Фармакологические и токсикологические характеристики фармацевтической субстанции и таблеток натрия алендроната Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

С.Э. Ржеусский1, Ю.С. Жухарев2,

А.И. Хоменко2, В.В. Кугач1

ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ И ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ СУБСТАНЦИИ И ТАБЛЕТОК НАТРИЯ АЛЕНДРОНАТА

1Витебский государственный медицинский университет

белорусская медицинская академия последипломного образования, г. Минск

В статье представлены результаты изучения фармакологических и токсикологических характеристик субстанции и таблеток алендроната натрия. Установлено, что фармацевтическая субстанция по своим токсикологическим параметрам относится к группе низкотоксичных лекарственных средств. Как субстанция, так и ее таблети-рованная форма обладают способностью к кумуляции. Данные по изучению токсикологических свойств и фармакологических исследований указывают на целесообразность применения лекарственного средства курсами.

ВВЕДЕНИЕ

Для лечения и профилактики метаболических заболеваний костного скелета используют лекарственные средства, действие которых направлено на коррекцию остеодистрофических и остеопенических расстройств.

Среди лекарственных средств, подавляющих резорбцию кости, особое место занимают синтетические производные фосфоновых кислот [1].

Бисфосфонаты - это класс лекарственных средств, являющийся наиболее мощным ингибитором костной резорбции. Как синтетические средства, они содержат негидролизируемую бисфосфонатную группу, к которой присоединяются различные радикалы, в том числе и аминокислоты, и поэтому считаются перспек-

тивными в плане разработки новых лекарственных средств. Негидролизируемая бисфосфонатная группа прочно соединяется с кристаллами гидроксиапатита костной ткани, а наличие в молекуле двух боковых цепей определяет степень связывания лекарственного средства с костным минералом и биологические особенности действия. Существует несколько поколений бисфосфонатов с разной антирезорбтивной активностью и модифицированной фармакологической активностью. Механизм действия бисфосфонатов на костную ткань связывают с подавлением процессов резорбции, вызываемой остеокластами. Однако в качестве основного недостатка данной группы лекарственных средств следует отметить низкую абсорбцию в желудоч-но-кишечномтракте [2].

С точки зрения доказательной медицины бисфосфонаты являются уникальными по своей фармакодинамической активности, так как их можно применять не только для профилактики, но и для лечения метаболических заболеваний скелета и ряда онкологических заболеваний.

Целью настоящего исследования являлось изучение фармакологических и токсикологических характеристик фармацевтической субстанции натрия алендроната, а также таблеток, полученных на ее основе.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В исследовании использовали фармацевтическую субстанцию натрия алендроната, синтезированную в Институте физико-органической химии НАН Республики Беларусь по оригинальной технологии.

Исследование острой токсичности субстанции и таблеток натрия алендроната проводилось при внутрижелудочном и внутрибрюшинном введении белым мышам и крысам. Использовали метод Дэйх-мана и Лебланка с применением таблицы «Расчет доз препаратов при определении их токсичности на мышах и крысах» [3]. Обработку полученных данных и расчет средне смертельных доз препаратов проводили по методу Литчфилда и Уилкоксо-на в модификации Штабского. Токсиче-

ское действие изучали по клинике острого отравления, поведенческим реакциям, состоянию шерстного покрова и видимых слизистых, гибели животных. Одновременно рассчитывали среднюю продолжительность жизни погибших животных [3].

Всего в экспериментах по определению острой токсичности фармацевтической субстанции натрия алендроната и таблетированной формы использовали 160 беспородных мышей и 60 крыс-самцов.

Условия содержания экспериментальных животных, рационы кормления соответствовали санитарным правилам по устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев). Животные получали стандартную диету в соответствии с существующими нормами, а для питья использовались автопоилки. Наряду с подопытными животными, получающими исследуемые средства, в аналогичных условиях содержали группу контрольных животных.

