МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ

ОДЕСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ

УНІВЕРСИТЕТ

ЛОБАШОВА КАТЕРИНА ГЕННАДІЇВНА

УДК: 615.07:615.214.22

Біокінетика рибофлавіну і 2-дезоксиглюкози в структурах ока
експериментальних тварин у нормі і за лужного опіку

14.03.05 – фармакологія

Автореферат дисертації

на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Одеса – 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Одеському національному університеті

ім. І. І. Мечникова МОН України та Фізико-хімічному інституті

ім. О. В. Богатського НАН України.

Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор

Жук Ольга Вікторівна,

Одеський національний університет

ім. І.І.Мечникова МОН України, м.
Одеса,

провідний науковий співробітник

проблемної науково-дослідної
лабораторії-5.

Офіційні опоненти: доктор медичних наук, професор

Сотникова Олена Петрівна,

Інститут очних хвороб і тканинної
терапії

ім. В. П. Філатова АМН України, м.
Одеса

завідувач лабораторії

фармакології і тканинної терапії;

доктор медичних наук, професор

з.д.н.т. України

Лук’янчук Віктор Дмитрович,

Луганський державний медичний
університет

МОЗ України, м. Луганськ,

завідувач кафедри фармакології.

Провідна установа: Інститут фармакології та токсикології АМН

України, відділ фармакокінетики, м.
Київ

Захист дисертації відбудеться “ 6 ” квітня 2005 р. о 1300 годині на
засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.600.01 в Одеському державному
медичному університеті МОЗ України (65026, Одеса, Валіхівський пров.,
2).

З дисертацією можна ознайомитися в науковій бібліотеці Одеського
державного медичного університету МОЗ України (65026, Одеса,
Валіхівський пров., 3).

Автореферат дисертації розіслано “ 5 ” березня 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

к.мед.н., доцент
Годован В.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Успіхи сучасної фармакотерапії зв’язують не тільки зі
створенням нових високоактивних лікарських засобів, але і з розробкою
нових лікарських форм, оптимізацією способу і режиму введення
препаратів. Виразність і тривалість терапевтичного ефекту лікарської
сполуки залежать винятково від фармакокінетики ліків в організмі і
способу їх введення в організм. Основна мета фармакокінетики –
оптимізація дозування речовини з метою поліпшення терапевтичного ефекту
і зменшення токсичного (Варфоломеєв С.Д., Гуревич К.Г., 1999; Boronjerdi
M., 2001).

Складність консервативної терапії в офтальмології полягає в тому, що
далеко не всі лікарські засоби проникають крізь гемато-офтальмічний
бар’єр (Морозов В.І., Яковлєв А.А., 1998.). На сьогоднішній день немає
чітких уявлень про механізми селективного транспорту ксенобіотиків крізь
гемато-офтальмічний бар’єр (Головенко М.Я., 2004). Характер змін
бар’єрних механізмів ока повинен визначати раціональний шлях введення та
дозування кожного препарату (Тазетдинова Н. Р., 1989). Експериментальний
опік викликає зміни гемато-офтальмічного бар’єра, що реалізується
підвищенням біологічної доступності препарату в камерну вологу опалених
очей (Пучковская Н.А. і спів., 2001). Даний факт необхідно враховувати
при медикаментозному лікуванні хвороб ока в тому числі лужного опіку,
тому що при комплексній терапії підвищення концентрації лікарського
засобу може привести до зміни ефективності терапевтичної дії, а також
появі побічних ефектів.

Таким чином, прикладний аспект даної дисертаційної роботи складається в
дослідженні процесів фармакокінетики лікарських засобів в тканинах ока
при різних способах їх введення, як основи для розробки раціональних
схем лікування. Однак, крім практичної сторони даного питання, істотний
інтерес представляє й теоретичний аспект роботи — моделювання процесів
фармакокінетики в структурах ока. Процеси надходження, розподілу й
елімінації лікарських препаратів у структурах ока мають свої специфічні
особливості, у першу чергу обумовлені гемато-офтальмічним бар’єром і
наявністю ізольованих відділів ока (Віт В.В., 2003). Математичні моделі,
що описують таку специфічну фармакокінетику ліків, практично відсутні.
На сьогоднішній день немає даних по фармакокінетиці рибофлавіну та
дезоксиглюкози в структурах очей, ліків, які часто використовуються в
офтальмологічній практиці. Вітамін В2 широко використовується при
лікуванні катаракти, хвороб сітківки та зорового нерва. Він відіграє
велику роль у підтримуванні нормальної зорової функції ока та впливає на
усі види обміну речовин, зокрема, у рогівці і кришталику (Машковський
М.Д., 2003). Розчин глюкози володіє плазмозамінною, метаболічною,
дезінтоксикаційною дією (Білоусов Ю.Б. і спів., 2002). Все вищесказане й
визначило напрямок нашого експериментального дослідження.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Матеріали
дисертації є фрагментами НДР Одеського національного університету ім. І.
І. Мечникова МОН України “Вивчення фармакологічної дії біологічно
активних речовин різного походження на окремі функціональні системи
організму тварин” (№ держреєстрації 0101U001135) і Фізико-хімічного
інституту НАН України “Молекулярні механізми дії та конструювання
біологічно активних речовин (нейротропних, противірусних,
антимікробних)” (№ держреєстрації 0102V001629). Дисертант є
співвиконавцем цих тем.

Мета і завдання роботи. Оцінка впливу способу введення і гострого
лужного опіку ока на фармакокінетику рибофлавіну і 2-дезоксиглюкози в
організмі та структурах ока експериментальних тварин та обґрунтування
раціонального шляху введення лікарських засобів.

Для досягнення мети були поставлені наступні завдання:

1. Вивчити кінетику вмісту рибофлавіну і 2-дезоксиглюкози у крові і у
волозі передньої камери інтактного ока при внутрішньовенному,
внутрішньоартеріальному і внутрішньом’язовому введенні лікарських
засобів тваринам.

