Экспериментальное обоснование применения дексмедетомидина для медикаментозного сопровождения фотодинамической терапии Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

ОРИГИНАЛЬНЫЕ РАБОТЫ

© Коллектив авторов, 2016 г. УДК 616-085.849.19-08

Л. В. Галебская, А. Л. Акопов, Е. Б. Мирошникова, И. Л. Соловцова, М. Г. Ковалев, В. Рочанорун

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ДЕКСМЕДЕТОМИДИНА ДЛЯ МЕДИКАМЕНТОЗНОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ ФОТОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ

Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова

ВВЕДЕНИЕ

Фотодинамическая терапия (ФДТ) является интенсивно развивающимся малоинвазивным методом лечения злокачественных новообразований, а также ряда заболеваний неопухолевой природы [4, 6]. Цитолитическое действие ФДТ основано на поражении клеточных мембран свободными радикалами, возникающими в результате действия света на фотосенсибилизатор (ФС). Наиболее широко в отечественной клинической практике применяются ФС II типа, которые поражают клетку с помощью активных форм кислорода (АФК) [7]. Исходя из механизма действия ФДТ, становится очевидным, что антиоксиданты будут снижать эффективность фотоиндуцированного цитолиза, а вещества прооксидантного действия (специфически не связывающиеся с пораженными патологическим процессом клетками) могут стать причиной побочных эффектов ФДТ. Целенаправленное назначение анти-оксидантов/прооксидантов при проведении ФДТ не практикуется. Однако антиоксидантный/проок-сидантный эффект может выявляться у препаратов иного назначения. Так, наркотическое и седа-тивное средство пропофол (2,4-диизопропилфенол), но не входящий в его состав интралипид, оказался сильным антиоксидантом, проявляющим эффект в широком диапазоне терапевтических концентраций [8, 14]. Ингаляционный анестетик севофлюран (1,1,1,3,3,3-гексафтор-2-(фторметокси)пропан) в экспериментах по трансплантации печени у крыс также проявил себя в качестве антиоксиданта [10].

Препарат дексмедетомидин в качестве анестезирующего и обезболивающего средства находит все более широкое применение в медицине, в частности, при проведении медикаментозной седации при внутрипросветных эндоскопических вмешательствах. На рис. 1 показана формула дексмеде-томидина. Наличие имидазольной группы указы-

Рис. 1. Формула дексмедетомидина

вает на потенциальную возможность антиоксидан-тного действия препарата, поскольку очень многие производные имидазолов являются сильными ан-тиоксидантами [5, 16].

Целью работы явилось исследование влияния дексмедетомидина на фотоиндуцированный лизис эритроцитов человека — метод, позволяющий выявлять антиоксидантные и прооксидантные свойства различных препаратов [1]. Для сравнения было проведено тестирование в системе фотоиндуциро-ванного гемолиза действия терапевтических концентраций пропофола.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В работе использована свежая цитратная кровь практически здоровых людей (19 — 47 лет). Эритроциты получали из цитратной крови путем центрифугирования при 1500 об./мин в течение 10 мин с последующим трехкратным отмыванием физиологическим раствором, после чего готовили стандартную взвесь клеток в 5 мМ вероналово-медина-ловом буфере (pH 7,4). Оптическая плотность стандартной взвеси после разведения ее в 8 раз буферным раствором составляла 0,560±0,020 при 800 нм.

Влияние дексмедетомидина (Dexdor ®, раствор для внутривенного введения, содержащий 100 мкг/мл дексмедетомидина, ООО «ОРИОН ФАРМА») и пропофола (Propofol®, эмульсия для внутривенного введения, 10 мг/мл; FRESENIUS KABILtd.) на фотоиндуцированный гемолиз регистрировали с помощью устройства для исследования фотоиндуцированного цитолиза [2]. В экранированной кювете с длиной оптического слоя 5 мм готовили инкубационную смесь, содержащую 0,1 мл стандартной взвеси эритроцитов, 0,5 мл вероналово-ме-диналового буферного раствора (pH 7,4), 0,1 мл разных разведений дексдора или пропофола в физиологическом растворе и 0,1 мл фотосенсибилизатора радахлорин (0,35 %-й раствор для внутривенного введения; ООО «РАДАФАРМА», основной компонент — хлорин е). В контроле вместо исследуемого фармакологического препарата добавляли физиологический раствор. Конечная концентрация ра-дахлорина в пробе составляла 6,25 мкг/мл. Инкубационную смесь общим объемом 0,8 мл термоста-тировали в кюветном отсеке устройства для

