CC BY
54
УДК 615.33:615.372
и.и. мунинд1, и.ю. стернин2, о.В. самокрутова1, н.А. додонова1
1Самарский государственный медицинская университет, 443079, г. Самара, ул. Гагарина, д. 18 2Северо-Западный государственный медицинский университет имени И.И. Мечникова, 191015, г. Санкт-Петербург, ул. Кирочная, д. 41а
Коррекция протеолитическими энзимами нефротоксического действия антибиотиков
Мунина ирина ивановна — кандидат биологических наук, доцент кафедры фармакологии, тел. (846) 260-33-67, e-mail: [email protected]
Стернин Юрий игоревич — доктор медицинских наук, профессор кафедры восстановительной медицины, тел. (812) 315-95-85, e-mail: [email protected]
Самокрутова ольга Владимировна — кандидат медицинских наук, доцент кафедры фармакологии, тел. (846) 260-33-67, e-mail: [email protected]
Додонова наталья Аполлоновна — кандидат медицинских наук, доцент кафедры фармакологии, тел. (846) 260-33-67, e-mail: [email protected]
Целью исследования было изучение влияния протеолитических энзимов на функцию почек у крыс в условиях экспериментальной почечной нефропатии, вызванной введением нефротоксических доз амфотерицина Б и гентамицина. Результаты показали, что препарат Вобэнзим существенно снижал нефротоксическое воздействие антибиотиков на основные показатели функционального состояния почек. Препараты системной энзимотерапии могут корректировать развитие токсического воздействия веществ на почки, т.к. способны влиять на возможные ведущие звенья патогенетического процесса в них.
Ключевые слова: протеолитические энзимы, Вобэнзим, антибиотики, нефротоксический синдром.
I.I. MUNINA1, Yu.I. STERNIN2, 0.V. SAM0KRUT0VA1, N.A. D0D0N0VA1
1Samara State Medical University, 18 Gagarina St, Samara, Russian Federation, 443079 2Mechnikov North-Western State Medical University, 41а Kirochnaya St., Saint-Petersburg, Russian Federation, 191015
Correction of nephrotoxic action of antibiotics with proteolytic enzymes
Munina I.I. — Cand. Biol. Sc., Associate Professor of the Department of Pharmacology, tel. (846) 260-33-67, e-mail: [email protected] Sternin Yu.I. — D. Med. Sc, Professor of the Department of Rehabilitation Medicine, tel. (812) 315-95-85, e-mail: [email protected] Samokrutova 0.V. — Cand. Med. Sc., Associate Professor of the Department of Pharmacology, tel. (846) 260-33-67, e-mail: [email protected] Dodonova NA — Cand. Med. Sc., Associate Professor of the Department of Pharmacology, tel. (846) 260-33-67, e-mail: [email protected]
The aim of the study was to investigate the impact of proteolytic enzymes on the kidney of rats in conditions of experimental renal nephropathy caused by the introduction of nephrotoxic doses of amphotericin B and gentamicin. The results showed that the drug Wobenzym has significantly reduced nephrotoxic effect of antibiotics on the main indices of functional state of kidneys. Drugs of system enzyme therapy can adjust the development of the toxic effect of substances on the kidneys, as are capable to influence the possible leading links of the pathogenic process in them.
Key words: proteolytic enzymes, Wobenzym, antibiotics, nephrotoxic syndrome.
Почечная недостаточность относится к одной из наиболее опасных патологий, которая встречается достаточно часто. Тяжелые нарушения водно-электролитного и азотистого обмена являются основными патогенетическими факторами, которые определяют высокую летальность при почечной недостаточности. Фармакологическая коррекция этих
нарушений остается важнейшим заданием медицины и обусловливает необходимость поиска новых подходов к лечению.
Нефротоксичность возникает под действием химических веществ или их метаболитов и сопровождается структурно-функциональными нарушениями почек. Нефротоксичность может проявляться
_инФЕКЦионнЫ Е б оЛЕ зни. антимикробная ТЕРАПи Я
через изменения гемодинамики, кислотно-основного равновесия внутренней среды, массивного образования в организме продуктов токсического разрушения клеточных элементов, подлежащих выведению через почки (гемолиз, рабдомиолиз,эндо-токсический шок).