2. Дослідити вплив патології — лужного опіку ока тварин — на параметри
надходження рибофлавіну і 2-дезоксиглюкози у вологу передньої камери ока
при їх внутрішньовенному, внутрішньоартеріальному і внутрішньом’язовому
введенні.

3. Визначити особливості процесів розподілу досліджуваних сполук у
структурах інтактного ока тварин і за умов лужного опіку.

4. Провести порівняльне дослідження процесів фармакокінетики рибофлавіну
в організмі тварин при внутрішньовенному і внутрішньом’язовому способах
його введення.

5. Здійснити математичне моделювання процесів біокінетики рибофлавіну і
2-дезоксиглюкози в організмі експериментальних тварин в нормі і при
експериментальній патології.

Об’єкт дослідження – процеси надходження і розподілу лікарських засобів
у структурах ока та організмі інтактних тварин і при експериментальній
патології.

Предмет дослідження – основні закономірності процесів фармакокінетики
рибофлавіну і 2-дезоксиглюкози в організмі та структурах ока тварин у
нормі та експериментальній патології в залежності від шляху введення
лікарських сполук.

Методи дослідження – фармакологічні, фармакокінетичні, радіометричні,
статистичні, математичні.

Наукова новизна роботи. На підставі дослідження процесів розподілу
2-дезоксиглюкози і рибофлавіну в структурах інтактного ока
експериментальних тварин і підданих лужному опіку вперше доведено, що
параметри накопичення залежать від шляху надходження ліків, їх структури
і впливу патологічного процесу. Вперше обґрунтовано перевагу введення в
сонну артерію кролів лікарських сполук для досягнення більш високої їх
концентрації як у крові, так і у волозі передньої камери ока, що створює
передумови для більш інтенсивного процесу надходження сполуки в різні
відділи ока. Вперше доведено, що за рахунок «ефекту обернення констант»
кінетичної схеми розподілу рибофлавіну в крові і камерній волозі очей
кролів при внутрішньом’язовому способі введення можливе створення
стаціонарного рівня концентрації препарату для пролонгованого впливу
ліків на внутрішнє середовище ока. Вперше продемонстровано, що
експериментальний опік ока кролика викликає зміну проникності
гемато-офтальмічного бар’єра для даних речовин, що призводить до
збільшення їх концентрації у волозі передньої камери ока незалежно від
способу введення. Для оцінки параметрів розподілу досліджуваних сполук у
крові і камерній волозі очей і організмі тварин вперше була використана
комбінація позамодельних методів аналізу, розроблена модифікація
двочасткової моделі, адаптованої до дослідження процесів розподілу в
структурах очей і формальний апарат фазового моделювання.

Практичне значення одержаних результатів. Дослідження процесів
надходження, розподілу й елімінації лікарських засобів у структурах ока
при різних способах їх введення в нормі і за лужного опіку ока є
обґрунтуванням раціональних підходів до офтальмотерапії. Результати
дозволили визначити переважний спосіб введення (внутрішньоартеріальний)
для підвищення біодоступності біологічно активних сполук (на прикладі
рибофлавіну і 2-дезоксиглюкози) у відділах ока експериментальних тварин,
що застосовано у клінічній роботі на кафедрі очних хвороб Кримського
медичного університету.

Розроблені і модифіковані методи математичного аналізу фармакокінетичних
даних можуть бути використані в експериментальній і клінічній
фармакології офтальмологічних препаратів.

Особистий внесок здобувача. Автором самостійно проведено
патентно-інформаційний пошук, аналіз наукової літератури за темою
дисертації, визначені мета та завдання дослідження, опрацьовані дослідні
моделі, проведені експериментальні дослідження. Виконано статистичну
обробку отриманих даних та оформлення їх у вигляді таблиць і графіків,
сформульовані висновки роботи, опубліковані головні положення
результатів.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційної
роботи доповідалися на науковій конференції офтальмологів, присвяченій
125-річчю з дня народження акад. В.П. Філатова (Одеса, 2000); II
національному з’їзді фармакологів України (Дніпропетровськ, 2001), 16-му
з’їзді Українського фізіологічного товариства (м. Вінниця, 2002).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 9 робіт, з них 7 статей в
наукових журналах, затверджених ВАК України, 2 тез доповідей – в
збірниках наукових робіт.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 125
сторінках машинопису, вона складається зі вступу, огляду літератури,
опису матеріалів та методів дослідження, двох розділів власних
досліджень, обговорення результатів досліджень, висновків та списку
використаних джерел. Робота проілюстрована 30 рисунками та 8 таблицями.
Бібліографія включає 184 джерела (68 вітчизняних та 116 зарубіжних).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДОСЛІДЖЕННЯ

Матеріали та методи дослідження. Досліди були проведені на 30 кролях
породи шиншилла обох статей масою 1,8±2,2 кг і 59 білих нелінійних
мишах-самцях масою 20-25 г (Стефанов О.В., 2001). Досліджувані речовини
вводилися внутрішньовенно (в/в), внутрішньоартеріально (в/а) та
внутрішньом’язово (в/м). В ході роботи використовувались мічені
14С-аналоги досліджуваних сполук: 14С-рибофлавін з питомою активністю
5,6 Сi/mol і 14С-2-дезоксиглюкоза з питомою активністю 2,5 Сi/mol фірми
Amersham (США). Для оцінки впливу експериментального опіку на параметри
фармакокінетики досліджуваних лікарських засобів одне з очей кожного
кроля піддавалося лужному опіку (Toshida H. et al., 2002), інше око
зберігалося як контрольне. Після стандартного лужного опіку тварині
вводилися 14C-рибофлавін і 14С-2-дезоксиглюкоза в обсязі 0,1 мл (2,5 млн
імп/хв на кг) в/а в сонну артерію, в/в в стегнову вену з боку опаленого
ока і в/м в стегновий м’яз. Забір камерної вологи здійснювався
пункційним проколом з обох очей з інтервалом 10 хв перших чотирьох проб
і на 100 і 120-й хв (Сомов Е.Е., Бржеський В.В., 1998). Паралельно
відбиралася кров зі стегнової вени тварини протягом 2 год з інтервалом у
10 хв з наступною через 2 год евтаназією тварин повітряною емболією.
Потім проводили енуклеацію і препарування опаленого та здорового ока.
Визначення загальної радіоактивності здійснювалося в наступних відділах
ока: рогівці, райдужці, кришталику, склистому тілі, війковому тілі з
хоріоїдією і сітківкою (одним блоком), у склері опалених та інтактних
очей.

