Журнал «Медицина неотложных состояний» 2 (57) 2014

Статья опубликована на с. 31-35

Введение

Одной из приоритетных проблем медицины неотложных состояний является изучение механизмов формирования, лечения и предупреждения острой патологии химической этиологии. Многие химические вещества оказывают крайне неблагоприятное воздействие на процессы функционирования организма, вызывая глубокие патологические изменения. К таким веществам относятся, в частности, производные 2,4-динитрофенола (2,4-ДНФ) — динитроортокрезол (ДНОК), который используется в промышленности и сельском хозяйстве [2–5, 8].

Теоретической основой поиска и разработки новых фармакологических средств с антидотными свойствами, используемых при отравлениях ДНОК, послужили сведения о механизме его токсического действия, который заключается в разобщении процессов окислительного фосфорилирования. Кроме того, алкилпроизводные 2,4-ДНФ, являясь выраженными прогипоксантами, одновременно обладают и свойствами прооксидантов [4, 8]. В связи с этим поиск потенциальных средств детоксикации антидотного типа действия целесообразно проводить, с нашей точки зрения, среди оригинальных химических соединений, сочетающих свойства антигипоксантов и антиоксидантов.

Согласно данным литературы [9, 11–18] и результатам собственных исследований [15–17], координационные соединения германия с биолигандами различного химического строения обладают низкой токсичностью, высокой гепатопротекторной, мембранопротекторной и антигипоксантной активностью с уникальными фармакокинетическими характеристиками. Результаты проведенных нами ранее исследований показали, что высокой антидотно-лечебной активностью при ДНОК-интоксикации обладает оригинальное координационное соединение германия с никотинамидом (лабораторный шифр МИГУ-2) [14].

На современном этапе создания новых лекарственных средств необходимым требованием доклинических исследований является определение параметров фармакокинетики потенциальных препаратов, включая антидоты. Вместе с тем в токсикологической практике хемобиокинетические исследования токсического агента служат критерием оценки антидотной эффективности препарата. В этом аспекте результаты токсикокинетических исследований изучаемого токсиканта представляются крайне необходимыми и актуальными.

Вышеизложенное предопределило цель настоящей работы — сравнительное исследование токсикокинетики ДНОК в «норме» и на фоне применения потенциального антидота МИГУ-2.

Материалы и методы исследования

Эксперименты выполнены на белых нелинейных крысах массой 160–200 г обоих полов в полном соответствии с требованиями ГП «Государственный экспертный центр МЗ Украины» [10]. Экспериментальной моделью служил патологический процесс, развивающийся у животных при внутрижелудочном введении 1% водного раствора натриевой соли ДНОК в дозе, соответствующей среднесмертельной (ЛД₅₀).

Все крысы были разделены на 2 группы: первая группа — контрольная, представлена животными, которым вводили ДНОК. Вторая группа — опытная, это животные с ДНОК-интоксикацией, получавшие МИГУ-2 в специально разработанном дозовом режиме (87,34 мг/кг за 48 мин до начала и 112,87 мг/кг через 5 мин после поступления яда в желудок) [14].

Количественное содержание ДНОК в крови определяли через 1, 6, 12 и 24 ч с момента его введения в организм [1].

Расчет токсикокинетических показателей ДНОК проводили с помощью разработанной компьютерной программы [7] в рамках двухчастевой модели с всасыванием с использованием методических приемов [19] на основе функции зависимости концентрации от времени в логарифмических координатах. Учитывая нормальность распределения экспериментальных данных и равность дисперсий, полученные результаты обрабатывали статистически с использованием t-критерия Стьюдента [6].

Рассчитывали следующие параметры: на этапе всасывания — константу скорости всасывания (K₀₁), период полуабсорбции (t_1/2,а), максимальную концентрацию препарата (яда) (C_max) и время ее достижения (t_max); на этапе распределения — объем распределения (V_d), период полураспределения (t_1/2), площадь под токсикокинетической кривой (AUC), кажущуюся начальную концентрацию (C₀); на этапе элиминации — константу скорости элиминации (К_el), период полуэлиминации (t_1/2,_el), общий клиренс (Cl_T), среднее время пребывания яда в организме (MRT).

Результаты и их обсуждение

На основании результатов определения концентрации ДНОК в крови в изучаемой динамике нами была построена кинетическая кривая (рис. 1), которая положена в основу расчета токсикокинетических параметров яда при применении потенциального антидота и без него.

Известно, что одним из ключевых этапов токсикокинетики ксенобиотиков является процесс их абсорбции из места внесосудистого введения в системный кровоток, от которого в значительной степени зависят скорость, характер и степень развития отравлений. В связи с этим на первом этапе исследования особое внимание уделялось расчету параметров, характеризующих процесс всасывания ДНОК в изучаемых условиях эксперимента (табл. 1).

Характеризуя этап всасывания яда у животных контрольной и опытной групп, следует обратить внимание на константу скорости всасывания (К₀₁) в сравнительном аспекте. Из данных, приведенных в табл. 1, видно, что ДНОК без применения МИГУ-2 быстро поступает в системный кровоток и величина К₀₁ составляет 3,01 ч^–1. В то же время на фоне введения МИГУ-2 исследуемый пестицид примерно в 2,5 раза медленнее всасывается в кровь.

Тесно связанный с К₀₁ обратно пропорциональной зависимостью период полуабсорбции характеризует время, необходимое для поступления половины введенной дозы в системный кровоток. Так, если в контроле t_1/2,а составляет 0,23 часа, то в опытной группе этот параметр увеличивается в 2,5 раза и составляет 0,57 часа.

