Оценка взаимосвязи между фармакокинетикой и фармакодинамикой тропоксина у крыс Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

шшщмшм «мшшшм

Оценка взаимосвязи между фармакокинетикой и фармакодинамикой тропоксина у крыс

Жердев В.П., Колыванов Г.Б., Литвин А.А., Новицкий А.А., Ганьшина Т.С.,

Горбунов А.А., Мирзоян Р.С.

ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова», г. Москва

Резюме. Представлены результаты доклинического фармакодинамического и фармакокинетического исследования после однократного внутривенного введения нового оригинального противомигренозного препарата тропоксина на крысах. Тропоксин в значительной степени ослабляет констрикторные реакции сосудов мозга крыс, серотонина, и агониста 5НТ2В/2С рецепторов. Выявлена прямая зависимость между падением концентраций тропоксина в плазме крови крыс и изменениями мозгового кровотока на фоне введения серотонина и мета-хлорфенилпиперазина.

Ключевые слова: тропоксин, высокоэффективная жидкостная хроматография-масс-спектрометрия, фармакокинетика-фар-макодинамика, мигрень

Assessment of pharmacokinetics-pharmacodynamics relationship of tropoxine in rats

Zherdev V.P., Kolyvanov G.B., Litvin A.A., Novitskyi A.A., Ganshina T.S., Gorbunov A.A., Mirzoyan R.S.

FSBI «Zakusov Institute of Pharmacology», Moscow

Abstract. Results of preclinical pharmacodynamic and pharmacokinetic study of tropoxine (a new original antimigraine drug) after single intravenous administration in rats were presented. Tropoxine in significant extent suppresses constricting reactions of rat brain vessels, serotonin, and agonist of 5НТ2В/2С receptors. Direct relationship between tropoxine concentrations decreasing in the rat blood plasma and changing of the brain circulation associated with serotonin and m-chlorphenylpiperazine.

Keywords: tropoxine, HPLC-MS, pharmacokinetics-pharmacodynamics, migraine

Автор, ответственный за переписку:

Жердев Владимир Павлович — д.м.н., профессор, зав. лабораторией фармакокинетики ФГБУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова», 125315, Москва, ул. Балтийская, 8; тел.: +7 (495) 601-21-57; е-таИ: [email protected]

Введение

К наиболее распространённым хроническим нейроваскулярным заболеваниям относится мигрень, которая поражает от 11 до 30% населения разных стран в наиболее работоспособном возрасте. В современном мире количество пациентов с данным заболеванием ежегодно растёт, а имеющиеся в распоряжении неврологов фармакологические препараты не лишены существенных побочных эффектов [1, 7, 8, 10].

В ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова» разработано лекарственное средство из группы производных оксима тропинона, обладающее проти-вомигренозной антисеротониновой активностью — тропоксин [2—4]. При создании новых лекарственных средств необходимым этапом является изучение их фармакодинамики и фармакокинетики на доклиническом уровне. Результаты этих исследований в ряде случаев позволяют установить взаимосвязь между ними, что в дальнейшем может быть использовано для переноса данных с животных на человека.

Поэтому целью настоящей работы явилось изучение фармакодинамики и фармакокинетики тропоксина у крыс и выявление взаимосвязей между ними.

Материалы и методы

По химическому строению молекула тропоксина представляет собой 3-(3,4,5-триметоксибензоилокси-имино)-8-метил-8-азабицикло- [1, 2, 3] октана гидрохлорид. В работе использована субстанция тропоксина, синтезированная в опытно-технологическом отделе ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова».

Фармакодинамику и фармакокинетику тропоксина после внутривенного (в/в) введения изучали на нелинейных крысах-самцах, полученных из питомника «Столбовая» (Московская область). Животных содержали в условиях вивария ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова» при 12-часовом световом режиме, на стандартной диете. Все эксперименты с животными проводили в соответствии с международными правилами (Директива 86/629/ЕЕС) и правилами работы с животными, утверждёнными этической комиссией ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова».