Вміст загального радіоактивного матеріалу в крові, волозі передньої
камери опалених і контрольних очей і тканинах ока визначався методом
сцинтіляційної рідинної фотометрії на приладі “Canberra-Paсkard ТRI-CARB
2700 TR” (CША).

Аналогічним методом визначався вміст загального радіоактивного матеріалу
в органах і тканинах мишей при введенні їм 14C-рибофлавіну в/в (у
хвостову вену) і в/м (у стегновий м’яз) у дозі 2 млн імп/хв на
експериментальну тварину. Отримані результати були оброблені статистично
з використанням програми Excel 6.0. Розрахунки фармакокінетичних
параметрів і математичне моделювання отриманих результатів були
проведені з використанням камерного і фазового моделювання (Головенко
М.Я. і спів., 2003).

Результати дослідження та їх обговорення. Дослідження процесів розподілу
14С-2-дезоксиглюкози в плазмі і волозі передньої камери ока в інтактному
оці і після нанесення лужного опіку в умовах її внутрішньосудинного
введення. Основа можливих розходжень фармакокінетики ксенобіотиків при
їх внутрішньосудинному введенні полягає в прояві «ефектів первинного
проходження»: при внутрішньовенному введенні органом «первинного
проходження» є легені; при внутрішньоартеріальному введенні, перед тим
як надійти у велике коло кровообігу, ліки «первинно» проходять через
«орган-мішень», кровопостачання якого забезпечує ін’єціруєма артерія.
Можливість (частково) «адресного» первинного надходження ліків в
«орган-мішень» при внутрішньоартеріальному введенні є однією з
біофармацевтичних проблем, оцінка якої може бути здійснена тільки
фармакокінетично.

При вивченні процесів розподілу 14С-2-дезоксиглюкози (ДГ) в крові кролів
в умовах її внутрішньосудинного введення виявлено, що протягом 2 год
дослідження спостерігається моноекспоненціальний процес елімінації
сполуки з крові незалежно від способу введення. Протягом всього
інтервалу дослідження спостерігався вірогідно більш високий вміст ДГ в
плазмі крові при в/а способі введення. Швидкість процесу елімінації
вірогідно вище при в/в введенні, що обумовлює більш короткий період
напіввиведення сполуки і середній час ії перебування в плазмі крові.
Загальний кліренс (Clt), що відбиває швидкість звільнення від препарату
одиниці об’єму біорідини, вірогідно менше при в/а введенні ДГ (табл.1).

Таблиця 1

Параметри фармакокінетики 14С — дезоксиглюкози в крові кролів при різних
способах внутрішньосудинного введення

Параметри Плазма крові

В/а введення

В/в введення

tst

kel (хв-1) 0,0128?0,0003 0,0158?0,001 2,87

ln C0 10,6?0,022 10,3?0,055 3,88

MRT (хв) 77,9?1,83 63,4?3,78 3,44

T0,5 (хв) 53,9?1,27 43,9?2,62 3,45

AUC (імп/хв·мл)·хв 36611?730 24845?401 14,12

Clt (мл/хв) 0,66?0,019 0,94?0,015 11,9

Vd (мл) 51,1?3,91 59,8?2,77 1,82

tтабл 2,45 3,71 5,96

Об’єм розподілу (Vd) не має достовірних відмінностей. Порівняльний
аналіз площ під фармакокінетичними кривими концентрації (AUC0-t) ДГ та
ії метаболітів при різних способах введення показав, що при в/в способі
введення в дослідженому інтервалі концентрація ДГ нижча і складає ? 60%
від AUC0-t при в/а введенні (табл.1).

Вивчення вмісту ДГ в інтактному та опаленому очах показало, що даний
лікарський засіб досить швидко надходить у камерну вологу обох очей і
при в/в введенні максимальний вміст спостерігається на 20-й хв
експерименту. При в/а введенні швидкість абсорбції у вологу контрольного
ока вища — максимум концентрації спостерігається вже через 10 хв
(рис.1). Даний показник збігається з часом максимального вмісту ДГ в
крові, що свідчить про швидкий процес обміну «кров — волога». Для
аналізу процесів фармакокінетики сполуки у волозі передньої камери
використовували одночасткову модель.

Отримані величини параметрів представлені в табл. 2. Порівняльний аналіз
параметрів процесу розподілу ДГ у волозі передньої камери контрольних
очей кролів при різних способах внутрішньосудинного введення виявив
наступні закономірності: швидкість процесу елімінації і, відповідно,
параметри, що залежать від даного показника — час напівелімінації (52-54
хв) і середнього перебування лікарського засобу в організмі (76-77 хв),
не має достовірних відмінностей. Вміст же у волозі при в/а способі
введення вірогідно вище (Р?0,001), ніж при в/в.

Кліренс препарату вірогідно нижче при в/а введенні, а об’єм розподілу
однаковий. Опік викликає в першу чергу зміни в рівні вмісту сполуки у
волозі передньої камери ока — при в/а введенні вірогідно вище початкова
концентрація препарату (С0), площа під фармакокінетичною кривою
«концентрація — час» (AUC0-t) (табл.2).

На підставі співвідношення площ під фармакокінетичними кривими
«концентрація — час» були визначені константи рівноваги процесу
транспорту маси в системі «кров — тканина», що склали: при в/в способі
ведення в контрольному оці 0,88±0,053 і при опіку — 1,03±0,08; для в/а
способу відповідно 0,75±0,038 та 0,94±0,014. Достовірне збільшення
константи рівноваги спостерігається тільки при опіку і в/а способі
введення.