Субстанцию натрия алендроната вводили в виде водного раствора перорально (мышам в диапазоне доз от 120 мг/кг до 620 мг/кг; крысам в диапазоне доз от 280 до 2100 мг/кг) и внутрибрюшинно

(мышам и крысам в диапазоне доз от 37 мг/кг до 280 мг/кг). Для этого формировали группы не менее 6 животных в каждой, которым вводили изучаемые дозы лекарственного средства. Таблетки натрия алендроната предварительно измельчались в фарфоровой ступке, суспендировали в воде очищенной и также вводили перорально и внутрибрюшинно. Внутрибрюшинное введение осуществляли в первой половине дня из расчета: мышам не более 1 мл раствора, крысам не более 5 мл раствора. Введение препарата перорально проводили утром натощак (за 1 час до кормления) из расчета: мышам не более 1 мл, крысам не более 5 мл.

Опыты по определению коэффициента кумуляции проводили с использованием 2-х методик по определению субхро-нической токсичности (методика Иш’а и соавт. и методика Беленького-

Прозоровского по определению отношения ЬБ50 при однократном введении и ЬБ50 при многократном введении) [3].

Схемы изучения кумуляции таблеток натрия алендроната методом субхро-нической токсичности представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Схема изучения кумуляции методом субхронической токсичности по Ыш и со-

авт. и по методике Беленького- Прозоровского

Дни введения Доля от ЬБ50(в мг на кг массы) по Ыш и соавт Доля от ЬБ50 (в мг на кг массы) по методике Беленького-Прозоровского

1-4 0,1 0,1

5-8 0,15 0,1

9-12 0,22 0,1

13-16 0,34 0,1

17-20 0,50 0,1

21-24 0,75 0,1

25-28 1,12 0,1

Суммарная доза за 24 дня 12,8 2,4

Оценку безопасности таблеток натрия алендроната проводили по правилам ОЬР. Оценивали общетоксическое действие (подострая и хроническая токсичность) [4].

Хроническую токсичность таблеток натрия алендроната изучали в течение 6

месяцев. Для этого таблетки суспендировали в воде очищенной и вводили ежедневно в желудок в дозе 45 мг/кг массы, что составляло 5% от ЬБ50. Из крыс-самцов сформировали 4 опытные группы и

1 контрольную группу по 10 животных в каждой. Опытные группы крыс получали

препарат 6 раз в неделю в течение 1, 2, 3 и 6 месяцев. Контрольным животным вводили эквивалентный объем воды очищенной.

Исследования подострой токсичности таблеток натрия алендроната проводили в опытах на белых крысах при внутри-желудочном введении. Животных взвешивали до начала и после окончания опыта, маркировали. Препарат вводили ежедневно в течение 30 суток в дозе 90 мг/кг, что составляло 10% от ЬБ50, из расчета 2 мл на 200 г массы животных. В качестве контроля использовали группу животных, которым в желудок вводили воду очищенную в аналогичных условиях. Всего в этих экспериментах использовали 50 опытных крыс-самцов с массой тела 140-200 г.

РЕЗУЛЬТАТЫИ ОБСУЖДЕНИЕ

После введения фармацевтической субстанции натрия алендроната в виде 110% раствора и таблеток натрия алендроната в виде 1-10% суспензии не было обнаружено отличий в клинике острого отравления. Начальные признаки отравления наблюдали уже через 20 минут после внутрибрюшинного введения, которые проявлялись в снижении двигательной активности, угнетении поведенческих и исследовательских реакций. Через 4-6 часов после введения нарастала общая заторможенность, животные слабо реагировали на внешние раздражители. Аналогичные по характеру и выраженности изменения в поведении животных и в ответной реакции на внешние раздражители отмечали и после внутрижелудочного введения препара-

та мышам. Однако после внутрижелудочного введения они были отмечены только через 40-50 минут. Максимально выраженный эффект угнетения, вялость, снижение двигательной активности на сопротивление захвату были отмечены через 1,5-

2 часа после введения. Угнетённое состояние мышей сохранялось в течение 2 суток опыта, в дозах введенного препарата в значениях, близких к ЬБ50. После введения более высоких доз гибель животных отмечали со 2-го дня опыта. Максимальная гибель была на 3-4-е сутки опыта. Средняя продолжительность жизни погибших мышей была выше после внутрижелудочного введения препарата, чем после введения препарата внутрибрюшинно.