Фармакологические свойства тропоксина изучали на 30 наркотизированных (хлоралгидрат 350—400 мг/кг, внутрибрюшинно) нелинейных крысах массой 250-300 г.

Состояние мозгового кровообращения у животных оценивали с помощью ультразвукового флоуметра

21

ФШКОШЕТШ и шмощшмш

мссащшшм^ ^миипим

и лазерного допплеровского флоуметра фирмы «Transonic System Inc.» (США). Одновременно в экспериментах регистрировали изменения артериального давления в бедренной артерии. Запись показателей кровотока и артериального давления производили на полиграфе «BIOPAK» США, соединённым с персональным компьютером [5].

Для изучения антисеротониновых свойств исследуемых веществ в работе оценивали констрикторные реакции внутренней сонной артерии у наркотизированных крыс в условиях искусственной вентиляции лёгких в ответ на введение серотонина (5НТ, 20 мкг/кг, в/в; «Sigma Aldrich», ФРГ) или избирательного агони-ста 5НТ2В/2С-рецепторов мета-хлорфенилпиперазина (0,1 мг/кг, «Sigma Aldrich», ФРГ).

Тропоксин вводили в/в в дозе 10 мг/кг, что соответствует примерно 10% его ЛД50 (78мг/кг). Исследуемые вещества вводили в бедренную вену животных.

Фармакокинетику тропоксина после в/в введения изучали на нелинейных крысах-самцах массой 200±20 г. Содержание тропоксина определяли в плазме крови крыс через 0,0; 0,33, 0,5, 0,66, 0,83, 1,0, 1,33, 1,5, 2, 4, 6 и 7 ч после введения препарата.

Отбор образцов крови производили в пробирки, обработанные ЭДТА. Плазму крови немедленно отделяли центрифугированием при 2 500 об/мин в течение 10 мин. Плазма крови отбиралась пипеткой в пластиковые криопробирки и замораживалась при температуре не выше —18 °C.

Для определения тропоксина в биоматериале разработана и валидирована методика высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектро-метрическим детектированием, позволяющая после жидкость-жидкостной экстракции детектировать 2,5 нг/мл исследуемого вещества. Методика была линейна в диапазоне 5—1000 нг/мл. Степень извлечения

тропоксина из плазмы крови составила в среднем 82,06±5,36%.

Статистическую обработку данных проводили с использованием программ «Biostat» и «Stаstistika» v. 8.0 («Statistika Inc.», США). Средние данные в тексте представлены в виде медианы или средней арифметической и её стандартной ошибки (М±т). Результаты рассматривали как значимые при ^<0,05.

Результаты и обсуждение

Цереброваскулярная антисеротониновая активность тропоксина

Проведённые опыты позволили установить, что серотонин (20 мкг/кг, в/в) в большинстве случаев на первой минуте после введения вызывает уменьшение объёмной скорости мозгового кровотока в системе внутренней сонной артерии в среднем на 40,0% (л=10). Через 5—7 мин после инъекции 5НТ наблюдается восстановление исходного уровня мозгового кровотока. Уменьшение притока крови в мозг в большинстве опытов сопровождается понижением уровня артериального давления. Тропоксин (10 мг/кг, в/в) в этих условиях существенно ослабляет изменения, вызванные серотонином. Через 20, 30, 40 и 50 мин после введения тропоксина уменьшение притока крови в мозг под влиянием серотонина составляет 27,8%, 29,4%, 31,5% и 32,1%, соответственно (контроль: 40,0%; ^<0,05, рис. 1). К 60-й мин после введения тропоксина реакция мозгового кровотока на серотонин восстанавливается и составляет 41,8%.

В серии опытов изучали влияние тропоксина на введение агониста 5НТ2В/2С-рецепторов- m-CPP, который, согласно данным литературы [1, 6, 9], провоцирует приступ головной боли у больных мигренью, вызывает увеличение пропотевания альбуминов

5-НТ 20 мин после тропоксина

5-НТ 40 мин после тропоксина

5-НТ 60 мин после тропоксина

Рис. 1. Влияние тропоксина (10 мг/кг, в/в) на изменения притока крови в мозг (МК в мл/мин) и артериального давления (АД в мм рт. ст.), вызванные серотонином (5-НТ, 20 мкг/кг, в/в) у наркотизированной крысы

No 3. 2016

22

! ФАРМШШЕШ И ШОЩШМШ

7,5

I

120

2 мин

I-1

100

80

60

т-СРР

!