Отже, даний аналіз демонструє, що в/а спосіб введення сполуки дає
можливість створення більш високої її концентрації у волозі передньої
камери ока при меншій швидкості звільнення від лікарського засобу
одиниці об’єму крові. Це створює передумови для більш інтенсивного
процесу надходження сполуки в різні відділи ока. Експериментальний опік
ока кроля викликає зміну концентрації ДГ у волозі передньої камери, а
також швидкості переходу досліджуваної сполуки з камерної вологи в кров,
можливо, за рахунок зміни проникності гемато-офтальмічного бар’єра.

Таблиця 2

Параметри фармакокінетики 14С — дезоксиглюкози у волозі передньої камери
кролів при різних способах внутрішньосудинного введення сполуки

Параметри Камерна волога

контрольного ока Камерна волога

опаленого ока tst

контроль-опік tst

в/в – в/а контроль tst

в/в –в/а опік

Внутрішньоартеріальне введення

kel (хв-1) 0,0129?0,001 0,0163?0,0009 2,53 0,21 0,97

ln C 10,3?0,09 10,7?0,12 2,81 1,71 2,5

MRT (хв) 77,3?3,72 61,2?7,13 2,35 0,22 0,33

T0,5 (хв) 53,6?2,58 45,0?4,94 1,76 0,21 1,01

AUC0-t

((імп/хв·мл)·хв) 27358?714 33804?1071 5,0 5,3 6,3

Clt (мл/хв) 0,89?0,003 0,74?0,0023 40,8 39,5 45,6

Vd (мл) 68,7?5,33 45,05?2,45 4,02 1,44 3,28

Внутрішньовенне введення

kel (хв-1) 0,0132?0,0011 0,015?0,00142 1,27 tтабл

ln C 10,12?0,029 10,4?0,0024 9,62 Р?0,05 2,45

MRT (хв) 75,6?8,04 66,9?5,99 1,19 Р?0,01 3,71

T0,5 (хв) 52,4?5,57 46,3?4,15 1,19 Р?0,001 5,96

AUC0-t

((імп/хв·мл)·хв) 22314?622 27320?1185 3,74

Clt (мл/хв) 1,06?0,003 0,91?0,003 34,62

Vd (мл) 80,4?6,10 60,7?4,05 2,7

Розподіл 14С-2-дезоксиглюкози в тканинах ока кроля в нормі і за лужного
опіку при ії внутрішньосудинному введенні. При вивченні впливу способу
введення ДГ на процеси її розподілу в тканинах інтактних і опечених очей
кролів показано, що через 2 год після в/в і в/а способів введення ДГ
кролям сполука виявляється у всіх досліджених тканинах здорового ока.
Спосіб внутрішньосудинного введення вірогідно змінював процеси
накопичення ДГ у відділах ока. Порівняльний аналіз вмісту ДГ в тканинах
ока при в/в і в/а способах введення демонструє істотне зростання
концентрації сполуки при введенні в сонну артерію в тканинах ока, які
мають кровоносні судини — війковому тілі, хоріоїдії і сітківці, а також
склері (рис.2).

При введенні ДГ в сонну артерію кроля спостерігалася і зміна процесів
розподілу сполуки у відділах очей, підданих важкому лужному опіку.
Показано достовірне (Р?0,01) збільшення концентрації ДГ в опаленому оці
в порівнянні зі здоровим. Проведені дослідження показали, що
внутрішньосудинне введення ДГ сприяє створенню високої концентрації її в
крові і супроводжується значним підвищенням проникності
гемато-офтальмічного бар’єру для ДГ в опалених очах кролів. При цьому
сорбційні властивості тканин опікового ока стосовно введеної
внутрішньоартеріально і внутрішньовенно ДГ істотно відрізняються. Отже,
отримані результати по дослідженню фармакокінетики ДГ в різних відділах
ока при різних шляхах надходження сполуки демонструють істотний і
достовірний вплив способу введення на параметри процесу розподілу. Опік
викликає зміни гемато-офтальмічного бар’єра, що призводить до збільшення
концентрації ДГ практично у всіх досліджених відділах ока (рис.2).

Фармакокінетика 14С-рибофлавіну в плазмі крові і у волозі передньої
камери інтактного ока кролів і за експериментального лужного опіку при
внутрішньосудинному і внутрішньом’язовому введенні препарату. Вивчення
процесів розподілу 14С-рибофлавіну (РФ) в плазмі крові при різних
способах введення продемонструвало істотний вплив способу введення на
параметри фармакокінетики препарату в крові. Вірогідно найбільш високий
вміст загального радіоактивного матеріалу в плазмі крові спостерігалося
при в/а надходженні радіоактивного РФ, найменше — при його в/м введенні
(рис.3).

Загальною закономірністю кінетики елімінації РФ з крові при всіх
досліджуваних способах введення є моноекспоненціальний процес виведення.
Параметри процесів елімінації також істотно залежали від способу
введення. Так, при в/а введенні спостерігається вірогідно більш висока
швидкість елімінації РФ в порівнянні з іншими способами введення
препарату. Для в/м введення РФ характерна швидка фаза абсорбції
препарату — вже через 10 хв експерименту нами не зареєстрований процес
його надходження. Характерною рисою даних процесів при в/м способі
введення є низький (майже у 1,5 — 2 рази нижче, ніж при
внутрішньосудинному введенні) рівень загальної радіоактивності в плазмі
крові і більш повільна швидкість його елімінації (спостерігається
стаціонарний рівень концентрації у всьому дослідженому інтервалі
експерименту). Це обумовлює і більш тривалий час елімінації і утримання
препарату в організмі (MRT) — період напіввиведення складає 3 години, а
MRT дорівнює майже 4 години.

