Научная статья на тему 'Изменение физико-химических свойств желчи при взаимодействии с антибиотиками in vitro'

Изменение физико-химических свойств желчи при взаимодействии с антибиотиками in vitro Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
344
96
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЖЕЛЧЬ / АНТИБИОТИКИ / ЖКБ / BILE / ANTIBIOTICS / CHOLELITHIASIS

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Соснин Д. Ю., Зубарева Н. А.

Изучены изменения физико-химических свойств желчи 27 больных с хирургическими заболеваниями желчных путей и поджелудочной железы при взаимодействии с аминогликозидами и ванкомицином. Обнаружено обратимое формирование микропреципитатов, состоящих из билирубина желчи и лекарственного препарата. Образовавшиеся осадки способны растворяться в избытке физиологического раствора и исходной желчи. Их стабильность определяется свойствами антибиотика и вязкостью желчи. Обнаруженные изменения ограничивают местное применение аминогликозидов и ванкомицина для профилактики и лечения воспалительных заболеваний желчевыводящих путей.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Changes in physical and chemical properties of bile at interaction with antibiotics in vitro

Changes of physical and chemical properties of the bile of 27 patients with surgical diseases of biliary tract and pancreas during the interaction with aminoglycosides and vancomycin have been studied. Reversible formation of mikropretsipitates consisting from bilirubin, bile and drug has been revealed. Have been shown that the precipitate can be dissolved in an excess of physiological solution and initial bile. Their stability is determined by the properties of the antibiotic and the viscosity of bile. The observed changes restrict the local application of aminoglycosides and vancomycin for prophylaxis and treatment inflammatory diseases of biliary tract.

Текст научной работы на тему «Изменение физико-химических свойств желчи при взаимодействии с антибиотиками in vitro»

УДК 615.281.03.015.45.076.7

ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЖЕЛЧИ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ

C АНТИБИОТИКАМИ IN VITRO

© Соснин Д.Ю., Зубарева Н.А.

Кафедра терапии и семейной медицины ФПК и ППС Пермской государственной медицинской академии им. академика Е.А. Вагнера, Пермь

E-mail: sosnin_dm@mail. ru

Изучены изменения физико-химических свойств желчи 27 больных с хирургическими заболеваниями желчных путей и поджелудочной железы при взаимодействии с аминогликозидами и ванкомицином. Обнаружено обратимое формирование микропреципитатов, состоящих из билирубина желчи и лекарственного препарата. Образовавшиеся осадки способны растворяться в избытке физиологического раствора и исходной желчи. Их стабильность определяется свойствами антибиотика и вязкостью желчи. Обнаруженные изменения ограничивают местное применение ами-ногликозидов и ванкомицина для профилактики и лечения воспалительных заболеваний желчевыводящих путей.

Ключевые слова: желчь, антибиотики, ЖКБ.

CHANGES IN PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES OF BILE AT INTERACTION

WITH ANTIBIOTICS IN VITRO Sosnin D. Yu., Zubareva N.A.

Department of Therapy & Family Medicine FPE of the acad. E.A. Wagner Perm State Medical Academy, Perm

Changes of physical and chemical properties of the bile of 27 patients with surgical diseases of biliary tract and pancreas during the interaction with aminoglycosides and vancomycin have been studied. Reversible formation of mikropretsipitates consisting from bilirubin, bile and drug has been revealed. Have been shown that the precipitate can be dissolved in an excess of physiological solution and initial bile. Their stability is determined by the properties of the antibiotic and the viscosity of bile. The observed changes restrict the local application of aminoglycosides and vancomycin for prophylaxis and treatment inflammatory diseases of biliary tract.

Keywords: bile, antibiotics, cholelithiasis.

Применение лекарственных препаратов может вызвать изменение физико-химических свойств биологических жидкостей [11]. В литературе описано формирование билиарного сладжа (псевдохолетитиза) при использовании цефтриак-сона и цефтазидима, которые выделяются желчью. Возможно осаждение кальциевых солей лекарственных препаратов, изменение транспорта желчных кислот в печени и повышение экскреции в желчь липидов на фоне медикаментозной терапии [8, 9, 12]. В исследованиях in vitro показано, что при взаимодействии желчи с антибиотиками, имеющими в своей структуре углеводные остатки, формируются микропреципитаты [7].