Таблица 1

Время 50 %-го фотоиндуцированного лизиса (Т50) эритроцитов шести здоровых доноров (в % к контролю) в присутствии разных концентраций дексмедетомидина

Т 50 Концентрация дексметомидина, нг/мл

312 78 19 5

M±m (%) 100±7 107±9 116±9 109±6

Достоверность отличий от контроля p

Р

0,46

0,92

0,75

0,60

Примечание: здесь и далее фотосенсибилизатор - рада-хлорин (с концентрацией хлорина е 6,25 мкг/мл), источник монохроматического света - красный светодиод (653 нм). Доза облучения - 1,15 Дж/см2. Расчет достоверности различий производился по абсолютным значениям Т50.

измерения фотоиндуцированного цитолиза в течение 3 мин при 37 °С и постоянном перемешивании, затем облучали источником монохроматического света (красный светодиод 653 нм, выходная мощность — 12 мВт, доза облучения — 1,15 Дж/см2). После завершения облучения регистрировали снижение оптической плотности раствора при 800 нм.

По регистрируемой гемолитической кривой определяли величину T50 — время от завершения облучения до лизиса 50 % эритроцитов инкубационной смеси [10]. Величина Т50 находится в обратной зависимости от скорости гемолитического процесса.

Статистическую обработку данных осуществляли методом непараметрического дисперсионного анализа с помощью программы «SAS Enterprise Guide 6.1». Достоверность различий оценивали по парному t-критерию Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Поскольку эритроциты человека отличаются вариабельностью в чувствительности к фотоиндуци-рованному цитолизу [3], до исследования влияния дексмедетомидина и пропофола на этот процесс производился подбор дозы светового воздействия, удобной для регистрации. Из ряда проб эритроцитов разных индивидуумов были отобраны клетки, близкие по чувствительности к фотоиндуцирован-ному гемолизу, отвечающие в требуемом временном диапазоне на литическое действие дозы светодиодного облучения, равной 1,15 Дж/см2.

Результаты исследования влияния четырех концентраций дексмедетомидина, три из которых соответствуют терапевтическому диапазону концентраций препарата в крови (0,85 — 85 нг/мл согласно инструкции по применению), приведены в табл.1.

Из данных табл. 1 видно, что дексмедетомидин, несмотря на наличие в его структуре систем сопряженных двойных связей, не оказывал влияния на скорость фотоиндуцированного гемолиза, даже в повышенных концентрациях. Отсутствие «вмешательства» в механизм фотодинамического эффекта выдвигает дексмедетомидин на приоритетные позиции как препарат для медикаментозного сопровождения ФДТ.

Результаты исследования влияния пропофола на фотоиндуцированный гемолиз отражены в табл. 2. В клинической практике пропофол применяется в гораздо более высоких концентрациях, чем декс-медетомидин (1,0 — 4,0 против 0,2—1,4 мкг/кг/ч согласно инструкциям по применению) и поэтому достигает более высоких концентраций в крови. По данным, M. Murphy et al. [12], средние терапевтические концентрации пропофола, оказывающие се-дативный и наркотический эффект, составляют соответственно 1,91±0,52 и 3,87±1,39 мкг/мл. В табл. 2 приведены данные о влиянии терапевтических концентраций пропофола на фотоиндуцированный гемолиз.

Как видно из данных табл. 2, пропофол во всем диапазоне терапевтических концентраций вызывал достоверное увеличение времени 50 %-го лизиса фотосенсибилизированных эритроцитов человека. Это свидетельствует об антиоксидантном действии препарата и согласуется с данными литературы [8, 12—14]. Однако антиоксидантный эффект препарата достоверно не зависел от его концентрации в инкубационной смеси. По-видимому, во всем диапазоне терапевтических концентраций пропофол проявлял максимум своего действия. Это можно объяснить тем фактом, что преобладающей активной формой кислорода, опосредующей фотодинамический эффект, является синглетный кислород [7], а пропофол, по данным K. Kobayashi et al. [12], подобно витамину Е, является перехватчиком гидроксильных радикалов.

