CC BY
183
регулирующее воздействие на организм в целом или его определенные системы и органы, нормализуя их функции, улучшая не только состояние физического здоровья и качество жизни, но и предупреждая развитие заболеваний [6].
Офтальмомикрохирургия и хирургия диабетической стопы развиваются достаточно интенсивно и ориентируются на малые вмешательства. Есть продвижение в усовершенствовании консервативного ведения трофических язв [4,5]. Довольно активно и достаточно быстро развивается протезирование. Однако направленность восстановительной медицины как научной и врачебной специальности определяет точки ее приложения: снижение массы тела, борьба с ИР и НТГ в период МС средствами лечебной физкультуры и диеты, физиотерапии нижней конечности до трофической язвы и воздействие на дефект при ее формировании.
На этом длительном и трудном пути восстановительная медицина СД-2 должна стремиться не допустить на операционный стол как можно большее количество пациентов.
Литература
1. Бессесен, Дэниел Избыточный вес и ожирение. Профилактика, диагностика и лечение / Бессесен, Дэниел, Г., Кушнер, Роберт.- М.: ЗАО «Издательство «БИНОМ» 2004.- 240 с.
2. Бутрова, С.А. Эффективность глюкофажа в профилактике сахарного диабета 2 типа / С. А. Бутрова // РМЖ.-2003.-Т. 11. □ № 27.- / http://www.rmj.ru/rmj/t11/n27/1494.htm
3. Дедов, И.И. Новые возможности терапии сахарного диабета 2 типа /И. И. Дедов//.- Сахарный диабет.- 2009, спецвы-пуск.П С.1-3.
4. Актуальные проблемы и зоны роста производства отечественных изделий медицинского назначения / Т.Г. Крылова [и др.] // Вестник Росздравнадзора.П 2010.- №3.П С. 48-54.
5. Пономаренко, Г.Н. Лечение и реабилитация повреждений кожи / Г.Н. Пономаренко, М.Е. Рождественский, Н.В. Плот-ников.П Вестник Росздравнадзора.П 2010.- №5.П С. 50-54.
6. Рождественский, В.Е. Коррекция аппетита и массы тела при ме-таболическом синдроме X / В.Е. Рождественский // Сборник научных статей «Гуманитарные проблемы современного общества^- Омск, 2005.П С. 251-255.
7. Рождественский, В.Е. Коррекция метаболического
синдрома при подготовке к плановому оперативному вмешатель-ству.//Сборник материалов Четвёртого Национального конгресса терапевтов ( XX Съезд российских терапевтов).Тезисы. /
В.Е. Рождественский, М.Е. Рождественский.-М., 2009.П С. 211П 212.
8. Чазова, И.Е. Метаболический синдром. СОСТОИМ MEDICUM / И.Е. Чазова.- 2002.П Т.4,11.- С. 587-590.
9. Kannel, W.B. Diabetes and glucose intolerance as risk factors for cardiovascular disease: The Framingham Study / W.B Kannel, D.L. McGee // Diabetes Care.- 1979.П 2.П P. 120Q26.
10. Increasing prevalence of overweight among US adults / R.J. Kuczmarski [et al] // JAMA.П 1994.П 272.П P. 205-211.
11. The rising prevalence of diabetes and impaired glucose tolerance. The Australian diabetes, obesity and lifestyle study. Diabetes Care / D. Dunstan [et al].- 2002.П 25.П P. 829-834.
12. Reaven, G.M. Role of insulin resistance in human disease / G.M. Reaven // Diabetes.- 1988.- 37.- P. 1595-1607.
13. Pi-Sunjyer, F.X. Medical hazards of obesity / F.X. Pi-Sunjyer // Ann Intern Med.- 1993.- 119 (7p12).- Р. 655-660.
14. Bouskela, E. Effect of insulin and the combination of insulin plus metformin (glucophage) on microvascular reactivity in control and diabetic hamsters / E. Bouskela, F. Cyrino, N. Wiernsperger // Angiology.- 1997.- 48.- Р. 503-514.