Целью исследования явилось изучение физико-химических свойств желчи при взаимодействии с антибиотиками in vitro.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследовали взаимодействие аминогликози-дов (стрептомицина, канамицина, гентамицина, тобрамицина, амикацина, нетилмицина) и ванко-мицина с препаратом медицинской желчи и образцами, которые получали из наружных дренажей желчевыводящих путей на 2-3 сут. после

операции у 27 больных, в том числе у 14 (51,9%) - с желчнокаменной болезнью, у 7 (25,9%) - с деструктивным панкреатитом, у 6 (22,2%) - с опухолями поджелудочной железы.

Для оценки взаимодействия смешивали желчь и водные растворы антибиотиков до достижения их конечной концентрации в пробе 1 мг/мл. Образцы готовили ex temporae. Для каждого препарата исследовали по 10 параллельных проб.

Через 10 мин. образцы желчи центрифугировали на центрифуге ОПН-3 при 3000 об/мин. в течение 15 мин. Для оценки растворимости образовавшегося осадка к нему добавляли 2 мл 0,9% раствора хлорида натрия. Проводили встряхивание проб на горизонтальном шейкере ELMI Sky Line Shaker S - 1.16 M. в течение 15 мин. при 500 ррm., с последующим центрифугированием. Данную процедуру повторяли до полного растворения осадка. Аналогично оценивали возможность растворения осадков в избытке желчи и определяли количество процедур, необходимое для их полного растворения.

Для исключения возможного влияния на состав преципитатов индивидуальных особенностей желчи использовали смесь образцов суточной желчи, полученной от 9 пациентов с ЖКБ. Приго-

товленную смесь фильтровали через три слоя медицинской марли и центрифугировали при 8000 об/мин. на центрифуге ОПН-8 в пластиковых стаканах. В аликвоты пулированной желчи вносили антибиотики для достижения их конечной концентрации 0,125; 0,5; 2,5 и 4,5 мг/мл. Пробы встряхивали и инкубировали при 37°С в течение 24 ч, с последующим центрифугированием при 3000 об/мин. на центрифуге ОПН-3 в течение 15 мин. В надосадочной жидкости определяли концентрацию общего билирубина унифицированным диазометодом по Ендрашику [6], холестерина - по реакции Либермана-Бурхарда [3] и суммарных желчных кислот - по реакции Пет-тенкофера [5] для оценки компонентов желчи, вступающих во взаимодействие с лекарственными препаратами.

Микроскопическое исследование микропреципитатов проводили на установке Olympus (Япония) при малом (10 х 20) и большом (10 х 40) увеличении с последующей компьютерной обработкой изображения в программе ImageTool.

Влияние реологических свойств желчи на формирование и распределение микропреципитатов оценивали на основании исследования ее вязкости по тесту отрыва нити. Измерение повторяли 10 раз и учитывали средний результат.

Первичная обработка результатов исследований проведена с применением базовых методов биомедицинской статистики [4]. Статистическую обработку полученных данных осуществляли на персональном компьютере с применением специализированной программы STATISTICA 6,0 (StatSoft). При описании групповых характеристик в работе всегда использовалось представление X + с, где Х - средняя арифметическая, с -

стандартное отклонение, а для расчета достоверности использовали критерий Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

При смешивании растворов антибиотиков с желчью больных во всех случаях обнаружили помутнение смеси и формирование микропреципитатов. Интенсивность данного процесса была различной у исследуемых препаратов и носила дозозависимый характер. Наибольшей осаждающей способностью обладали растворы тобрами-цина, нетромицина и гентамицина, которые уже в конечной концентрации 0,5 мг/л вызывали достоверное снижение уровня билирубина в супер-натанте желчи (р < 0,001) (табл. 1). У канамици-на, стрептомицина и ванкомицина данное свойство было менее выраженным. По осаждающей способности исследованные препараты могут быть расположены следующим образом: стрептомицин < канамицин < ванкомицин < амикацин < гента-мицин < нетромицин< тобрамицин.

Использование аминогликозидов в концентрации 4,5 мг/мл приводило к практически полному осаждению желчных пигментов, что сопровождалось резким снижением интенсивности окраски надосадочной жидкости.