Тропоксин

т-СРР 30 мин после тропоксина

!

т-СРР 40 мин после тропоксина

Рис. 2. Влияние тропоксина (10 мг/кг, в/в) на изменения притока крови в мозг (МК, мл/мин) и артериального давления (АД, мм рт. ст.), вызванные т-СРР, 0,1 мг/кг, в/в) у наркотизированной крысы

т-СРР 20 мин после тропоксина

т-СРР 40 мин после тропоксина

т-СРР 60 мин после тропоксина

Рис. 3. Влияние предварительного введения тропоксина (10 мг/кг, в/в) на изменения притока крови в мозг (МК в мл/мин) и артериального давления (АД в мм рт. ст.), вызванные т-СРР, 0,1 мг/кг

плазмы из менингеальных сосудов и активацию чувствительных волокон тригеминоваскулярной системы.

В опытах с использованием т-СРР было показано, что если до введения тропоксина агонист 5НТ2В/2С-рецепторов вызывает снижение мозгового кровотока во внутренней сонной артерии в среднем на 25%, то через 20 мин после введения тропоксина снижение кровотока под влиянием т-СРР составляет 19,2%, через 30 мин - 13,1%, через 40 мин - 11,3% и через 50 мин — 18,7% (^<0,05, рис. 2). Затем к 60-й

минуте реакция сосудов мозга на введение т-СРР даже несколько усиливается. При введении т-СРР артериальное давление кратковременно снижается в среднем на 33%, затем восстанавливается до значений, близких к исходным. Тропоксин не оказывает статистически значимого влияния на данную реакцию (см. рис. 2).

Далее в серии опытов т-СРР вводили крысам через 20 мин после тропоксина, и оказалось, что в этих условиях снижение мозгового кровотока под влиянием агониста 5НТ2В/2С-рецепторов составило только 6%

23

ФАРМШШШ И ФОРМШЩШМ

ШШЩ1ШШИ «ЭЙЯИЁВИИ

Рис. 4. Фармококинетический профиль тропоксина в плазме крови крыс после однократного в/в введения в дозе 10 мг/кг (и=4, х ±SD )

Рис. 5. Зависимость между усредненными концентрациями тропоксина в плазме крови и медианой изменения притока крови в мозг крыс после в/в введения тропоксина в дозе 10 мг/кг на фоне введения серотонина

(20 мин), 6,8% (30 мин), 7,5% (40 мин), 12% (50 мин), 17% (60 мин). Затем к 80-й минуте констрикторная реакция сосудов мозга под влиянием т-СРР постепенно восстанавливалась до реакции, наблюдаемой в контрольных опытах, и составила в среднем 27,5% (рис. 3). При этом тропоксин не оказывал статистически значимого влияния на реакцию артериального давления на т-СРР.

Фармакокинетика тропоксина

На рис. 4 представлен фармакокинетический профиль тропоксина в плазме крови крыс после однократного в/в введения в дозе 10 мг/кг.

Из рис. 4 видно, что снижение концентраций тропоксина в плазме крови крыс носит монофазный характер. Усредненный период полувыведения исследуемого соединения составил 1,34 ч.

Фармакодинамико-фармакокинетические взаимосвязи

Предпринята попытка оценить взаимосвязь между усредненными концентрациями тропоксина (фармакокинетическая переменная) в плазме крови и медианой изменения притока крови в мозг крыс (фармакодинамическая переменная) после однократного в/в введения тропоксина в дозе 10 мг/кг на фоне в/в введения серотонина и т-СРР. Изменение сравниваемых параметром регистрировали в течение 1,0 ч — 80 мин после введения препарата. На рис. 5—7 представлены полученные результаты.