Введение высоких доз фармацевтической субстанции и таблеток выше значений ЬБ50 быстро приводило к ухудшению общего состояния, нарастали признаки пассивности и вялости, отказ от приема пищи, снижался ответ на внешние раздражители и мышечный тонус. Мыши почти не перемещались по клетке, не принимали пищу и воду. Погибшие животные находились в боковом положении, а их гибели предшествовала бессудорожная кома.

При введении суспензии таблеток в меньших дозах или дозах близких к ЬБ50 признаки интоксикации были менее выраженными. Внешний вид и поведенческие реакции нормализовались на 4-5 день опыта и оставались неизменными до 30-х суток опыта. Результаты исследования острой токсичности субстанции и таблеток натрия алендроната на мышах представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Острая токсичность (ЬБ50, ЬБ16, ЬБ84) субстанции и таблеток натрия алендроната при различных способах введения в опытах на мышах

Способ введения и препарат ЬБ50, мг/кг ЬБ16, мг/кг ЬБ84, мг/кг Средняя продолжительность жизни погибших животных, дни.

Внутрибрюшинное введение. Субстанция натрия алендроната 106±24 72 140 1,4

Внутрижелудочное введение. Субстанция натрия алендроната 342±56 172 512 2,7

Внутрибрюшинное введение. Таблетка натрия алендроната 120±36 77 162 1,3

Внутрижелудочное введение. Таблетка натрия алендроната 370±62 186 564 2,7

В опытах на крысах начальные признаки острого отравления, как и в опытах на мышах, отмечали через 40-60 минут после введения препарата. Они проявлялись в снижении двигательной активности, отсутствие поведенческих реакций на внешние раздражители, общей заторможенно-

сти. Одновременно отмечали снижение мышечного тонуса.

Результаты исследования острой токсичности таблеток натрия алендроната при введении препарата в желудок крысам представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Острая токсичность субстанции и таблеток натрия алендроната ________(ЬР50, ЬР]6, ЬР84) при внутрижелудочном введении крысам______

Серии опытов ЬБ50, мг/кг ЬБ16, мг/кг ЬБ84, мг/кг Средняя продолжительность жизни погибших животных, дни

Токсичность субстанции натрия алендроната 863±202 256 1470 3,5

Токсичность таблеток натрия алендроната 880±164 263 1520 3,5

Максимально выраженное токсическое действие таблеток натрия алендроната отмечали на 2-е сутки опыта. Животные были пассивными, вялыми, длительное время сидели в одном положении или лежали на боку, не принимали пищу и воду. Начиная со 2-х суток опыта, шерстный покров у подопытных животных становился грязным, отсутствовал блеск, шерсть была взъерошенной и к 4-5-му дню появились отдельные пролысины. Отмечали снижение ответных реакций на внешние раздражители. Максимальная смертность крыс отмечена на 3-4 сутки опыта. Погибшие животные находились либо в положении на боку, либо на животе. Гибели предшествовала бессудорожная кома. К 6-10 суткам после орального введения суспензии таблеток натрия алендроната внешний вид выживших крыс соответствовал группе

интактных животных после введения среднетоксических доз препарата. В то же время после введения сублетальных доз не было отмечено нормализации внешнего вида и двигательной активности крыс до конца эксперимента (15 суток). Животные были заторможенными, вялыми, у них снизилось потребление воды и пиши в сравнении с интактными крысами, а состояние шерстного покрова так и не нормализовалось.

Одновременно с определением острой токсичности таблеток натрия алендроната были проведены опыты по определению коэффициента их кумуляции. Независимо от используемых методик исследования, расчеты показателей кумуляции таблеток натрия алендроната были близки и составили 2,56 и 2,31. (табл. 4, 5.).

Таблица 4 - Показатели кумуляции таблеток натрия алендроната по методике Иш’а и соавт.