Уровень липидных компонентов (холестерина и желчных кислот) в супернатанте желчи снижался в меньшей степени по сравнению с билирубином. Например, применение гентамицина в дозе 0,5 мг/мл приводило к уменьшению концентрации желчных кислот с 3,102 ± 0,82 г/л в нативной желчи до 2,661+0,671 г/л (р = 0,205), холестерина соответственно со 107,4 ± 7,8 мг/дл до 100,4+

Таблица 1

Содержание билирубина (мкмоль/л) в супернатанте желчи в зависимости от концентрации

антибиотика (М ± о)

Антибиотики Концентрация антибиотика в растворе (мг/мл)

0,125 0,5 2,5 4,5

Стрептомицин 440,2 ± 31,6 p = 0,501 427,1 ± 38,5 p = 0,154 146,5 ± 20,1 p < 0,001* 108,7 ±16,8 p < 0,001*

Канамицин 439,5 ± 28,5 p = 0,030 407,2 ± 41,1 p = 0,016 74,3 ± 42,2 p < 0,001* 62,6 ± 16, p < 0,0013*

Гентамицин 426,3 ± 40,5 p = 0,150 213,8 ± 29,2 p < 0,001* 55,8 ± 18,9 p < 0,001* 55,7 ± 17,3 p < 0,001*

Нетромицин 410,1 ± 21,4 p = 0,003 163,3 ± 37,6 p < 0,001* 40,5 ± 10,8 p < 0,001* 21,0 ± 8,2 p < 0,001*

Амикацин 440,4 ± 23,9 p = 0,422 321,2 ± 19,1 p < 0,001* 87,4 ± 12,0 p < 0,001* 73,1 ± 11,9 p < 0,001*

Тобрамицин 429,3 ± 39,1 p = 0,196 219,7 ± 27,0 p < 0,001* 41,8 ± 4,9 p < 0,001* 26,6 ± 6,6 p < 0,001*

Ванкомицин 447,8 ± 26,5 p = 0,816 422,1 ± 33,7 р = 0,066 212,5 ± 29,1 p < 0,001* 149,4 ± 20,9 p < 0,001*

Примечание: * - достоверное различие с исходной концентрацией билирубина желчи 450,1 ± 30,2 мкмоль/л.

11,8 мг/дл (р = 0,135). В то же время содержание билирубина снижалось с 450,1 ± 30,2 мкмоль/л до 213,5+29,2 мкмоль/л, и данное различие являлось высоко достоверным (р < 0,001). При концентрации антибиотиков 4,5 г/л уровень желчных кислот уменьшался на 20-25%, холестерина на 1525%, а билирубина - на 75-94% от исходного.

При смешивании всех исследуемых антибиотиков с препаратом медицинской желчи, который содержит желчные кислоты в высоких концентрациях при практически полном отсутствии билирубина, преципитация отсутствовала.

Полученные данные свидетельствует о том, что липиды желчи не вступают в прямое взаимодействие с данными антибиотиками, и основными компонентами образующихся осадков являются билирубин и лекарственный препарат.

При микроскопическом исследовании выявлена однотипность строения формирующихся микропреципитатов, которые представляли собой мелкие округлые коричневые структуры, форма которых не зависела от использованного антибиотика. Обнаружены различия их расположения в зависимости от вязкости желчи. Так, в 11 образцах с нормальной вязкостью (длина нити 7,8 ± 3,4 мм) преципитаты располагались хаотично

(рис. 1). Увеличение вязкости желчи (длина нити 74,3 ± 15,1 мм) сопровождалось агломерацией преципитатов вдоль волокон слизи, что наблюдали в 16 пробах (рис. 2).

При исследовании стабильности осадков обнаружено их растворение как в изотоническом растворе хлорида натрия, так и в избытке желчи, из которой они осаждались при внесении антибиотиков.

Растворение осадков физиологическим раствором сопровождалось окрашиванием надоса-дочной жидкости в желто-оранжевый цвет в результате высвобождения непрямого билирубина, что подтверждалось прямой положительной реакцией раствора с диазосмесью. Микропреципитаты, сформированные под действием антибиотиков с наибольшей осаждающей способностью (гентамицин, тобрамицин, нетромицин), характеризовались более высокой стабильностью. Так, осадки, образованные гентамицином, растворялись лишь после 6-8 процедур смешивания с раствором хлорида натрия, в то время как для растворения микропреципитатов, индуцированных стрептомицином, потребовалось не более 4-5-кратного повтора.

«г

Ш^Р1 ШЩ

Рис. 1. Хаотичное расположение микролитов в образце желчи нормальной вязкости (ин. увеличение 10x20).

4 ;

! ' ^ Е

Рис. 2. Агломерация микролитов вокруг нитей слизи в образце вязкой желчи (ин. увеличение 10 х 20).