Результаты, представленные на рис. 6 и 7, отличаются друг от друга тем, что в первом случае сначала крысам в/в вводили т-СРР, а затем тропоксин, а в последнем случае — сначала тропоксин, а через 20 мин — т-СРР.

Как видно из рис. 5 выявлена прямая зависимость между падением концентрации тропоксина в плазме

-10^

3 -12-1 о

Ш I

о £

8-8.-14-

о ^ о 2

<Э 4 -1К-

-1Я-

-20

А -12,02642 7,21608 В -1,67583 3,23275

г -0,34417 4,5664

1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 Концентрация тропоксина в плазме крови, мкг/мл

Рис. 6. Зависимость между усредненными концентрациями тропоксина в плазме крови и медианой изменения притока крови в мозг крыс после в/в введения тропоксина в дозе 10 мг/кг на фоне предварительного введения т-СРР

-5 -

-10 -

-15 -

-20

А -18,27962 4,4978 В 4,33108 2,16939

г 0,7554

3,4962

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Концентрация тропоксина в плазме крови, мкг/мл

3,5

Рис. 7. Зависимость между усредненными концентрациями тропоксина в плазме крови и медианой изменения притока крови в мозг крыс после в/в введения тропоксина в дозе 10 мг/кг на фоне введения т-СРР

№ 3 9П1С

24

! ФАРМАКОКИНЕТИКА И ФКРМОШИШИКА

ШШЩМШШ «MSifflSfflffl

крови крыс и изменениями мозгового кровотока на фоне введения серотонина (r=0,7295). Для агони-ста 5НТ2в/2С рецепторов — m-CPP такая зависимость не обнаружена, если сразу после m-CPP животным вводили тропоксин (рис. 6). Коэффициент корреляции линейного уравнения характеризовался значением 0,3442. В то же время выявлена взаимосвязь между изучаемыми параметрами в случае введения тропоксина через 20 мин после введения агониста 5НТ2В/2С рецепторов — рис. 7.

Выводы

1. Тропоксин в значительной степени ослабляет констрикторное влияние и серотонина, и агониста 5НТ2В/2С рецепторов на сосуды мозга крыс.

2. Выявлена прямая зависимость между падением концентрации тропоксина в плазме крови крыс и изменениями мозгового кровотока на фоне введения серотонина и в случае введения тропоксина через 20 мин после введения агониста 5НТ2В/2С рецепторов — мета-хлорфенилпиперазина.

Литература

1. Амелин А.В., Игнатов Ю.Д., Скоромец А.А. Мигрень (патогенез, клиника, лечение). СПб медицинское издательство, 2001.

2. Ганьшина Т.С., Горбунов А.А., Гнездилова А.В. и др. Хим. фарм. Журнал. 2016; 50 (1): 19-23; Pharm. Chem. J. 2016; 50 (1): 19-23.

3. Косточка Л.М., Мирзоян P.C., Ганьшина Т.С., Середенин С.Б. Хим. — фарм. журн. 2010; 44 (9): 6-9; Pharm. Chem. J. 2010; 44 (9): 472-475.

4. Мирзоян Р.C., Середенин С.Б., Ганьшина Т.С. и др. Эксперим. и клин. фармакол. 1998; 61 (2): 28-31.

5. Мирзоян Р.C., Плотников М.Б., Ганьшина Т.С. и др. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. 2012; Часть первая. М.: Гриф и К, 480-487.

6. Соколов А.Ю., Любашина О.А., Пантелеев С.С. Нейрохимия. 2011; 2: 104-112.

7. Dent W, Stelzhammer B, Meindl M. et al. Headache. 2011; 51 (10): 1483-1492. Doi: 10.1111/j. 1526-4610. 2011.

8. Pezzini A., Del Zotto E., Giossi A., et al. Stroke Res. Treatment. 2010; 9, doi:10.4061/2011/304921.

9. PanconesiA., SicuteriR. Cefalalgia. 1997; 17 (1): 3-14.

10. Rist P.M., Buring J.E., Kase C.S. et al. Circulation. 2010; 122 (24): 2551-2557.

25

ФШШШШ и шмощшмш