри, хоча тканинна доступність їх різна. Межі коливання тканинної доступності складають: МИГУ-1 - 0,2-4,5; МИГУ-2 - 0,8-11,1; МИГУ-3 - 0,25-6,1 одиниць, що свідчить про найвищу тканинну доступність МИГУ-2. Найвищий показник тканинної доступності визначається для нирок і найнижчий - для головного мозку.

6. Встановлено, що лінійний зв`язок між вмістом германію в плазмі і тканинах, не завжди спостерігається. Так, при введенні МИГУ-1, 2 і 3 в печінці і селезінці, МИГУ-1 і 2 в легенях і м`язовій тканині, МИГУ-2 і 3 в головному мозку, МИГУ-2 - серці, МИГУ-3 - нирках та жировій тканині спостерігається лінійна залежність концентрації германію в плазмі і вказаних тканинах, тобто вони відносяться до центрального відсіку кінетичної схеми розподілу. Нирки і жирова тканина (при введенні МИГУ-1 і 2), серце (МИГУ-1 і 3), головний мозок (МИГУ-1), легені та м`язова тканина (МИГУ-3) відносяться до периферичного відсіку кінетичної схеми розподілу і лінійний зв`язок між концентрацією БАР в плазмі і в тканинах відсутній.

7. Доведено, що швидкість елімінації залежить від виду тканини та структури БАР. Швидкість елімінації сполук з тканин, які описуються в рамках однокамерних моделей переважає, а значення періоду напіввиведення коливаються в межах від 1,85 год (головний мозок) до 16,78 год (легені). Висока швидкість елімінації сполук із головного мозку, оскільки період напіввиведення складає 1,85-2,75 год. В рамках двохкамерних моделей період напіввиведення сполук коливається від 13,16 (МИГУ-3, печінка), до 81,69 год (МИГУ-2, серце).

8. Встановлено, що всі сполуки виділяються з організму переважно із сечею, період напіввиведення складає 20 - 21 год. Період напіввиведення кишковим трактом, навпаки, коливається в широких межах, однак істотно не впливає на показники сумарного процесу. Сумарне виведення вказаних БАР за 5 діб дослідження складає 82, 85 і 90% відповідно, що свідчить про відсутність їх кумуляції.

9. Таким чином, структура, фізико-хімічні властивості та фармакокінетичні характеристики досліджених БАР свідчать про перспективність подальшого дослідження їх фармакодинаміки, встановлення механізмів дії та впровадження в медичну практику.

Список опублікованих праць за темою дисертації

Екстракційно-фотометричне визначення мікрокількостей германію у тканинах експериментальних тварин / Кресюн В.Й., Відавська А.Г., Шемонаєва К.Ф., Сейфуліна І.Й., Щербаков С.В. // Одеський медичний журнал -2000. - №6 (62).-С. 7-11. (вибір шляху введення сполук германію та відбір матеріалу для експерименту, проведення досліджень з визначенням вмісту германію за запропонованим методом та після введення МИГУ-1, МИГУ-2 і МИГУ-3, статистична обробка та аналіз результатів дослідження, аналіз сучасного стану методів дослідження вмісту германію в біологічних об`єктах - 40%).

Шемонаєва К.Ф. Фармакокінетична характеристика координаційної сполуки германію з нікотинамідом // Клінічна фармація. - .2001. - Т. 5, №3.-С. 53-56.

Шемонаєва К.Ф. Фармакокінетика нової біологічно активної речовини - похідної янтарної кислоти // Одеський медичний журнал. - 2001. - №5 (67).-С. 34-37.

Шемонаєва К.Ф. Фармакокінетичні параметри нової комплексної сполуки германію із нікотиновою кислотою // Ліки. - 2001. - №5-6.-С. 89-93.

Шемонаева Е.Ф. Фармакокинетика нового нейротропного соединения германия с янтарной кислотой. // Архів клінічної та експериментальної медицини. - 2001.-Т.10, №2. - С. 238.

Шемонаєва К.Ф. Порівняльна фармакокінетика нових похідних нікотинової кислоти та нікотинаміду // Буковинський медичний вісник. - 2001. - №3. - С. 236-239.

Шемонаева Е.Ф. Основные показатели фармакокинетики нового гепатопротекторного вещества - производного никотинамида. // Вісник Вінницького державного медичного університету. 2002. - Т.6, №1. - С. 240.

Кресюн В.Й., Шемонаева Е.Ф., Видавская А.Г. Сравнительная фармакокинетика новых координационных соединений германия с биолигандами // Вісник психіатрії та психофармакотерапії. - 2002. - №1.-С. 56-65. (введення сполук щурам і визначення вмісту германію в плазмі крові та головному мозку, після введення МИГУ-1, 2 та 3, в 7-ми інтервалах часу, статистична обробка результатів експерименту, обрахування фармакокінетичних параметрів, аналіз одержаних результатів, огляд літератури - 45%).

Шемонаєва К.Ф. Порівняльна фармакокінетика нових координаційних сполук - похідних нікотинової та янтарної кислот // Материалы научно-практической конференции «Лекарства-человеку».-Х., 2001. С. - 511-516.

Пат. 38285 А (2001) винахід №8701 від 30.01.2001 р. Спосіб визначення мікро кількостей германію в тканинах / Кресюн В.Й., Щербаков С.В., Шемонаєва К.Ф., Відавська А.Г., Відавська А.О. (51) 7 А61В5/00 номер заявки 2000063521 от 16.06.2000 рішення від 15.05.2001 // Бюл. №16.-С. 23 (самостійно провела низку експериментів для визначення германію в тканинах тварин з найменшими втратами, апробацію методу, статистичну обробку одержаних даних, аналіз результатів експерименту - 40%).

Шемонаева Е.Ф. Фармакокинетическая характеристика нового комплексного соединения германия. Одеса, 2-3 жовтня 2001 р.: Тези доповідей конференції «Актуальні питання дитячих інфекцій.» - Одеса, 2001. С. 145-146.

Шемонаева Е.Ф. К фармакокинетике нового перспективного координационного соединения германия с никотиновой кислотой. Одесса, 2001 г.: Материалы 7-й Международной научно-практической конференции «Современные достижения валеологии и спортивной медицины». - Одесса, 2001 г. - С. 115-116.

Шемонаєва К.Ф. Основні показники фармакокінетики координаційної сполуки германію з нікотинамідом. Дніпропетровськ, 1-4 жовтня, 2001 р.: Тези доповідей 2-го Національного з'їзду фармакологів України «Фармакологія 2001 - крок у майбутнє». - Дніпропетровськ, 2001. - С. 283.

Шемонаева Е.Ф. Фармакокинетика нового координационного соединения германия. Харків, 16-17 липня 2000 р.: Тези доповідей 3-ї науково-практична конференції з міжнародною участю «Нове у клінічній фармакології та фармакотерапії захворювань внутрішніх органів». - Харків, 2000.-С. 42-43.

Шемонаева Е.Ф. Сравнительная характеристика фармакокинетики новых координационных соединений германия с биолигандами. Харків, 14 червня 2001 р.: Тези доповідей науково-практичної конференції «Ліки - людині». - Харків. 2001. С. 100-101.

Размещено на Allbest.ru