Нефротоксическими веществами (нефротокси-кантами) могут быть названы лишь те, которые непосредственно действуют на почки и к которым порог чувствительности почечной ткани существенно ниже, чем у других органов и систем.
Вследствие лекарственной терапии, случайных или преднамеренных интоксикаций, работы или проживания в условиях зараженной среды значительная часть населения постоянно подвергается воздействию потенциальных нефротоксикантов. Количественно определить вклад каждой из указанных причин в общее число регистрируемых хронических и острых нефропатий в настоящее время не представляется возможным.
По некоторым данным, в мире более 10 миллионов человек имеют постоянный контакт с веществами, обладающими выраженной нефротоксич-ностью. По мнению некоторых авторов, около 20% случаев нарушения функции почек — это результаты химических воздействий и, главным образом, лекарственных средств. Лекарства являются основной, среди прочих химических факторов, причиной хронических нефропатий.
Механизмы нефротоксического действия ксенобиотиков многообразны и вместе с тем развиваются по достаточно общему сценарию. Прошедший через фильтрационный барьер в клубочках токсикант концентрируется (примерно в 100 раз) внутри канальцев и по градиенту концентрации или путем активной реабсорбции, ксенобиотики поступают в клетки канальцевого эпителия, где и накапливаются. Критическая концентрация ксенобиотика в клетках почечного эпителия приводит к развитию нефротоксичности.
Нефротоксиканты в зависимости от их физико-химических свойств могут взаимодействовать с различными клеточными структурами: рецепторами (мембранные молекулы, энзимы, структурные протеины, нуклеиновые кислоты и рибосомы), ли-зосомами (аминогликозиды, амфотерицин Б и др.), белками цитоплазмы (тяжелые металлы — кадмий, ртуть).
Результатом подобного рецепторного взаимодействия является процесс инициации образования в клетках свободных радикалов, развитие перекисно-го окисления липидов (ПОЛ) и, как следствие, нарушение структуры клеточных мембран органелл, развитие воспалительного процесса, гиперактивность иммунной системы.
Нефротоксические процессы иммунного типа сопровождаются отложением в гломерулярных структурах почек комплекса антиген-антитело; появлением комплексных антигенов in situ, при взаимодействии почечных белков с токсикантом, с последующей атакой на них антител, циркулирующих в крови, и гиперактивации системы комплемента, что приводит к усилению воспаления и еще большему появлению иммунных комплексов. Точный механизм, с помощью которого токсикант инициирует реакцию гипериммунной реакции, приводящей к поражению почек, в большинстве случаев неизвестен. В некоторых случаях гипериммунная реакция может быть следствием поликлональной активации иммунокомпетентных клеток, как это имеет место
при нефропатиях, вызываемых золотом, ртутью, пенициламином и некоторыми группами антибиотиков (аминогликозиды, амфотерицин Б).
Одним из признанных нефротоксикантом является амфотерицин Б, который в 1-10% случаев вызывает повышение концентрации креатинина в сыворотке крови и азотемию. Нефротоксические реакции, связанные с в/в введением обычных форм амфо-терицина В, в разной степени проявляются у всех пациентов: более 10% — гипокалиемия; 1-10% — гипомагниемия, гипокальциемия, гипонатриемия.