ЬБ50 кумуляции, мг/кг Коэффициент кумуляции Ср. продолжительность жизни погибших животных, дней

2000±380 2,31 16

Таблица 5 - Показатели кумуляции таблеток натрия алендроната по методике Беленького____________________________________Прозоровского______________________________________

ЬБ50 кумуляции, мг/кг Коэффициент кумуляции Ср. продолжительность жизни погибших животных, дней

2210±440 2,56 20

Далее изучали подострую и хроническую токсичность лекарственного средства.

После внутрижелудочного введения водной суспензии таблеток, начиная с 7-го дня, отмечали постепенное развитие признаков отравления. Так, к 9-м суткам опыта шерстный покров становился грязным, взъерошенным, животные слабо реагировали на внешние раздражители. Заметное снижение двигательной активности отмечали с 10 дня опыта, с 35-го дня опыта отмечали гибель крыс. Всего погибло 3 жи-

вотных к 90-му дню опыта. Сниженная двигательная активность, понижение ответа на внешние раздражители сохранялись до конца эксперимента. На 90-й день введения препарата крысы были выведены из опыта.

Данные морфологических исследований показали, что 30-ти дневное введение препарата вызвало уменьшение относительных коэффициентов массы внутренних органов для печени и легких в среднем на 16% (табл. 6).

Таблица 6 - Относительные коэффициенты массы внутренних органов крыс при подостром внутрижелудочном введении таблеток натрия алендроната в дозе 90 мг/кг на 30 день

Серия опытов Исследуемые органы Р % от нормы

Сердце

Норма (интактные) 3,38±0,31 100,0

Подострая токсичность 3,58±0,67 > 0,5 106,0

Почки

Норма (интактные) 2,93±0,45 100,0

Подострая токсичность 2,96±0,47 > 0,5 101,0

Печень

Норма (интактные) 36,85±2,42 100,0

Подострая токсичность 31,02±3,61 < 0,05 84,2

Селезёнка

Норма (интактные) 3,80±0,76 100,0

Подострая токсичность 4,07±1,18 > 0,5 107,0

Лёгкие

Норма (интактные) 9,18±1,40 100,0

Подострая токсичность 7,86±0,73 < 0,05 85,6

Кроме изменений относительных коэффициентов массы печени и селезенки, в этих опытах отмечали изменение состава периферической крови. Так, к 30-му дню

опыта происходило снижение количества эритроцитов и содержания гемоглобина на 26 %, а лейкоцитов - на 46 % (табл. 7).

Таблица 7 - Состав периферической крови крыс при подостром внутрижелудочном введении _________________таблеток натрия алендроната в дозе 90 мг/кг на 30 день __________

Серия опытов Показатели Р % от нормы

Эритроциты (Т/л)

Норма (интактные) 7,49±1,78 100,0

Подострая токсичность 5,55±1,07 < 0,05 74,1

Гемоглобин (г/л)

Норма (интактные) 132,62±32,10 100,0

Подострая токсичность 98,67±18,72 < 0,05 74,4

Лейкоциты (Г/л)

Норма (интактные) 5,47±1,68 100,0

Подострая токсичность 2,97±0,63 < 0,005 54,3

Анализ результатов биохимических исследований позволил дополнить токсикологическую характеристику таблеток натрия алендроната после введения в желудок в субтоксической дозе.

Установлено, что в сыворотке крови введение препарата на 30-е сутки почти в 2 раза увеличивало содержание креатинина

и билирубина и незначительно повышало уровень триглицеридов, хотя содержание общего холестерина имело тенденцию к снижению (табл. 8). Количество общего белка, содержание глюкозы, мочевины, ионов натрия и калия достоверно не отличались от контроля нормы, интактные животные.