0

???0

 

- d I D

O

OJPJQJ

ZH[z^°^Ue1/4™|™X$

O

$

O

$

O

O

@

O

O

@

O

@

O

$

O

O

@

O

O

@

O

@

O

$

O

O

O

O

O

O

O

O

O

$

O

$

O

O

O

$

O

O

$

O

O

$

O

O

$

O

O

$

O

??????????я через 20 хв у всіх досліджених об’єктах, за винятком
опаленого ока при в/а введенні, де фаза надходження завершується через
10 хв експерименту (рис.4).

Порівняльний аналіз загальної радіоактивності у волозі при
внутрішньосудинному введенні виявив вірогідно вищий рівень РФ в
опаленому оці при введенні препарату в сонну артерію. Спостерігалося
тільки моноекспоненційне зниження концентрації ліків як у центральній
камері (кров), так і в периферичній (волога передньої камери ока). Це
дає підставу припускати, що їх ?-фаза завершується протягом перших
термінів виміру концентрацій (10 — 20 хв) і подальше рівнобіжне (у
напівлогарифмічних координатах) зниження концентрації в центральному і
одному з периферичних відсіків є результатом процесів ?-фази — виведення
РФ і його метаболітів з організму. Для оцінки параметрів кінетики вмісту
РФ в очах запропонована модифікація двочасткової моделі, що включає в
розгляд кінетичної схеми кілька периферичних камер, які можуть при
аналізі дослідних даних репрезентувати око (як орган) і його
субструктури. Протягом 2 год після лужного опіку ока виявили зростання,
стосовно контрольних значень, вмісту РФ і збільшення екстенсивних
параметрів процесів розподілу (максимальної концентрації і площ під
фармакокінетичною кривою «концентрація-час»). Інтенсивні параметри (? і
?) зберігають своє значення. Можливий механізм цього процесу — зростання
величини константи швидкості надходження РФ з крові в опалене око (kі).
Однак, виявлений процес зниження продукції вологи передньої камери ока
після опіку робить більш ймовірне припущення про збільшення значення
величини ki/?i, де ?i — константа швидкості надходження ліків з ока в
кров. Зростання концентрації загального радіоактивного матеріалу у
волозі опаленого ока можливе в умовах зниження швидкості прямого і
зворотного (більш значного) процесів масопередачі.

При в/м способі введення швидкість надходження препарату в опалене око,
період напівабсорбції і AUC вірогідно вище, ніж у інтактному оці. При
цьому, у всіх досліджених тест-об’єктах відзначається повільне зниження
вмісту РФ (константа швидкості процесу складає 0,003 — 0,006 хв-1, час
напівелімінації: 214 — 117 хв). Ця істотна відмінність фармакокінетики
РФ при його в/м введенні обумовлена «ефектом обернення констант»
кінетичної схеми його розподілу. Цей феномен лежить в основі створення
лікарських форм із пролонгованим ефектом. Абсолютна біологічна
доступність РФ до центральної камери кінетичної схеми розподілу
препарату і до «місця дії» (волозі передньої камери ока) у нормі й в
умовах патології складає 0,75 — 0,9.

Розподіл 14С- рибофлавіну в тканинах ока кроля в нормі і за лужного
опіку при в/в, в/а і в/м введенні препарату. При різних способах
внутрішньосудинного введення накопичення РФ вірогідно перевищувало таке
при його в/м введенні у всіх тканинах ока, які мають кровоносні судини,
а саме: райдужці, війковому тілі, хоріиоїдії, сітківці і склері; а також
склистому тілі (рис.5).

При цьому, незалежно від способу введення, процес надходження
характеризувався однаковими закономірностями — вміст загальної
радіоактивності в тканинах ока зростав в наступній послідовності:
склисте тіло ? кришталик ? рогівка ? склера ? війкове тіло ? райдужка.
Опік одного з очей кроля викликав зміну процесів розподілу
радіоактивного РФ в різних відділах ока і був залежний від способу
введення препарату. При в/в введенні РФ кролям, однаково висока
концентрація препарату виявлялася в райдужці, війковому тілі, склері і
рогівці опікового і інтактного очей, що, очевидно, пояснюється значною
проникністю гемато-офтальмічного бар’єру для рибофлавіну. При в/а
введенні РФ виявляються ті ж закономірності в розподілі досліджуваного
препарату, що і при в/в введенні. При цьому відзначалося достовірне
збільшення концентрації РФ в склері опаленого ока в порівнянні з
контрольним.

Отже, отримані результати дослідження фармакокінетики РФ в тканинах ока
кроля при різних шляхах введення сполуки демонструють вплив опікової
патології на параметри процесу розподілу. Експериментальний опік
викликає підвищення проникності ендотелію судин ока, що призводить до
збільшення концентрації препарату у тканинах (структурах) ока, які мають
кровоносні судини, і не змінює в кришталику і склистому тілі (Віт В.В,
Дмитрієв С.К., 1997). Внутрішньосудинний спосіб введення дозволяє
вірогідно збільшити вміст препарату, що вводиться, як у крові
експериментальної тварини, так і в структурах ока. Таким чином, аналіз
фармакокінетики РФ свідчить про можливості використання його в/а
введення для отримання інтенсивного впливу, використовуючи «ефект
первинного проходження» через орган (око), і в/м — для пролонгованого
впливу ліків на внутрішнє середовище ока.

Особливості фармакокінетики 14С-рибофлавіну в організмі мишей. Вивчення
процесів розподілу РФ в організмі мишей при в/в і в/м способах введення
показало, що органи і тканини мишей можна умовно розділити на дві групи:
перша — це плазма крові, головний мозок і очі — тканини, у яких протягом
30 хв експерименту спостерігається незначне зниження загальної
радіоактивності, а з 2 до 24 год спостерігається практично стаціонарний
рівень концентрації. Друга група органів — це нирки, печінка, жирова
тканина, скелетні м’язи, де, починаючи з 60 — 120 хв, починається його
достовірне зростання (рис.6).