Что касается аминогликозидов (АМГ), которые используются в клинической практике уже более 60 лет, существуют различные методы и модели изучения нефротоксического действия данной группы препаратов, но успешной коррекции данного осложнения до сих пор не найдено. Нефротоксич-ность АМГ (2-10%) чаще развивается в полярных возрастных группах (дети раннего возраста и пожилые люди) — возраст-зависимый токсический эффект. Вероятность нефротоксичности также возрастает с увеличением суточной дозы, длительности лечения (более 10 дней), а также кратности введения, и зависит от предшествующей почечной дисфункции. Наиболее информативными показателями поражения проксимальных канальцев (мишень для токсического воздействия АМГ) являются появление в моче микроглобулинов (в2-микроглобулина и а1-микроглобулина), которые в норме почти полностью реабсорбируются и катаболизируются проксимальными канальцами, и энзимурия (повышение уровня Ы-ацетил-р-глюкозаминидазы), а также белков с молекулярной массой больше 33 КД, которые фильтруются клубочками. Как правило, эти маркеры обнаруживаются после 5-7 дней лечения, умеренно выражены и обратимы. Нарушение азото-выделительной функции почек как проявления почечной недостаточности (повышение уровня мочевины и креатинина сыворотки более, чем на 20%) выявляется лишь при существенном поражении почек вследствие длительного применения АМГ в высоких дозах, потенциировании их нефротоксично-сти петлевыми диуретиками и/или амфотерицином Б. Гентамицин, представитель АМГ, является одним из самых сильных нефротоксикантов: почками куму-лируется около 40% АБ, распределяемого в тканях больного (в коре почек более 80% «почечного» АБ). В корковом слое почек концентрация гентамицина превышает наблюдаемой в сыворотке крови более чем в 100 раз. Следует подчеркнуть, что для гентамицина характерна более высокая степень каналь-цевой реабсорбции и большее накопление в корковом слое почек, чем у других АМГ. Гентамицин накапливается также (хотя и в меньших количествах) в мозговом слое и сосочках почек. Гентамицин, поглощаясь проксимальными канальцами почек, накапливается в лизосомах клеток. Находясь в клетках, он ингибирует лизосомальную фосфолипазу и сфингомиелиназу, что вызывает лизосомальный фосфолипидоз, аккумуляцию миелодных частиц и клеточный некроз. При электронно-микроскопическом исследовании в эксперименте и биопсии почек у человека выявлено набухание проксимальных канальцев, исчезновение ворсинок щеточной каймы, изменения внутриклеточных органелл при введении гентамицина в средних терапевтических дозах. Лечение высокими дозами гентамицина (>7 мг/кг в день) может сопровождаться острым тубулярным некрозом с развитием Опн и необходимостью гемодиализа в отдельных случаях, продолжительно-
|ЗНИ"АНТИМИКР0БНАЯТЕРАПИЯ
ИНФЕКЦИОННЫЕ БОЛ
стью олигурической фазы около 10 дней, при этом, как правило, наблюдается полное восстановление функции почек после отмены препарата.
К факторам, повышающим возможность проявления нефротоксичности гентамицина, относятся: предшествующая несостоятельность почек, гипо-волемия, одновременное использование других нефротоксических ЛС (гидрокортизона, индомета-цина, фуросемида и этакриновой кислоты, цефало-ридина, циклоспорина, амфотерицина В), рентге-ноконтрастных веществ, возраст больного. Частота возникновения нефротоксических реакций при лечении гентамицином варьирует от 10-12 до 25% и даже 40% в зависимости от дозы и продолжительности лечения. Эти реакции чаще наблюдаются при максимальной концентрации АБ в крови 12-15 мкг/ мл. Однако подчеркивается целесообразность определения минимальных (остаточных) концентраций, поскольку увеличение именно этих значений выше 1-2 мкг/мл перед каждым следующим введением является свидетельством кумуляции препарата и, следовательно, возможной нефротоксичности. Отсюда и необходимость лекарственного мониторинга для АМГ.
Целью исследования было изучение влияния препарата системной энзимотерапии Вобэнзима на функцию почек у крыс в условиях экспериментальной почечной нефропатии, вызванной введением нефротоксических доз амфотерицина Б и гентами-цина.
Материалы и методы исследования
Опыты проводились на белых крысах массой 180200 г. Модели почечной недостаточности создавались внутримышечным введением 50% раствора глицерола в дозе 10 мл/кг, внутрибрюшинным введением амфотерицина Б в дозе 1000 ЕД/кг массы тела и внутримышечном введением 4% раствора
гентамицина (100 мг/кг). Вобэнзим вводился вну-трижелудочно в дозе 150 мг/кг трижды в день в первые 48 часов и по 1 разу в день в последующие 5 дней параллельно с ведением нефротоксикантов. Всем группам животных вводилась предварительная 2% от массы тела водная нагрузка. Экскреторная функция почек оценивалось по изменению ди -уреза, содержанию электролитов, белка и креати-нина в моче, а также креатинина в сыворотке крови
Результаты исследования и их обсуждение
Результаты проведенных исследований приведены ниже. В ходе эксперимента зафиксирована гибель животных: 2 — при глицероловой нефропатии, 1 — при гентамициновой, 1 — при амфотерициной нефропатии.