DIABETES AS A PROBLEM OF REHABILITATION MEDICINE (LITERATURE REVIEW)
A.YU. ABRAMOV, S.A. YESELEVICH, A.A. KULAKOV, A.A. NIKITIN, M.YE. ROZHDESTVENSKY, V.YE. ROZHDESTVENSKY
Moscow Department of Health Protecdtion Omsk Regional Centre of Professional Pathology
Moscow Municipal Central Bureau of Medico-Social Examination Research Institute of New Medical Technologies
Diabetes, especially insulin-dependent type 2 in most of developed countries is widespread and has a tendency to steady growth, which determines its major socio-economic importance. Most researchers recognize the presence of pre-clinical period of development
in the form of the metabolic syndrome. Despite the considerable number of recommendations on diagnostics the number of complications due to macro-and microangiopathy remains high. Rehabilitation medicine is to identify the main ways of type 2 diabetes and metabolic syndrome prophylaxes, beginning with the metabolic syndrome.
Key words: diabetes mellitus, rehabilitation medicine, metabolic syndrome, insulin resistance, glucose tolerance deficiency.
УДК 615.012:615.453.6:615.357
ТЕХНОЛОГИЯ ПОВЫШЕНИЯ АБСОРБЦИИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ ПЕПТИДНОЙ И ПРОТЕИНОВОЙ ПРИРОДЫ ПРИ ОРАЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ
К.В. АЛЕКСЕЕВ*, Н.В. ТИХОНОВА*, Е.В. БЛЫНСКАЯ*,
К.Г. ТУРЧИНСКАЯ*, Н.А. УВАРОВ**, ЕБ. ЛАЗАРЕВА**
В этой статье приводятся основные фармацевтические приемы, помогающие преодолевать физиологические барьеры, что повышает оральную биодоступность, позволяя осуществлять оральную доставку лекарственных веществ.
Ключевые слова: пептидные препараты, оральная лекарственная доставка, биодоступность.
В организме протеины играют большую роль в синтезе структурных белков тела. Они также используются при синтезе пептидных гормонов, например, гормона роста, инсулиноподобного фактора роста, инсулина и глюкагона. Кроме того, протеин участвует в синтезе транспортных белков (например, альбумина), которые отвечают за перенос различных веществ кровотоком.
Протеины состоят из более мелких субъединиц □ аминокислот (АК). Отдельные аминокислоты называют пептидами. Если аминокислоты связаны попарно, их называют дипептидами. Три связанных АК называют трипептидами, а если аминокислоты связаны по четыре или больше, то такие соединения называют олиго- или полипептидами.
Пептиды - низкомолекулярные фрагменты белковых молекул, состоящие из небольшого числа аминокислотных остатков (от двух до нескольких десятков). Многие из них являются биологически активными веществами (БАВ).
Пептидные и протеиновые ЛВ относятся к 3 и 4 классам согласно биофармацевтической системы классификации (BCS), а следовательно имеют низкую растворимость и/или плохую проницаемость. Это приводит к их низкой абсорбции при оральном применении. Поэтому многие пептидные и протеиновые лекарственные вещества (ЛВ) до недавнего времени использовались в основном для парентерального введения. Разработка эффективной оральной системы доставки для этих макромолекулярных ЛВ требует знания и учета их физико-химических свойств, таких как молекулярная масса, гидрофобность, константа ионизации, и рН стабильность. А также биологических барьеров, которые ограничивают абсорбцию протеинов и пептидов из ЖКТ: изменение рН при переходе из желудка в кишечник и ферментативная деградация. Пути преодоления плохой абсорбции при оральном применении включают: модификацию основной цепи аминокислот, использование определенных лекарственных форм (ЛФ), химическую модификацию гидрофобных или целевых лигандов, введение в рецептуру ингибиторов ферментов, использование в составе ЛФ мукоадгезивных полимеров и веществ, улучшающие абсорбцию [1,3].