Спосіб введення препарату незначно впливав на процеси його розподілу в
органах і тканинах експериментальних тварин, однак, відмінною рисою
фармакокінетики РФ у мишей є істотне збільшення біологічної доступності
препарату (у 18 разів) для структур ока при в/в способі введення.
Спостерігається досить повне надходження рибофлавіну в системний
кровообіг при в/м введенні — абсолютна біологічна приступність препарату
протягом часу експерименту прагне до одиниці (100%).

Особливості процесів розподілу РФ в організмі мишей протягом 24 год
експерименту, зокрема , неповна кінетична крива (відсутність фази
розподілу й елімінації) для таких органів, як нирки, печінка, жирова
тканина і скелетні м’язи не дозволяють використовувати класичні моделі,
або позамодельний аналіз для оцінки масопереносу лікарського засобу в
організмі. У зв’язку з чим, нами був використаний формальний апарат
нового типу моделювання – фазового (Зіньковський В.Г.і спів., 2001).

Основні риси фармакокінетики РФ визначаються більш високими величинами
констант швидкості його надходження в органи і тканини з плазми крові,
чим констант швидкості зворотних процесів (надходження препарату з
органів (тканин) у плазму крові). Відношення цих величин — ідентичні при
різних способах введення РФ, за винятком очей (табл.3). Відзначена
висока відносна біодоступність препарату для всіх досліджених органів і
тканин — дана величина коливається від 0,8 у скелетних м’язах до 1 у
головному мозку. Цікавою особливістю фармакокінетики РФ в очах є
зростання майже в 20 разів константи рівноваги за в/в способу введення в
порівнянні з в/м шляхом надходження, що свідчить про високу швидкість
надходження препарату в структури ока і малу величину константи
швидкості зворотного процесу. Відносна біодоступність при в/м введенні
для даного органа складає всього 5%.

Таблиця 3

Позамодельні фармакокінетичні параметри процесу розподілу
14С-рибофлавіну в організмі мишей при його внутрішньовенному і
внутрішньом’язовому введенні.

Органи і тканини Параметри

в/в введення

в/м введення

f

AUC0-24

(імп/хв·г)·хв

k12 / k21

AUC0-24

(імп/хв·г)·хв

k12 / k21

Печінка 2415212 187,5 2047460 157,9 0,85

Нирки 3565359 278,2 3509703 270,7 0,98

Скелетні м’язи 1461286 113,3 1152181 88,1 0,78

Жирова тканина 911977,7 71,3 839726,4 64,3 0,92

Головний мозок 133625,2 10,4 144968,4 11,1 1,0

Око 1611909 125,6 80146 6,4 0,049

Це дозволяє затверджувати, що при в/м введенні мишам препарат практично
не надходить у таку ізольовану структуру, як око, і підвищення
біодоступності лікарського засобу можливо за рахунок його судинного
введення.

Таким чином, аналіз фармакокінетики рибофлавіну свідчить про можливості
використання його внутрішньоартеріального введення для надання
інтенсивного впливу і внутрішньом’язового — для пролонгованого впливу
ліків на внутрішнє середовище ока.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення та експериментальне
вирішення важливої наукової задачі сучасної фармакології — вивчення
процесів надходження, розподілу і елімінації 2-дезоксиглюкози і
рибофлавіну в організмі мишей та кролів у нормі і у гострому періоді
лужного опіку ока в залежності від способу введення лікарських сполук.

Внутрішньоартеріальне введення рибофлавіну і 2-дезоксиглюкози кролям
забезпечує більш високий (в 1,5 рази) рівень досліджуваних сполук в
центральній (кров) і однієї з периферичних (волога камери ока) камерах
кінетичних схем їх розподілу в організмі. Швидкість процесу елімінації
2-дезоксиглюкози: час напівелімінації (52-54 хв) і середнього
перебування препарату в організмі (76-77 хв), не виявляє достовірних
відмінностей при різних способах ії внутрішньосудинного введення.

Характерною рисою фармакокінетики рибофлавіну в крові та передній камері
ока кроля незалежно від способу введення є більш низька швидкість
елімінації препарату, у порівнянні з аналогічними параметрами для
дезоксиглюкози. Абсолютна біологічна доступність у камерній волозі очей
при внутрішньом’язовому введенні препарату становить 77%. Відзначена
висока біодоступність рибофлавіну для судинних структур ока – райдужці,
війкового тіла, сітківкі та хоріоїдеї. Препарат не виявлений в склистому
тілі та кришталику незалежно від способу введення.

Експериментальний опік ока кроля викликає збільшення рівня вмісту
2-дезоксиглюкози у волозі передньої камери ока, незалежно від способу
введення. Показано пропорційність зміни загальної радіоактивності в
камерній волозі і системному кровотоці. Саме цей механізм зумовлює при
внутрішньоартеріальному введенні вірогідно більш високе значення
початкової концентрації препарату та площі під фармакокинетичною кривою
“концентрація – час” (AUC0-t) в опаленому оці.

Після лужного опіку ока спостерігається збільшення екстенсивних
параметрів процесу розподілу рибофлавіну — максимальної концентрації
рибофлавіну та AUC0-t у волозі опікового ока. Інтенсивні параметри
(константи швидкостей) зберігають свої значення. Можливий механізм цього
процесу — зниження швидкості прямого та оборотного процесів масопереносу
в системі “кров — волога” в умовах розвитку патологічного процесу.

Внутрішньоартеріальне введення сполук збільшує (в 1,5 рази) їх
концентрацію в тканинах ока, які мають кровоносні судини — сітківці,
війковому тілі та хоріоїдеї, а також склері. Опік викликає зміни
гемато-офтальмічного бар’єра ока, що призводить до збільшення вмісту
2-дезоксиглюкози (в 2,4 рази) практично у всіх досліджених відділах очей
при введенні в сонну артерію.

Для фармакокінетичної оцінки досліджуваних сполук у крові і камерній
волозі очей кролів була розроблена модифікація двочасткової моделі,
адаптованої до дослідження процесів розподілу в структурах очей. Для
аналізу процесів розподілу ліків в організмі мишей був застосований
новий тип математичного аналізу, що дозволів визначити параметри
фармакокінетики на підставі неповної кривої “концентрація – час” у
органах і тканинах мишей.