Результаты показали наличие полиурической стадии нефропатии в первые 48 часов, установлено повышение этого показателя по сравнению с интакт-ными животными в 3,04 раза под действием глице-рола, в 2,73 раза под действием амфотерицина Б и в 2,86 раза под действием гентамицина (табл. 1). Это может быть связано с тем, что нефротоксиканты в первую очередь действуют на эпителий нефрона и в меньшей степени на клубочковую фильтрацию.
При комбинированном введении крысам с экспериментальной нефропатией препарата Вобэнзим суточный диурез снизился соответсвенно на 52, 47 и 54% по сравнению с животными контрольной группы, натриурез — на 34, 23 и 31,5%, калиурез почти в 2 раза в случае комбинированного введения глицерола с вобэнзимом, 2,95 при введении амфотерицина Б и вобэнзима и в 2,15 раз при введении гентамицина с вобэнзимом. Нужно отметить, что такие показатели нарушения функции почек, как увеличение креатинина в крови и моче с параллельным ростом концентрации белка в моче на фоне применения препарата системной энзимоте-рапии изменялись значительно менее выражено и
Показатели Группы животных (п=77)
Контроль Глицерол Амфоте-рицин Б Гента-мицин Гл+Воб Амф+Воб Гент+Воб
Диурез, мл 2,27± 0,51 6,9± 1,2** 6,18± 0,76** 6,52± 0,66* 3,19± 0,5* 2,9± 0,62 3,5± 0,67*
Натриурез, мМ/мл 24 час 0,196± 0,04 0,648± 0,12** 0,596± 0,11** 0,623± 0,11** 0,297± 0,06* 0,256± 0,06* 0,286± 0,06*
Калиурез, мМ/мл 24 час 0,174± 0,04 0,747± 0,11** 0,905± 0,23** 0,846± 0,12** 0,354± 0,08* 0,514± 0,16* 0,374± 0,16*
Креатинин крови, мМ/л 0,09± 0,04 0,174± 0,06** 0,168± 0,04** 0,161± 0,04** 0,131± 0,02** 0,104± 0,01** 0,098± 0,01
Экскреция креатинина, мМ/л 2,9± 0,0,91 5,8± 0,95** 4,6± 1,38** 5,1± 0,93** 3,6± 0,75 3,41± 0,67 3,8± 0,75*
Белок в моче, мг/мл 0,78± 0,13** 3,53± 0,88** 2,64± 0,67** 2,84± 0,44** 1,78± 0,51** 1,49± 0,47** 1,51± 0,41**
1ИНФЕКЦИ0НИЫ Е Б 0ЛЕ ЗНИ. АНТИМИКРОБНАЯ ТЕРАПИ Я
Таблица 1.
Показатели функционального состояния почек крыс через 48 часов
Таблица 2.