Таблица 8 - Биохимические показатели сыворотки крови крыс при подостром внутрижелудочном введении таблеток натрия алендроната в дозе 90 мг/кг на 30 день

Серия опытов Определяемые показатели Р % от нормы

Общий холестерин, ммоль/л

Норма (интактные) 1,10±0,22 100,0

Подострая токсичность 0,95±0,11 > 0,1 86,5

Триглицериды, ммоль/л

Норма (интактные) 0,92±0,59 100,0

Подострая токсичность 1,18±0,53 > 0,1 128,2

Общий белок, г/л

Норма (интактные) 70,71±6,01 100,0

Подострая токсичность 65,52±5,27 > 0,1 92,6

Мочевина, ммоль/л

Норма (интактные) 7,01±0,80 100,0

Подострая токсичность 7,87±1,18 > 0,1 112,2

Креатинин, мкмоль/л

Норма (интактные) 45,08±7,20 100,0

Подострая токсичность 94,92±37,78 < 0,05 210,5

Глюкоза, ммоль/л

Норма (интактные) 7,67±0,57 100,0

Подострая токсичность 7,58±1,08 > 0,5 98,8

Билирубин, мкмоль/л

Норма (интактные) 8,09±1,55 100,0

Подострая токсичность 16,93±4,29 < 0,05 209,3

АлАТ, Е/л

Норма (интактные) 89,48±9,42 100,0

Подострая токсичность 101,30±12,21 > 0,05 113,2

АсАТ, Е/л

Норма (интактные) 211,10±20,04 100,0

Подострая токсичность 202,03±34,63 > 0,5 95,7

Натрий, ммоль/л

Норма (интактные) 137,12±5,06 100,0

Подострая токсичность 158,33±30,85 > 0,1 115,4

Калий, ммоль/л

Норма (интактные) 5,43±0,77 100,0

Подострая токсичность 5,95±0,64 > 0,1 109,6

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Острая токсичность фармацевтической субстанции алендроната натрия составила: при внутрибрюшинном введении

- 106±24 мг/кг, при внутрижелудочном введении - 342±56 мг/кг у мышей и у крыс при внутрижелудочном введении -863±202 мг/кг.

Показатели кумуляции алендроната натрия составили 2,56 и 2,31 при различных методах определения, что свидетельствует о способности препарата к кумуляции.

Введение крысам в желудок алендроната натрия в субтоксической дозе в течение 30 дней повысило уровень билирубина и креатинина в сыворотке крови почти в два раза. Остальные определяемые биохимические показатели были в пределах нормы.

Таким образом, полученные экспериментальные данные свидетельствуют о целесообразности применения таблеток натрия алендроната короткими курсами, при котором токсическое действие препарата на организм будет минимальным.

SUMMARY

S.E. Rzheussky, J.S. Zhuharev,

A.I. Homenko, V.V. Kugach PHARMACOLOGICAL AND TOXICO-LOGICAL CHARACTERISTICS OF THE PHARMACEUTICAL SUBSTANCE AND TABLETS OF SODIUM ALENDRONATE

In the article results of studying of pharmacological and toxicological characteristics of a substance and tablets alendronate sodium are submitted. It is established, that the pharmaceutical substance on the toxico-logical parameters concerns to group of low-

level toxicity medicines. As the substance, and it pelletization form possesses ability to cumulation. The data on studying toxicologi-cal properties and pharmacological researches specify expediency of application of a medical product rates.

ЛИТЕРАТУРА

1. Овчинникова, Л.К. Средства для лечения и профилактики остеопороза / Л.К. Овчинникова, М.А. Рашид, Е.А. Овчинникова // Новая аптека. - 2006. - № 11. - С. 21 - 30.

2. Остеопороз. Диагностика, профилактика и лечение. Клинические рекомендации /под ред. Л.И. Беневоленской, О.М. Лес-няк. - М.: ГЭОТАР, 2005. - 176 с.

3. Штабский, Б.М. К методике определения среднесмертельных доз и концентраций химических веществ / Б.М. Штабский, М.Р. Гжегоцкий, В.И. Гжегоцкий // Гигиена и санитария. - 1980. - № 10. - с. 49 - 54.

4. Межгосударственный стандарт ГОСТ ИСО 10993-11-2002.

Поступила 09.03.2009 г.