Основні риси фармакокінетики рибофлавіну в організмі мишей визначаються
більш високими величинами констант швидкості його надходження в органи
та тканини із плазми крові, ніж констант швидкості зворотних процесів,
що обумовлює швидке надходження препарату у внутрішнє середовище
організму і повільну швидкість його елімінації. Спосіб його введення
незначно впливав на біодоступність (для внутрішньом’язового введення
вона наближалася до 90%) і процеси розподілу рибофлавину в органах і
тканинах мишей, за винятком структур ока, де внутрішньовенний спосіб
введення вірогідно збільшував його біодоступність.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Концентрация радиоактивного рибофлавина оболочках обожженного глаза,
органах и тканях организма экспериментального животного при внутривенном
введении. / Кучеренко Л.В., Якименко С.А., Зиньковский В.Г., Жук О.В.,
Лобашова Е.Г., Рудницький Э.Б. // Проблемы, достижения и перспективы
развития медико-биологических наук и практического здравоохранения.
Труды Крымского государственного медицинского университета им. С.И.
Георгиевского. – 2001. – Т. 137, Ч. I. — С. 218-221. (Внесок дисертанта:
проведення експериментальних досліджень, статистична обробка результатів
та їх часткова інтерпретація).

Влияние внутриартериального введения радиоактивного рибофлавина на
проницаемость барьера “кровь- водянистая влага” в остром периоде
экспериментального тяжелого щелочного ожога. / Кучеренко Л.В., Якименко
С.А., Зиньковский В.Г., Жук О.В., Лобашова Е.Г., Рудницький Э.Б.,
Дергало И.И. // Таврический медико-биологический вестник. – 2001. Т.4, №
1-2. – С. 124-126. (Внесок дисертанта: проведення експериментальних
досліджень, статистична і математична обробка результатів та часткова
інтерпретація).

Накопление радиоактивной дезоксиглюкозы в оболочках и структурах
обожженного глаза при введении ее в центральную вену в эксперименте. /
Кучеренко Л.В., Зиньковский В.Г., Жук О.В., Лобашова Е.Г. //
Экспериментальная и клиническая медицина. — 2001. — № 4. — С. 122-124.
(Внесок дисертанта: проведення експериментальних досліджень, аналіз та
часткова інтерпретація)

Распределение радиоактивного рибофлавина в оболочках и средах глаза при
внутримышечном его введении при тяжелом экспериментальном ожоге глаз. /
Кучеренко Л.В., Якименко С.А., Зиньковский В.Г., Дегтяренко Т.В.,
Лобашова Е.Г.// Офтальмологический журн. — 2001. — № 4. — С. 67-69.
(Внесок дисертанта: проведення експериментальних досліджень,
бібліографічний пошук)

Накопление радиоактивной дезоксиглюкозы в передней камере глаза при
внутриартериальном и внутривенном введении на модели тяжелого щелочного
ожога глаз. / Кучеренко Л.В., Якименко С.А., Зиньковский В.Г.,
Дегтяренко Т.В., Лобашова Е.Г. // Офтальмологический журн. — 2001.- № 5.
— С. 55-57. (Внесок дисертанта: проведення експериментальних досліджень,
статистична та математична обробка результатів, часткова інтерпретація)

Проницаемость барьера “кровь-влага передней камеры” при свежем
экспериментальном щелочном ожоге глаз у кроликов. / Кучеренко Л.В.,
Якименко С.А., Зиньковский В.Г., Жук О.В., Дегтяренко Т.В., Лобашова
Е.Г.// Офтальмологический журн. — 2002. — № 1. — С. 45-47. (Внесок
дисертанта: проведення експериментальних досліджень та часткова
інтерпретація результатів)

Особенности офтальмофармакокинетики 14С — рибофлавина в организме
кролика при различных способах его введения на модели тяжелого щелочного
ожога глаз. / Лобашова Е.Г., Кучеренко Л.В., Зиньковский В.Г., Жук О.В.
// Экспериментальная и клиническая медицина. — 2002.- № 4. -С. 33-37.
(Внесок дисертанта: проведення експериментальних досліджень, аналіз і
інтерпретація результатів, оформлення статті)

Проницаемость гемато-офтальмического барьера в остром периоде тяжелого
экспериментального щелочного ожога глаз. / Кучеренко Л.В., Якименко
С.А., Зиньковский В.Г., Дегтяренко Т.В., Чаланова Р.И., Лобашова Е.Г.//
Тези доповідей наукової конференції офтальмологів, присвяченої 125-річчю
з дня народження акад. В.П. Філатова. — Одеса, 2000. — С. 246. (Внесок
дисертанта: проведення експериментальних досліджень та часткова
інтерпретація результатів)

Лобашова Е.Г., Кучеренко Л.В. Моделювання процесів
офтальмофармакокінетики дезоксиглюкози в організмі кролів // Тези
доповідей II національного з’їзду фармакологів України: “Фармакологія
2001-крок у майбутнє”. – Дніпропетровськ, 2001. -С. 152. (Внесок
дисертанта: проведення експериментальних досліджень та їх часткова
інтерпретація, підготовка матеріалу до друку)

АНОТАЦІЯ

Лобашова К.Г. Біокінетика рибофлавіну і 2-дезоксиглюкози в структурах
ока експериментальних тварин у нормі і за лужного опіку. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за
спеціальністю 14.03.05 – фармакологія. – Одеський державний медичний
університет МОЗ України, Одеса, 2005.