Разрабатываются методы доставки макромолекул (белков и нуклеиновых кислот) в клетки эукариот на основе нековалентных пептидных и пептид-липидных конструкций. Преимуществами данного подхода являются простота формирования активного комплекса вектор-доставляемое соединение, низкая токсичность для клеток по сравнению с механическими методами доставки, а также высокая посттранслокационная активность соединений благодаря структурной стабильности в процессе переноса и освобождения транспортируемых молекул. Достижением последних лет является разработка пептидного вектора на основе грамицидина А, несущего на С-конце катионную аминокислотную последовательность для внутриклеточной доставки белков (белковой трансдукции) [1,2].
* Российское учреждение академии медицинских наук НИИ фармакологии
имени В.В. Закусова РАМН, Россия, 125315 Москва, ул. Балтийская д.8 ЗАО ИФ-синтезЦ 127051, г. Москва, Большой Сухаревский переулок, дом 26, строение 1
Методы повышения оральной биодоступности. Плохая абсорбционная способность пептидных и протеиновых препаратов обусловлена неблагоприятными физико-химическими свойствами пептидов и протеинов: большой размер молекул, ферментативное разрушение, короткий период полужизни в плазме, ионная проницаемость, иммуногенность, и склонность к агрегации и денатурации. На биодоступность протеиновых и пептидных ЛВ при оральном применении могут оказать влияние □ время опустошения желудка, общее время пребывании в ЖКТ, присутствие пищи, изменения рН при прохождении через ЖКТ (рН 1-8), пищеварительные ферменты, кишечная флора, и эпителиальный транспорт. Все это приводит к тому, что уровень абсолютной оральной биодоступности большинства пептидов и протеинов при оральном применении менее 1% [1].
Для создание ЛФ пептидных и протеиновых ЛВ для орального применения необходимо учесть множество факторов. ЛФ должна повышать стабильность ЛВ при прохождении через ЖКТ, повышая биодоступность. Она должна защищать ЛВ от избыточной кислотности и действия пепсина в желудке [3]. В кишечнике ЛВ должно быть защищено от действия эпителиальных ферментов, которые представлены в просвете кишечника. Кроме того, рецептура должна облегчать солюбилизацию в водной среде с рН близкой к нейтральной и проницаемость липидного слоя с целью проникновения протеинов через мембрану, что обеспечить проницаемость через базальную мембрану ЛВ в кровоток [1,2,3].
В табл. приведены методы повышения оральной биодоступности пептидных и протеиновых ЛВ.
Таблица
Технология повышение оральной биодоступности пептидный и протеиновых препаратов
Преимущества Результат
Химическая модификация Г идрофобизация Повышение ферментативной устойчивости Повышение мембранной проницаемости
Применение адъювантов Минимизация иммуногенности
Использование ингибиторов ферментов Предотвращает разрушение ферментами, присутствующими в желудке и кишечнике
Использование веществ, повышающих проницаемость Повышение мембранной проницаемости
Различные лекарственные формы 1) Гидрогели Защита ЛВ от разложения в ЖКТ под влиянием рН и протеолитически ферментов
2) Эмульсия Защита ЛВ от кислоты, протеаз просвета кишечника, желудка. Повышение проницаемости через слизистые оболочки ЖКТ
3) Микросферы Предотвращение протеолитической деградации в желудке и верхней части тонкого кишечника. Ограничение высвобождения ЛВ до подходящего участка ЖКТ
4) Наночастицы Предотвращение ферментативного разрушения. Повышение интестинальной абсорбции
5) Липосомы Повышение мембранной проницаемости
Мукоадгезивные полимерные системы Преимущественно участкоспецифичная лекарственная доставка. Повышение мембранной проницаемости
Химическая модификация. Химическая модификация пептидов и протеинов способствует устойчивости их к действию ферментов и/или мембранной проницаемости, а также для минимизации иммуногенности антигенов. Химическая модификация влияет на изменение конформации молекулы, что является важным для биологической активности и свойств [1,2].
