CC BY
231
^^уетиишмшайойш жшщшшт
Фармакокинетические свойства нового производного ГАМК цитрокарда: распределение
и тканевая биодоступность
Тюренков И. Н., Перфилова В. Н., Смирнова Л. А., Рябуха А. Ф., Сучков Е. А., Лебедева С. А.
Волгоградский государственный медицинский университет, лаборатория фармакологической кинетики
Резюме
При внутривенном и пероральном введении в распределении цитрокарда по органам и тканям прослеживается значительная неоднородность. Соединение имеет наибольшую тропность к органам с высокой степенью васкуля-ризации — лёгким, селезёнке, сердцу и органам элиминации — печени и почкам. В мышечной ткани, имеющей небольшой уровень кровотока, цитрокард также определяется в высоких концентрациях. В меньшей степени препарат содержится в головном мозге и жировой ткани.
Невысокая проницаемость гематоэнцефалического барьера для цитрокарда, скорее всего, обусловлена низкой липофильностью препарата, что подтверждается его более низкими по отношению к крови концентрациями в саль-
Ключевые слова: производные ГАМК, фармакокинетика, тканевая биодоступность, цитрокард
Введение
Одним из важнейших доклинических испытаний новых лекарственных веществ является изучение их фармакокинетических свойств. Данные исследования позволяют изучить процессы всасывания, распределения, метаболизма и выведения лекарственных веществ. Знание процессов распределения позволяет выявить органы и ткани, в которые они проникают наиболее интенсивно и/или в которых удерживаются наиболее длительно, что может способствовать более детальному изучению механизмов действия лекарственных веществ [1—5].
Целью данного исследования явилось изучение распределения в организме и тканевой биодоступности нового производного ГАМК — цитрокарда, обладающего кардио- и церебропротекторными свойствами [6—8]. Доклиническое исследование фармакологических свойств и лекарственной безопасности препарата проведено на кафедре фармакологии и биофармации ФУВ и в лаборатории фармакологии сердечно-сосудистых средств Вол-гГМУ.
Методы исследования
Эксперименты выполнены на 150 белых беспородных крысах — самцах массой 180—220 г, которые содержались в условиях вивария на стандартной диете с соблюдением всех правил и Международных рекомендаций Европейской конвенции
по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях (1997 г.).
Для количественного определения соединений нами был разработан метод ВЭЖХ для определения фенибута и его производных. Использовался жидкостной хроматограф Shimadzu (Япония) с диодно-матричным детектором и колонкой С18 4,6x100 мм, 5 щт. Для приготовления мобильной фазы использовали ацетонитрил (УФ 210) (Россия) и буферную систему, состоящую из однозамещённого фосфата калия 50 мМоль, pH 2.7 (Россия) и натриевой соли гептансульфоновой кислоты (0,12%). Соотношение водной и органической фазы 88:12% v/v. Субстанцию цитрокарда фиксировали при длине волны 205 нм. Чувствительность метода составляет 1 щг/мл. Экстракцию цитрокарда, а также одновременное осаждение белков из биологических проб производили из плазмы крыс 10% ТХУ в соотношении 1:0,5 [9].
Распределение соединений в организме крыс изучали в органах потенциального действия: сердце и мозг; в тканях с сильной васкуляризацией — лёгких и селезёнке; с умеренной васкуляризаци-ей — мышце (musculus quadriceps femoris) и слабой васкуляризацией — сальнике, а также в органах, обеспечивающих элиминацию — печени и почках. Из органов готовили 20% гомогенаты в дистиллированной воде.
Цитрокард вводили крысам внутривенно и пе-рорально в терапевтической дозе 50 мг/кг. Забор проб крови и органов при внутривенном введении
«^увиишяшисйш жтщшмжж
производили через 5, 10, 20, 40 минут и через 1, 2, 4, 8 и 12 часов, а при пероральном введении — через 15, 30 минут и через 1, 2, 4, 8 и 12 часов после введения.
Для оценки интенсивности проникновения препарата в ткани использовался показатель тканевой доступности (ft), определяемый отношением значения AUC (площади под фармакокинети-ческой кривой) в ткани к соответствующей величине AUC в крови. Также оценивали кажущийся коэффициент распределения (Kd) препарата между кровью и тканью, определяемый отношением соответствующих концентраций в один и тот же момент времени на конечных (моноэкспоненциальных) участках кривых.
Расчёты производили немодельным методом, статистическую обработку осуществляли в программе Excel.
Результаты исследования
В результате проведённого исследования были получены усреднённые фармакокинетические профили зависимости концентрации соединения в плазме крови крыс от времени. Как видно из представленных данных, максимальная концентрация цитрокарда (134,01 мкг/мл) наблюдается на пятой минуте после введения. Затем происходит быстрое снижение концентрации и через 12 часов исследования содержание соединения в плазме становится ниже порога определения. Снижение носит биэкспоненциальный характер, предполагая быструю первую фазу распределения, сменяющуюся более медленной фазой элиминации. За два часа исследования концентрация цитрокарда снижается почти в 10 раз (на второй час определяется 14,8 мкг/мл плазмы крови). Это свидетельствует о том, что цитрокард подвергается интенсивной элиминации в организме крыс.