Таблица 2

Время 50 %-го фотоиндуцированного лизиса (Т50) эритроцитов девяти здоровых доноров (в % к контролю) в присутствии разных концентраций пропофола

Т 50 Концентрация пропофола, мкг/мл

5 2,5 1,25 0,665

M±m (%) 163±38 141±22 139±26 128±28

Достоверность отличий от контроля p

Р

* - n = 5.

0,0215*

0,0045

0,0042

0,0329

Рис. 2. Формула пропофола

ОРИГИНАЛЬНЫЕ РАБОТЫ

На рис. 2 показана формула пропофола. Фе-нольное кольцо (как у витамина Е и многих других фенолов), вероятно, переходит в феноксиль-ный радикал, обезвреживая реактивные гидро-ксилы.

Как свидетельствуют результаты нашего исследования, пропофол только частично снижает интенсивность фотодинамического эффекта. Это делает возможным его применение при ФДТ. Влияет ли антиоксидантное действие пропофола на эффективность ФДТ, в идеале можно выяснить при сравнении эффективности терапии с применением «инертного» по отношению к ФДТ дексмедетомидина с антиокидантным анестетиком пропофолом в клинических исследованиях.

Является ли корректным применить результаты настоящего исследования к существующей клинической практике? Полагаем, что да, поскольку наши эксперименты проводились на эритроцитах человека в условиях, приближенных к физиологическим. Это позволяет с большой долей вероятности утверждать, что и при клиническом применении дексмедетомидин также не оказывает антиоксидантного действия. Именно это позволяет рекомендовать дексмедетомедин для анестезиологического обеспечения внутрипрос-ветной фотодинамической терапии. Следует также учесть и другие клинические преимущества препарата, такие как сохранение необходимого уровня контакта с пациентом при проведении седации, отсутствие нарушения самостоятельного дыхания, симпатолитические эффекты, которые ослабляют многие сердечно-сосудистые реакции в периоперационном периоде, собственные аналгетические свойства препарата, подавление эффекта ажитации пациентов в послеоперационном периоде [11, 15, 16]. Эти качества в сочетании с отсутствием антиоксидантно-го/прооксидантного эффекта выгодно отличают дексмедетомидин от других препаратов, используемых для медикаментозной седации при фотодинамической терапии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Галебская Л. В. Цитопротекторное действия реамбе-рина в системе фотогемолиза / Л. В. Галебская, И. Л. Со-ловцова, Е. В. Рюмина, М. А. Соловьева // Ученые записки СПбГМУ им. акад. И. П. Павлова. - 2009. - Т. XVI. - № 4. -С. 45-47.

2. Галебская Л. В., Соловцова И. Л., Михайлова И. А. Устройство для регистрации фотоиндуцированного цитолиза: патент РФ № 114157 от 10.03.2012.

3. Галебская Л. В., Соловцова И. Л., Соловьева М. А. и др. Сравнение фотодинамического эффекта в отношении эритроцитов человека и кролика // Журн. эволюц. биохимии и физиол. - 2011. - Т. 47. - № 3. - С. 219-222.

4. Каплан М. А., Капинус В. Н., Попучиев В. В. и др. Фотодинамическая терапия: результаты и перспективы // Радиация и риск. - 2013. - Т. 22. -№ 3. - С. 115-123.

5. Павлова Р. Н., Кузнецова О. А., Дадали В. А. и др. Зависимость антиоксидантного действия производных имида-зола от концентрации и способа введения // Эксперимент. и клин. фармакол. - 2001. - № 3. - С. 50-52.

6. Странадко Е. Ф. Основные этапы развития и современное состояние фотодинамической терапии в России // Лазерная медицина. - 2012. - Т. 16. - № 16. -С. 4-14.