Показатели функционального состояния почек крыс через 7 дней
Показатели Группы животных (n=77)
Контроль Глицерол Амфоте-рицин Б Гента-мицин Гл+Воб Амф+Воб Гент+Воб
Диурез, мл 2,3± 0,34 0,4± 0,02* 0,5± 0,036* 0,7± 0,05* 1,7± 0,03 1,5± 0,04 1,4± 0,026
Натриу-рез, мМ/мл 24 час 0,192± 0,07 0,098± 0,035 0,106± 0,039 0,103± 0,022 0,157± 0,026 0,156± 0,023 0,146± 0,031
Калиурез, мМ/мл 24 час 0,164± 0,023 0,712± 0,13* 0,805± 0,15 0,646± 0,06* 0,383± 0,1 0,484± 0,08 0,384± 0,07
Креатинин крови, мМ/л 0,084± 0,01 0,189± 0,054 0,161± 0,04 0,169± 0,04 0,128± 0,03 0,098± 0,01 0,096± 0,01
Экскреция креатинина, мМ/л 2,45± 0,6 5,14± 0,77** 4,14± 0,75** 4,3± 0,34** 3,35± 0,5** 2,98± 0,58 3,25± 0,57**
Белок в моче, мг/мл 0,86± 0,1 4,20± 0,75** 3,32± 0,44** 3,19± 0,34** 1,99± 0,46 1,42± 0,36 1,48± 0,33
фактически не всегда достоверно. Полученные данные показывают о преимущественном поражении почечного эпителия нефротоксикантами, а именно механизмов реабсорбции электролитов. Вобэнзим предотвращает развитие выраженности нефропа-тической катастрофы как на начальных этапах ее развития, так и на последующих стадиях (табл. 2).
Одним из показателей, характеризующих функциональное состояние почек, является креатинин, который не реабсорбируется в почечных канальцах, поэтому его содержание в моче является показателем фильтрационной способности почек. При нарушении функции почек достоверно увеличивается содержание креатинина в крови. После развития у животных экспериментальной нефропатии через 7 дней его концентрация повысилась в 2,25, 1,91 и 2,01 раза в соответствии с действием глицерола, амфотерицина Б и гентамицина, а введение Вобэн-зима позволило уменьшить содержание креатинина в крови, его увеличение по отношению к контролю составило в 1,52, 1,17 и 1,14 раза по сравнению с животными, не получавшими Вобэнзим.
Увеличение содержания креатинина в моче может быть результатом значительного увеличения его в крови. После введения крысам с моделью нефро-патии Вобэнзима наблюдалось увеличение содержания креатинина в моче как через 48 часов после введения нефротоксикантов, так и на 7-е сутки относительно уровня животных контрольной группы, но менее выражено, чем при введении моно-нефротоксикантов. Увеличение креатинина в крови и белка в моче при комбинированном применении препаратов с Вобэнзимом не носило выраженного и достоверного характера (р>0,05).
Вобэнзим существенно изменял нефротоксическое воздействие препаратов на основные показатели функционального состояния почек. Снижение содержания белка в моче, креатинина в крови указывают на сохранение фильтрационной функции почек, умень-
шение экскреции электролитов, особенно катионов калия, говорит о защите канальцевой реабсорбции.
Препараты системной энзимотерапии могут корректировать развитие токсического воздействия веществ на почки, т.к. способны влиять на возможные ведущие звенья патогенетического процесса в них. Во-бэнзим представляет собой комплекс протеолитиче-ских ферментов с рутином. После попадания в кровь и создания транспортного комплекса протеаза-анти-протеаза ферменты накапливаются в очаге воспалительного процесса, независимо от его происхождения и локализации, и предупреждают разрастание этого процесса, элиминируют продукты повреждения и воспаления. Рутин вместе с протеазами угнетает ПОЛ, образование свободных радикалов, провоспалитель-ных цитокинов и предупреждает инициацию иммунного и аутоиммунного поражения почек, способствуя поддержанию иммунного гомеостаза. Протеазы способны активировать некоторые клетки, участвующие в воспалительной реакции: увеличение активности макрофагов, натуральных киллеров. Одновременно в гранулоцитах интенсифицируется синтез противовоспалительных факторов, которые способствуют защите организма. С точки зрения иммуномодулирую-щего действия энзимов, имеет значение увеличение клиренса воспалительных цитокинов за счет их связывания с естественными антипротеазами, прежде всего, с а2-макроглобулинами. Ускорение удаления воспалительных цитокинов уменьшает вероятность длительной тромбогенной эндогенной активации эндотелия. Протеолитические энзимы подавляют образование иммунных комплексов, in situ в том числе, и увеличивают их клиренс.
Выводы
Полученные данные позволяют рекомендовать назначение Вобэнзима в комбинациях с нефроток-сичными препаратами, особенно с антибиотиками полиеновой и аминогликозидной структуры.