Химическая модификация протеинов может быть осуществлена двумя способами: модификацией наружных боковых цепей аминокислотных остатков или углеводородного скелета гликопротеинов и гликоферментов.
Модификация боковых цепей аминокислот включает: замену Ь-аминокислот на Э-аминокислоты, замену остатка одной аминокислоты на остаток другой, модификация функциональных групп аминокислотных остатков (деметилирование, К-концевая модификация).
Также модификацию индивидуальных аминокислот сочетают с заменой L-аминокислоты D-аминокислотой, что может привести к существенным видоизменениям физиологических свойств. Что демонстрировалось на аналоге вазопрессина - 1-диамино-8^-аргинат вазопрессина и аргенин-вазопрессин, далее именуемые десмопрессином и диаминодесмопрессином. Модификация включает дезаминирование первой аминокислоты и замещение последнего остатка L-АРГ на D-АРГ, диаминодесмо-прессин имеет четвертую аминокислоту замененную на валин. Натуральный вазопрессин при приеме внутрь активен в больших дозах у крыс, которым давалась гидродинамическая нагрузка, десмопрессин показал двойную активность уже при 0,75 части дозы, что сопровождается улучшением мембранной проницаемости и ферментативной устойчивостью. Абсорбция десмопрессина осуществляется пассивным транспортом путем внеклеточного транспорта через тонкий кишечник крыс и специфичных участков у кроликов. У обоих модификационных изменений транспортный путь остается неизвестным [2,3].
N-концевая модификация - замещение ГЛУ на у-бутиролактон-у-карбонильный остаток в тиреотропин высвобождающий гормоне (ТВГ), привела к дозозависимой оральной абсорбции у крыс и собак. Абсолютная оральная биодоступность осталась низкой. Кроме того, существенно изменились абсорбционные характеристики ТВГ в связи с отсутствие участка специфичности, и возможности осуществить пассивную абсорбцию в тонкой кишке [1,2]. Модификация первой аминокислоты (ГЛУ) ТВГ привела к более высокой стабильности, фармакологической эффективности и активности при оральном применении.
Гидрофобностъ. Повышение гидрофобности пептидов и протеинов с помощью модификации поверхности липофильными структурами, может быть частично выгодна для межклеточной пассивной или активной абсорбции, а также повышает стабильность протеинов [2,3].
Nobex Corporation (Америка) разработала и запатентовала инсулин, модифицированный с помощью низкомолекулярного полимера (химическое название такого инсулина - гексилинсу-линмоноконъюгат 2 или «HIM2Q, у которого простой амфи-фильный олигомер ковалентно связан с тремя аминогруппами остатка ЛИЗ-р29 рекомбинантного человеческого инсулина с помощью амидной связи, что делает возможной оральную доставку, предотвращая ферментативное расщепление в желудке и кишечнике. Лекарственная доставка из ротовой полости в кишечник и в кровяное русло, орального Nobex инсулина может идти таким же путем, как и у инсулина, выделяющегося поджелудочной железой, в портальную вену, а затем сразу в печень.
Другой пример гидрофобизации, повышающей липофиль-ность инсулина - пальмитолизация. Инсулин конъюгировали с 1,3 - дипальмитоглицерином по трем аминогруппам ГЛИ, ФЕН и ЛИЗ с образованием моно- или дипальмитоил инсулина. Это облегчило перенос инсулина через мембраны слизистых оболочек толстого кишечника и повысило его стабильность к ферментативному расщеплению в кишечнике.
Используются растворимые производные гликоферментов и другие физико-химические модификации. Применение одного или более остатков D-аминокислот в пептидном ЛВ и модификация концевой активной группы или аминокислоты, является одним из применяемых приемов [2].