Анализ величин С_max в обеих сравниваемых группах показывает, что у крыс контрольной группы этот параметр имеет сравнительно высокую величину — 73,02 мкг/мл, которая достигается уже через 3 часа от момента поступления яда в организм, что позволяет судить о достаточно малом латентном периоде развития ДНОК-интоксикации. В опытной же группе животных концентрация ДНОК снижается в 1,7 раза в сравнении с животными контрольной группы и составляет 42,4 мкг/л.

Следовательно, выявленные изменения в кинетике ДНОК в сторону замедления процесса всасывания указывают на способность потенциального антидота отдалять и уменьшать реализацию токсикодинамических эффектов ДНОК.

Не менее важным представляется характеристика распределения ДНОК под влиянием МИГУ-2 из центральной камеры в периферические органы и ткани (табл. 2).

Как видно из табл. 2, величина V_d у контрольных животных в 1,4 раза превышает значения, идентифицированные в опытной группе, что свидетельствует о способности МИГУ-2 препятствовать депонированию ДНОК в организме.

Исходя из величины периода полураспределения, процесс поступления яда в периферическую камеру кинетической модели распределения в контроле занимает сравнительно короткий промежуток времени, что является немаловажным фактором, определяющим скорость наступления ДНОК-интоксикации и тяжесть клинических проявлений. Это также подтверждается величиной AUC, которая у животных без применения МИГУ-2 составляет 2535,4 мк·ч·мл^–1.

Введение же изучаемого антидота выгодно изменяет процессы перехода токсиканта в периферические камеры, о чем свидетельствует увеличение периода полураспределения ДНОК в 1,7 раза. Кроме того, под влиянием МИГУ-2 в 2,1 раза уменьшается величина AUC и в 1,7 раза — кажущаяся начальная концентрация.

Таким образом, анализ распределения ДНОК из центрального кровотока в периферические камеры демонстрирует, что лечебно-профилактическое введение МИГУ-2 значительно модифицирует характер распределения и депонирования яда, что способствует снижению интенсивности его токсикодинамических эффектов и в конечном итоге уменьшает опасность возникновения ДНОК-интоксикации.

Учитывая центральную роль печени и почек в реализации токсического действия любого ксенобиотика, и ДНОК в том числе, было целесообразно изучить его кинетические процессы именно в этих органах (табл. 3).

Из полученных результатов следует, что ДНОК у животных контрольной группы достаточно интенсивно поступает в печень и почки, о чем свидетельствуют практически все изучаемые токсикокинетичесие параметры.

При применении же МИГУ-2 у крыс в условиях отравления ДНОК происходит значительная модификация всех изучаемых токсикокинетических параметров. Так, в частности, под влиянием МИГУ-2 происходит уменьшение поступления и накопления ДНОК за счет снижения величины C_max в печени и почках крыс. Также усиливается процесс исчезновения ДНОК из анализируемых органов вследствие практически 2-кратного увеличения в них экскреторно-элиминационных процессов (в 2 и 1,6 раза соответственно). Кроме того, при применении МИГУ-2 уменьшается среднее время пребывания яда в печени и почках с одновременным снижением его депонирования, о чем свидетельствует достоверное изменение площади под токсикокинетической кривой.

Следовательно, одной из составляющих антидотно-лечебной активности МИГУ-2 является его способность уменьшать скорость и количество поступившего яда в жизненно важные органы.

Наиболее важным этапом токсикокинетики является процесс элиминации из центральной камеры кинетической модели распределения (табл. 4).

Как следует из табл. 4, ДНОК имеет период полуэлиминации 27,83 ч^–1, что объясняется сравнительно длительной персистенцией яда в организме, в основном за счет липофильных депо в маловаскуляризированных органах и тканях [4]. При этом скорость исчезновения ДНОК из организма без проведения фармакокоррекции довольно низкая, о чем свидетельствуют величины К_el и Cl_T. Слабая интенсивность процесса элиминации обусловливает длительное (41,31 ч) пребывание ксенобиотика в организме.

В группе животных, леченных МИГУ-2, процессы экскреции и элиминации ДНОК из крови крыс протекают в 1,3 раза интенсивнее, о чем свидетельствует увеличение константы скорости элиминации и, соответственно, уменьшение периода полуэлиминации. Более того, в условиях фармакотерапии МИГУ-2 скорость очищения центрального кровотока от яда увеличивается в 1,33 раза, а среднее время его пребывания в организме сокращается на 9 ч вследствие ускорения его выведения, снижения скорости и степени всасывания в системный кровоток.

Обсуждение полученных результатов

Обобщающий анализ полученных данных показывает, что ДНОК вследствие своей высокой липофильности активно всасывается в организм, где депонируется и длительное время персистирует. Это, вероятно, и является следствием поражения энергозависимых процессов почечной экскреции вследствие разобщения процессов окислительного фосфорилирования, характерного для ДНОК [4, 8]. Применение с лечебно-профилактической целью МИГУ-2 формирует выгодные в плане детоксикации изменения токсикокинетики ДНОК, направленные на снижение его абсорбции в желудочно-кишечном тракте, скорости и степени поступления яда в паренхиматозные органы (печень и почки), а также ускоряет элиминацию яда из биосред.

Таким образом, одним из путей реализации детоксикационного действия МИГУ-2 при острой пероральной ДНОК-интоксикации является модификация всех этапов токсикокинетики яда, что значительно снижает степень его токсического воздействия на организм в целом и на жизненно важные биотрансформационные и экскреторные органы в частности.