еЗНИ. АНТИМИКРОБНАЯ ТЕРАПИЯ |
ИНФЕКЦИОННЫЕ БОЛ
ЛИТЕРАТУРА
1. Берхин Е.Б., Иванов Ю.И. Методы экспериментального исследования почек и водно-солевого обмена. — Барнаул: Алтайское книжное изд-во, 1972. — 199 с.
2. Куценко С.А. Основы токсикологии // Нефротоксичность. — Санкт-Петербург, 2002. — Т. 4. — С. 119.
3. Лебедев А.А., Кантария В.А. Диуретики. — Куйбышев: Куйбышевское книжное издательство, 1976. — С. 12-19.
4. Носкова А.П. Влияние фуросемида и маннитола на выживаемость крыс при острой почечной недостаточности // Фармакологическая регуляция функции почек / Под ред. А.А. Лебедева. — Куйбышев, 1981. — С. 40-44.
5. Постников С.С. Токсические эффекты антибиотиков // Практика педиатра. Фармакология. — 2006. — № 6. — С. 32-36.
6. Ткачук В.Н. и др. Системная энзимотерапия в урологической практике // Пособие для врачей / Под ред. з.д.н. проф. Ткачу-ка В.Н. — Москва, 2012. — 67 с.
7. Linder A., Forster O. Berichtuber den Einflub von Wobenzym auf verschiedene Rattenpfotenodeme. — Wissenschaftliche Monographie, 1985. — 285 p.
8. Roep B.O., Engel N.K., Haiteren A.G. et al. Modulation of autoimmunity to beta-cell antigents by proteases // Diabetologia. — 2002. — Vol. 4S. — P. 686-692.
9. Sizyakina L.P., Efremov V.V., Gusova Z.R., Frolova S.A. Efficiency of system therapy in the treatment of autoimmune pathology and all-rgy // Int. J. Immunoreabilit. — 2002. — № 3. — P. 93-94.
REFERENCES
1. Berkhin E.B., Ivanov Yu.I. Metody eksperimental'nogo issledovaniya pochek i vodno-solevogo obmena [Methods of experimental study of the kidneys and water-salt metabolism]. Barnaul: Altayskoe knizhnoe izd-vo, 1972. 199 p.
2. Kutsenko S.A. Osnovy toksikologii [Basics of Toxicology]. Nefrotoksichnost'. Saint Petersburg, 2002. Vol. 4. P. 119.
3. Lebedev A.A., Kantariya V.A. Diuretiki [Diuretics]. Kuybyshev: Kuybyshevskoe knizhnoe izdatel'stvo, 1976. Pp. 12-19.
4. Noskova A.P. Vliyanie furosemida i mannitola na vyzhivaemost' krys pri ostroy pochechnoy nedostatochnosti [Effect of furosemide and mannitol on the survival of rats with acute renal failure]. Farmakologicheskaya regulyatsiya funktsiipochek. Kuybyshev, 1981. Pp. 40-44.
5. Postnikov S.S. Toxic effects of antibiotics. Praktika pediatra. Farmakologiya, 2006, no. 6, pp. 32-36 (in Russ.).
6. Tkachuk V.N. et al. Sistemnaya enzimoterapiya v urologicheskoy praktike. Posobie dlya vrachey [Systemic enzyme therapy in urological practice. Manual for Physicians]. Moscow, 2012. 67 p.
7. Linder A., Forster O. Berichtuber den Einflub von Wobenzym auf verschiedene Rattenpfotenodeme. Wissenschaftliche Monographie, 1985. 285 p.
8. Roep B.O., Engel N.K., Haiteren A.G. et al. Modulation of autoimmunity to beta-cell antigents by proteases. Diabetologia, 2002, vol. 4, pp. 686-692.
9. Sizyakina L.P., Efremov V.V., Gusova Z.R., Frolova S.A. Efficiency of system therapy in the treatment of autoimmune pathology and allrgy. Int. J. Immunoreabilit., 2002, no. 3, pp. 93-94.
ИНФЕКЦИОННЫЫ E Б ОЛЕ ЗНИ. АНТИМИКРОБНАЯ ТЕРАПИ
я