7. AUisonR. R., Sibata C. H. Oncologic photodynamic therapy photosensitizers: A clinical review // Photodiagnosis and Photodynamic Therapy. - 2010. - Vol. 7. - № 2. -P. 61-75.

8. Bao Y. P., Williamson G., TewD. et al. Antioxidant effects of propofol in human hepatic microsomes: concentration effects and clinical relevance // Br. J. Anaesth. - 1998. - Vol. 81. -№ 4. - P.584-589.

9. Chadha M., Kulshrestha M. and Biyani A. Anaesthesia for bronchoscopy// Indian J. Anaesth. - 2015. - Vol. 59. - № 9. -P. 565-573.

10. Dal Molin S. Z., Kruel C. R., de Fraga R. S. et al. Differential protective effects of anaesthesia with sevoflurane or isoflurane: an animal experimental model simulating liver transplantation // Eur. J. Anaesthesiol. -2014. - Vol. 31. -№12. -P. 695-700.

11. Jose? R. J., Shaefi Sh., Navani N. Sedation for flexible bronchoscopy: current and emerging evidence.//Eur. Respir. Rev. - 2013. - Vol. 22. - № 128. - P. 106-116.

12. Kobayashi K., Yoshino F., Takahashi S. S. et al. Direct assessments of the antioxidant effects of propofol medium chain triglyceride/long chain triglyceride on the brain of stroke-prone spontaneously hypertensive rats using electron spin resonance spectroscopy// Anesthesiology. - 2008. - Vol.109. - № 3. -P. 426-435.

13. Murphy M., Bruno M. A., Riedner B. A. et al.Propofol anesthesia and sleep: a high-density EEG study // Sleep.-2011. - Vol. 34. -№ 3. - P. 283-291.

14. Murphy P. G., Myers D. S., Davies M. J. et al .The antioxidant potential of propofol (2,6-diisopropylphenol) // Br. J. Anaesth. - 1992. - Vol. 68. - № 6. - P. 613-618.

15. Nishizawa T., Suzuki H., Sagara S. et al. Dexmede-tomidine versus midazolam for gastrointestinal endoscopy: a meta-analysis//Dig. Endosc. - 2015. - Vol. 27. - № 1. -P. 8-15.

16. Sorrenti V., Salerno L., Di Giacomo C. et al.Imidazole derivatives as antioxidants and selective inhibitors of nNOS // Nitric Oxide. - 2006. - Vol. 14. - № 1. - P. 45-50.

РЕЗЮМЕ

Л. В. Галебская, А. Л. Акопов, Е. Б. Мирошникова, И. Л. Соловцова, М. Г. Ковалев, В. Рочанорун

Экспериментальное обоснование применения дексмедетомидина для медикаментозного сопровождения фотодинамической терапии

Исследование влияния анестетиков дексмедетомидина (Dexdor ®, ООО «ОРИОН ФАРМА») и пропофола (Propofol®, FRESENIUS KABI Ltd.) на фотоиндуцированный лизис эритроцитов человека проводили в условиях, приближенных к физиологическим (pH = 7,4, 37 oC) с применением радахлорина (ООО «РАДАФАРМА») в качестве фотосенсибилизатора. Источником света служил красный светодиод (658 нм). После облучения (1,15 Дж/см2с) с помощью фотометрии регистрировали процесс гемолиза и определяли величину Т50, т. е. время от завершения облучения до лизиса 50 % эритроцитов инкубационной смеси. Дексмедетомидин во всех исследованных концентрация, включающих терапевтический диапазон, не

оказывал влияния на Т50. Пропофол в терапевтических концентрациях вызывал достоверное, но не зависимое от дозы препарата увеличение Т50, что является свидетельством его антиоксидантного действия. Отсутствие «вмешательства» дексмедетомидина в механизм фотодинамического эффекта можно считать преимуществом этого анестетика именно для медикаментозного сопровождения фотодинамической терапии.

Ключевые слова: фотодинамическая терапия, анестетик, фотоиндуцированный гемолиз.