Процесс растворения осадков, полученных из образцов вязкой желчи, происходил медленнее, вероятно, в результате их стабилизации волокнами слизи, вокруг которых они агломерировали. Для полного растворения осадков в избытке желчи, из которой они формировались, потребовалось максимальное количество процедур встряхивания с последующим центрифугированием. Следовательно, процесс формирования микропреципитатов является обратимым. Стабильность данных структур зависит от свойств использованного антибиотика и вязкости желчи

Таким образом, добавление аминогликозидов и ванкомицина к желчи сопровождается изменением ее физико-химических свойств, что сопровождается формированием микропреципитатов в результате обратимого взаимодействия билирубина желчи и лекарственного препарата.

В то же время в клинической практике для лечения воспалительных заболеваний билиарного тракта и профилактики послеоперационного хо-лангита нередко используют введение антибактериальных препаратов в желчные пути [1, 2, 10, 13]. Полученные данные позволяют считать нецелесообразным местное применение указанных антибиотиков для профилактики и лечения хо-лангита.

Образованные структуры способны растворяться в изотоническом растворе хлорида натрия или избытке желчи, увеличение вязкости которой существенно затрудняет данный процесс. При этом не исключается, что сформированные микропреципитаты в дальнейшем могут стать ядрами для нуклеации других компонентов желчи и способствовать развитию микрохолелитиаза, особенно при бактериальной инфекции в желчных путях, сопровождающейся повышением вязкости желчи.

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы.

В результате обратимого взаимодействия аминогликозидов и ванкомицина с желчью формируются микропреципитаты, основными компонентами которых являются лекарственный препарат и билирубины желчи. Стабильность образованных структур зависит от свойств использованного антибиотика и вязкости желчи. Полученные данные могут служить основанием для отказа от местного использования указанных антибиотиков

с целью профилактики и лечения воспалительных заболеваний желчевыводящих путей.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ахаладзе Г.Г. Гнойный холангит: вопросы патофизиологии и лечения // Consilium Medicum. - 2003. -Т. 5, № 4 (приложение). - С. 4-6.

2. Багненко С.Ф., Шляпников С.А., Корольков А.Ю. Холангит и билиарный сепсис: проблема и пути решения // Вестник хирургии им. И.И. Грекова. -

2009. - Т. 168, № 3. - С. 17-20.

3. Ганиткевич Я.В., Карбач Я.И. Исследование желчи. Биохимические и биофизические методы. -К. Вища шк.: Головное изд-во, 1985. - 136 с.

4. Гланц С. Медико-биологическая статистика / С. Гланц. - М.: Практика, 1999. - 459 с.

5. Мирошниченко В.П., Гайдай В.Н. Фотометрическое определение суммарного содержания три- и диоксихолановых желчных кислот в желчи с помощью реакции Петтенкоффера // Лаб. дело. -1980. - № 7. - C. 448.

6. Медицинские лабораторные технологии и диагностика: Справочник. Медицинские лабораторные технологии / Под ред. проф. А.И. Карпищенко. -СПб: Интермедика, 2002. - Т. 2. - 600 с.

7. Черешнев В.А., Соснин Д.Ю., Зубарева Н.А. Формирование микропреципитатов при взаимодействии желчи с растворами антибиотиков in vitro // Вестник Уральской академической науки. -

2010. - Т. 30, № 2. - С. 79-81.

8. Шерлок Ш. Заболевания печени и желчных путей / Ш. Шерлок, Дж. Дули, Практич. рук.: Пер. с англ. // Под ред. З.Г. Апросиной, Н.А. Мухина. -М.: Гэотар Медицина, 1999. - 864 с.

9. Шульпекова Ю.О. Лекарственные поражения печени // Consilium Medicum. - 2006. - T. 8, № 7. -С. 5-9.

10. Bai Y., Gao F., Gao J. et. al. Prophylactic antibiotics cannot prevent endoscopic retrograde cholangiopan-creato - induced cholangitis: a meta - analysis // Pancreas, 2009. - Vol. 38, N 2. - P. 126-130.

11. Buechler C, Weiss TS. Does Hepatic Steatosis Affect Drug Metabolizing Enzymes in the Liver? // Curr Drug Metab. - 2011. - N.1. - Р. 11.

12. Claudel T, Zollner G, Wagner M, Trauner M. Role of nuclear receptors for bile acid metabolism, bile secretion, cholestasis, and gallstone disease // Biochim Bi-ophys Acta. - 2010. - N 12. - Р. 29.

13. Pernice L. M., Andreoli F. Laparoscopic treatment of stone recurrence in a gallbladder remnant report of additional case and literature review // J. Gastrointest. Surg. - 2009. - Vol. 13, N. 2, - P. 1298-1308.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.