Дисертація присвячена експериментальному вивченню та математичному
моделюванню біокінетики 14С-рибофлавіну (РФ) і 14С-2-дезоксиглюкози (ДГ)
в організмі експериментальних тварин та в структурах ока у нормі і за
лужного опіку. Була вивчена кінетика вмісту РФ і ДГ у крові і у волозі
передньої камери інтактного ока при внутрішньовенному,
внутрішньоартеріальному і внутрішньом’язовому введенні лікарських сполук
кролям. Виявлено, що внутрішньоартеріальне введення РФ та ДГ забезпечує
більш високий їх рівень в центральній (кров) і однієї з периферичних
(волога камери ока) камерах кінетичних схем їх розподілу в організмі.
Відзначається збільшення лише екстенсивних параметрів моделей.
Досліджено вплив патології — лужного опіку ока кролів — на параметри
надходження РФ і ДГ у вологу передньої камери ока при їх
внутрішньосудинному і внутрішньом’язовому введенні. Проведено
порівняльне дослідження процесів фармакокінетики РФ в організмі мишей
при внутрішньовенному і внутрішньом’язовому способах його введення.
Здійснено математичне моделювання процесів біокінетики РФ і ДГ в
організмі експериментальних тварин в нормі і при експериментальній
патології. Запропонована модифікація двочасткової моделі, адаптованої до
дослідження процесів розподілу в очах.

Ключові слова: лужний опік ока, рибофлавін, 2-дезоксиглюкоза,
внутрішньовенний, внутрішньоартеріальний та внутрішньом’язовий способи
введення, фармакокінетична схема розподілу.

АННОТАЦИЯ

Лобашова Е.Г. Биокинетика рибофлавина и 2-дезоксиглюкозы в структурах
глаза экспериментальных животных в норме и при щелочном ожоге. –
Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по
специальности 14.03.05 – фармакология. – Одесский государственный
медицинский университет МЗ Украины, Одесса, 2005.

Диссертация посвящена экспериментальному изучению и математическому
моделированию процессов биокинетики 14С-рибофлавина (РФ) и
14С-2-дезоксиглюкозы (ДГ) в организме и в структурах глаза
экспериментальных животных в норме и при щелочном ожоге. Была изучена
кинетика содержания РФ и ДГ в крови и во влаге передней камеры
интактного глаза при внутривенном, внутриартериальном и внутримышечном
введении лекарственных соединений кроликам. Показано, что
внутриартериальное введение РФ и ДГ обеспечивает более высокий (в 1,5
раза) уровень исследуемого соединения в центральной (кровь) и одной из
периферических (влага камеры глаза) камерах кинетических схем их
распределения в организме. Отмечается увеличение только экстенсивных
параметров моделей (AUC; kel). Исследовано влияние экспериментальной
патологии — щелочного ожога глаз кроликов — на параметры поступления ДГ
и РФ во влагу передней камеры глаза при их внутривенном,
внутриартериальном и внутримышечном введении. Показано, что щелочной
ожог одного из глаз кролика вызывал изменение параметров процессов
распределения РФ и ДГ практически во всех исследованных отделах глаза и
зависел от способа введения соединения. Внутриартериальный путь введения
позволяет достоверно увеличить содержание вводимого препарата в
структурах глаза. Проведено сравнительное исследование процессов
фармакокинетики РФ в организме мышей при внутривенном и внутримышечном
способах его введения. Выявлено, что способ введения препарата
незначительно влиял на процессы его распределения в органах и тканях
экспериментальных животных, однако, отличительной особенностью
фармакокинетики РФ в глазах является возрастание примерно в 20 раз
константы равновесия при внутривенном способе введения по сравнению с
внутримышечном путем поступления, что свидетельствует о высокой скорости
поступления препарата в структуры глаза и малой величине константы
скорости обратного процесса. Относительная биодоступность при
внутримышечном введении для данного органа составляет всего 5%. Это
позволяет утверждать, что повышение биодоступности к данном органу
лекарства возможно за счет его внутрисосудистого введения.

Осуществлено математическое моделирование процессов биокинетики РФ и ДГ
в организме экспериментальных животных в норме и при экспериментальной
патологии. Предложена модификация двучастевой модели, адаптированной к
исследованию процессов распределения лекарственных соединений в глазу.

Ключевые слова: щелочной ожог глаз, рибофлавин, 2-дезоксиглюкоза,
внутривенный, внутриартериальный и внутримышечный способы введения,
фармакокинетическая схема распределения.

SUMMARY

Lobashova E.G. The bio kinetics of riboflavin and 2-desoxyglucose in eye
tissues of experimental animals under normal conditions and after
alkaline burn. – Manuscript.

Thesis for a Candidate’s degree in Medical Sciences by speciality
14.03.05 – pharmacology. – Odessa State Medical University of Ministry
of Public Health of Ukraine, Odessa, 2005.

The dissertation is devoted to the experimental study and mathematical
modelling of riboflavin (RF) and desoxyglucose (DG) biokinetics in the
tissues of intact experimental animals and those with burns after the
treatment with alkaline compounds. The kinetics of RF and DG were
studied in blood and liquid content of anterior chamber of intact rabbit
eye after intravenous, intra-arterial and intramuscular injections of
these preparations. It was demonstrated, that intra-arterial injection
of RF and DG leads to higher levels of this compound both in central and
peripheral domains of general kinetic scheme of its circulation in the
organism. The influence of experimentally induced pathological process
(rabbit eye alkaline burn) on the penetration parameters of RF and DG
into anterior eye chamber was also studied after intravenous,
intra-arterial and intramuscular injections. Mathematic model is
proposed to describe RF and DG biokinetics in the eye tissues of
experimental animals under normal and experimentally induced pathology.
Proposed bipartite model is adapted to the studies of eye
pharmacokinetics.

Comparative studies were also performed for RF pharmacokinetics in mice
after intravenous and intramuscular injections. It was shown, that
intravenous injection of RF is supporting higher efficiency of this
compound transportation into eyes of experimental animals. This fact
represents pre-requisite for higher concentration of substances in situ
and enables significant increase of therapy efficiency.

Key words: eye alkaline burns; riboflavin, 2-desoxyglucose, intravenous,
intra-arterial and intramuscular injections, pharmacokinetic schemes of
distribution.

Похожие записи