Основные фармакокинетические параметры (табл. 1) показывают низкие значения периода полувыведения (Т1/2 = 1,85 часа) и среднего времени удерживания в организме одной молекулы препарата (MRT = 2,36 часа). Среднее по скорости снижение концентрации цитрокарда в плазме крови обуславливает малую величину площади под фармакокинетической кривой (AUC = 134,018 мкг*час/мл). Величина стационарного объёма распределения (Vss) равна 0,88 л/кг, показатель незначительно превышает объём экстрацеллю-лярной жидкости в организме крысы, что свидетельствует о низкой способности препарата распределяться и накапливаться в тканях. С этим, по-видимому, связано низкое значение показателя системного клиренса (Q = 0,37 л/час*кг), несмотря на выраженность процессов элиминации соединения.
При пероральном введении цитрокард обнаруживается в органах и тканях через 15 минут после введения, достигая максимума через 2 часа и через 12 часов уровень концентрации опускается до порога определения данного лекарственного вещества. Фармакокинетические параметры представлены в табл. 1.
Таблица 1
Фармакокинетические параметры соединения цитрокард в плазме крови
крыс при внутривенном и пероральном введении в дозе 50 мг/кг
Параметры Внутривенное введение Пероральное введение
AUC (мкг /млхч) 134,018 85,77
К, (ч-1) 0,375 0,16
Т1/2 (Ч) 1,849 5,67
MRT (ч) 2,36 0,58
Cl (л/ (час х кг) 0,373 3,31
Vs (л/кг) 0,882 4,43
При пероральном введении цитрокарда картина распределения становится иная. Значительно увеличивается период полувыведения и объём распределения изучаемого вещества.
В сердце, органе потенциального действия при внутривенном введения, соединение обнаруживается в максимальной концентрации (24,69 мкг/г) через 5 минут после введения, в течение 20 минут показатель удерживается на этом же уровне, а затем незначительно снижается к 40 минутам, определяясь до 8 часа. Фармакокинетический профиль цитрокарда в сердце совпадает с таковым в плазме крови. Тканевая доступность составляет 0,671; коэффициент распределения — 1 (табл. 2). При перо-ральном введении тканевая биодоступность возрастает на 30% и составляет 0,978, коэффициент распределения остаётся на том же уровне как и при внутривенном введении (табл. 3).
Препарат в невысоких концентрациях проникает через гематоэнцефалический барьер в головной мозг. Максимальное количество (6,31 мкг/г) цитрокарда в мозге определяется на пятой минуте и сохраняется выше порога определения в течение 4 часов. Тканевая доступность составляет 0,089; коэффициент распределения — 0,134. При перо-ральном введении уровень цитрокарда в мозге находится ниже порога определения табл. 2 и 3).
В селезёнке и лёгких отмечается сходная тенденция при обоих путях введения. Тканевая доступность составляет 0,75 для лёгких и 1,09 для селезёнки; коэффициент распределения — 1,097 и 1,493, соответственно при внутривенном введении (табл. 2). Тканевая биодоступность при пероральном сведении у этих органов одинаковая (1,35 и 1,37), коэффициент распределения составляет 0,759 для селезёнки и 0,885 для лёгких (табл. 3).
^^уетиишмшайойш жшщшшт
Таблица 2
Фармакокинетические параметры распределения соединения цитрокард в органах и тканях при внутривенном введении крысам в дозе 50 мг/кг
Орган АиС (мкг/млхч) И к.
Сальник 57,62 0,43 0,664
Мозг 11,88 0,089 0,134
Мышцы 153,2 1,143 1,755
Сердце 89,94 0,671 1,005
Почки 543,1 4,053 4,486
Печень 179,7 1,341 1,041
Селезёнка 146,2 1,091 1,493
Лёгкие 101 0,753 1,097
В мышечной ткани цитрокард определяется на уровне органов с высокой степенью васкуляри-зации при обоих путях введения. Максимальная концентрация (58,1 мкг/г) наблюдается на 10 минуте, тканевая доступность составляет 1,143 коэффициент распределения — 1,755 при внутривенном введении (табл. 2) и при пероральном введении тканевая доступность — 0,943, коэффициент распределения — 0,677 (табл. 3).
В сальнике цитрокард обнаруживается в достаточно высоких концентрациях при внутривенном введении (52,7 мкг/г) и в очень невысоких при пероральном введении (6 мкг/г). Тканевая доступность равна 0,43 при внутривенном введении и 0,86 при пероральном; коэффициент распределения — 0,664 и 0,621, соответственно (табл. 2 и 3).