SUMMARY

L. V. Galebskaya, A. L. Akopov, E. B. Miroshnikova, I. L. Solovtsova, M. G. Kovalev, V. Rochanorun

Experimental justification of the dexmedetomidine administration for medical support in a photodynamic therapy

The influence of anesthetics, namelydexmeditomidine (Dexdoi®, «Orion PharmaLtd.») and propofol (Propofol®, «Frese-

nius Kabi Ltd.»), on a photo-induced lysis of human red blood cells was under study in conditions close to the physiological ones (pH 7,4, 37 oC) using radachlorin (Radachlorin® «Ra-dapharma Ltd.») as a photosensitizer. The «red» diode served as a source of light (658 nm). After irradiation (1.15 J/sm2s) the process of haemolysis was monitored by a photometry, and a value T50 was measured, that is a period of time from the irradiation ending to the 50 % lysis of red blood cells in an incubation mixture. Dexmeditomidine in all concentrations tested, including the therapeutic range, failed to influence the T50 value. Propofol in the therapeutic range of its concentrations caused significant but dose-independent increase of T50 that is an evidence of the preparation antioxidant action. The absence of the dexmeditomidine «interference» into the mechanism of a photo dynamic effect can be considered as an advantage of this anesthetic properly for the medical support of a photodynamic therapy.

Key words: photodynamic therapy, anesthetic, photo-induced hemolysis.

© А. О. Карелин, А. В. Бабалян, 2016 г. УДК 378.961(470.23-2):378.180.6:338.242.004.3

А. О. Карелин, А. В. Бабалян

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МОБИЛЬНЫХ ТЕЛЕФОНОВ СТУДЕНТАМИ ПСПбГМУ им. акад. И. П. Павлова

Кафедра общей гигиены с экологией Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И. П. Павлова

В настоящее время происходит постоянное количественное и качественное изменение такого фактора окружающей среды, как электромагнитное излучение радиочастотного диапазона от мобильных телефонов (ЭМИ РЧД МТ). В связи с этим все большее значение приобретает оценка их распространенности и интенсивности воздействия на различные группы населения. Большая часть опубликованных к настоящему времени работ, выполненных с применением анкетного метода, отражает результаты однократных исследований: изучение влияния МТ на поведение детей [8, 10], изучение воздействия на когнитивные функции взрослых [7, 9] и подростков [6]. В 2009 г. Ю. В. Черненков и О. И. Гуменюк провели исследование влияния рассматриваемого фактора на здоровье 277 школьников в возрасте 11 — 16 лет. По результатам анкетирования установлено, что использование мобильных телефонов оказывает негативное влияние на здоровье их владельцев, предъявляющих жалобы на головные боли, повы-

шенную слабость, утомляемость, раздражительность. Кроме того, для владельцев мобильных телефонов характерны высокий уровень агрессивности, тревожности, враждебности и социального стресса, низкий уровень стрессоустойчивости [4]. В 2011 г. Ю. А. Кувшинов опубликовал результаты своего исследования, в котором было проанкетировано 502 студента. Автор установил высокую частоту предъявления жалоб на головные боли, ухудшение самочувствия и другие субъективные ощущения [2]. Эти исследования различаются по объекту и дизайну, что не позволяет провести корректное сравнение полученных данных и оценить динамику процессов. В 2012 г. опубликованы результаты лон-гитудинального исследования Н. И. Хорсева, Ю. Г. Григорьев, Н. В. Горбунова. Обследованы 225 детей в возрасте 5—12 лет в период 1999 — 2003 гг. Установлено негативное влияние излучения мобильного телефона на показатели простой слухомотор-ной реакции, эффективность коррекционо-развива-ющих занятий с логопедом, на фонематическое восприятие [5]. Кафедрой общей гигиены с экологией ПСПбГМУ им. акад. И. П. Павлова с 2002 г. проводилось лонгитудинальное многоэтапное исследование студентов с поперечным дизайном (cross sectional study). Это дало возможность провести сравнение интенсивности воздействия и распространенности изучаемого фактора среди студентов по годам, за период 12 лет с 2002 по 2014 г. При этом анкетирование проводилось в 3 этапа: 2002-2003, 2010-2012 и 2014 г.

Цель исследования — сравнительная оценка распространенности и интенсивности воздействия мобильных телефонов на студентов за период с 2002 по 2014 г.