Тканевая доступность цитрокарда для печени и почек составляет 1,341 и 4,053, коэффициент распределения — 1,041 и 4,486, соответственно (табл. 2). Данные значения фактически не отличаются от таковых при пероральном введении (табл. 3), что свидетельствует о наличии высоких концентраций препарата в органах элиминации. Снижение количества вещества в печени и почках происходит аналогично таковому в плазме крови.
Таким образом, распределение цитрокарда по органам и тканям осуществляется по следующей схеме: наибольшее содержание отмечается в почках, как при пероральном, так и при внутривенном введении. Это подтверждается и высокими значениями почечного клиренса, который составляет при внутривенном введении 80%, а при пероральном введении 60% от тотального клиренса. Цитрокард хорошо распределяется
Таблица 3
Фармакокинетические параметры распределения соединения цитрокард в органах и тканях при пероральном введении крысам в дозе 50 мг/кг
Орган АиС (мкг/млхч) И
Сальник 73,68 0,859 0,621
Мозг - - -
Мышцы 80,85 0,943 0,677
Сердце 83,87 0,978 1,052
Почки 449,71 5,243 3,878
Печень 89,72 1,046 1,002
Селезёнка 115,63 1,348 0,759
Лёгкие 117,52 1,37 0,885
и в органы с высокой степенью васкуляризации, где его тканевая доступность выше единицы. Содержание цитрокарда в сердце сопоставимо с его содержанием в крови, при этом тканевая биодоступность для сердца выше приблизительно в 1,5 раза при пероральном введении, по сравнению с внутривенным. Содержание цитрокарда в сальнике также зависит от пути введения. При перо-ральном введении тканевая биодоступность в 2 раза выше, чем при внутривенном, и составляет 86 и 43% от содержания его в крови, соответственно. Наименьшее содержание цитрокарда отмечается в мозге. Тканевая биодоступность при внутривенном введении составляет 8,9% от его содержания в кровотоке. При пероральном введении концентрации соединения в мозге ниже порога определения. Тогда как у аналога цитрокарда — фенибута концентрации в мозге при внутривенном введении составляет 9%, при пероральном — 100% [10].
Основные выводы
1. В результате проведённых исследований установлено, что распределение цитрокарда в органы и ткани носит неоднородный характер. Наибольшую тропность изучаемое соединение имеет к органам с высокой степенью васкуляризации и органам элиминации.
2. В мозге крыс соединение определяется в низких концентрациях, что, скорее всего, связанно с транспортом через гематоэнце-фалический барьер и не связано с липофиль-ностью цитрокарда и высокой степенью ва-скуляризации мозга.
«^увиишяшисйш жтщшмжж
Литература
1. Каркищенко Н. Н, Хоронько В. В., Сергеева С. А., Каркищенко В. Н. Фармакокинетика. Феникс, Ростов-на-Дону; 2001.
2. Жердев В. П., Бойко С. С., Месонжник Н. В., Апполонова С. А. Экспериментальная фармакокинетика препарата дилепт. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2009. Т. 72, № 3, С. 16—21.
3. Спасов А. А., Смирнова Л. А., Иёжица И. Н. и др. Фармакокинетика производных бензимидазола. Вопросы медицинской химии. 2002. Т. 48, № 3, С. 233-258.
4. Бойко С. С., Колыванов Г. Б., Жердев В. П. и др. Экспериментальное исследование фармакокинетики триптофансодержащего ди-пептида ГБ-115. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2007. Т. 144, № 9, С. 285-287.
5. Бастрыгин Д. В., Виглинская А. О., Колыванов Г. Б. и др. Фармакокинетика соединения М-11 у крыс. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2010. Т. 74, № 7, С. 22-26.
6. Тюренков И. Н, Перфилова В. Н., Бородкина Л. Е, Гречко О. Ю, Ковтун В. В. Кардио- и церебропротекторное действие новых структурных аналогов ГАМК. Вестник Волгоградской медицинской академии. 2000, № 6, С. 52-56.
7. Перфилова В. Н, Тюренков И. Н., Писарев В. Б. и др. Морфофункциональная оценка кардиопротекторного действия производных ГАМК в условиях хронической алкогольной интоксикации. Бюлл. ВНЦ РАМН и АВО. 2008, № 1, С. 16-21.
8. Бородкина Л. Е, Воронков А. В., Багметов М. Н. и др. Влияние новых производных фенибута на мнестическую функцию и ориентировочно-исследовательское поведение животных в условиях хронической алкоголизации. Вестник Волгоградской медицинской академии. 200, № 39. С. 46-49.
9. Тюренков И. Н, Перфилова В.Н, Смирнова Л. А. и др. Разработка хроматографического метода количественного определения фенибута в биологических пробах. Химико-фармацевтический журнал. 2010. Т. 44, № 12, С. 68-70.
10. Тюренков И. Н., Перфилова В. Н., Смирнова Л. А. и др. Фармакокинетические свойства фенибута при внутривенном и пероральном введении. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2010. № 9, С. 22-25.