Введение в рецептуру адъювантов. Примером адьювантов может служить эфир полиэтилен-24-холестерола. Введение его с состав рецептуры повышает абсорбцию октреотида 23-кратно, а также октапептида и аналога соматостатина.
Исполъзование ингибирования ферментов. Выбор ингибиторов протеаз зависит от структуры ЛВ. Количество принимаемого ингибитора(-ов) является основным параметром, обеспечивающим кишечную проницаемость пептидных или протеиновых лекарственных веществ.
Например, известно, что ферментативное расщепление инсулина осуществляется сериновыми протеазами - трипсином, а-хемотрипсином и тиолметаллопротеиназными. Стабильность инсулина оценивалась в присутствии вспомогательных веществ, ингибирующих эти ферменты. Представитель ингибиторов трипсина и а-хемотрипсина: камостата мезилат и апротинин. Ингибиторы ферментативного расщепления инсулина: 1,10-
фенантролин, р-хлоромерибензоат и бацитроцин, используют в сочетании с веществами-модуляторами: натрием хлоридом и
ингбиторами протеаз, что приводит к повышению кишечной абсорбции инсулина у крыс на 10%.
Тиомеры - перспективные кандидаты на ингибиторы ферментов. Выявлено сильное расщепление альбумина смесью протеаз в присутствии Карбопола 934Р. Последующие исследования показали, что поликарбофил и карбопол 934Р являются сильными ингибиторами протеолитических ферментов: трипсина, а-
хемотрипсин и карбоксипептидазы А. В результате ковалентного связывания цистеина (ЦИС) поликарбофилом, ингибирующее воздействие на карбоксипептидазу А, карбоксипептидазу В и хемотрипсин должно возрастать. Поликарбофил-ЦИС конъюгат имеет повышеную ингибирующую активность изолированной аминопептидазы N, присутствующей на слизистой оболочке кишечника. Ингибирования ферментов пищеварительного тракта можно достичь, изменяя pH.
Вещества, увеличивающие абсорбцию. Вещества, увеличивающие абсорбцию являются компонентами рецептуры, они временно нарушают кишечный барьер повышая проницаемость ЛВ.
Многочисленные классы соединений с различными химическими свойствами, включая: ПАВ, соли желчных кислот, Са+-хелатный агент, жирные кислоты, глицериды со средней длиной цепи, ацилкарнитин, холиновый спирт, N-ацетилированные а-аминокислоты, хитозан, мукоадгезивные полимеры, и фосфолипиды повышают кишечную абсорбцию полипептидных ЛВ с большим размером молекул [4,13].
Многие из этих веществ, увеличивающих абсорбцию, действуя как ПАВ: повышая межклеточный транспорт ЛВ; нарушая структуры липидного бислоя, делая клеточную мембрану более проницаемой и/или посредствам повышения растворимости плохо растворимых ЛВ. Полагают, что комплексоны действуют через образование комплексов с ионами кальция, способствуя межклеточному транспорту гидрофильных молекул. Хотя, вещества, повышающие проницаемость, часто вызывают токсические эффекты, например, истощение Са2+, что вызывает глобальные изменения в клетках: разрушение актиновых волокон и уменьшение клеточной адгезии. Временное повышение проницаемости является менее травматичным, чем разрушение клеточной структуры. Кальция капрата повышает абсорбцию активируя фосфо-липазы С, и повышая регуляцию внутриклеточных ионов кальция, что приводит к сокращению кальмодулинзависимых актин-миозиновых волокон и открытию каналов. Додецилфосфохолин и сапонины коры киллайи, дикалиевы глицирризинат, 18р-
глицеризинновая кислота, натрия капрат, и таурин, также повышают проницаемость для гидрофильных соединений в Caco-2-клетках [14,15].
Наиболее перспективным веществом, повышающим абсорбцию является токсин Zonula Occldens или Zot. Zot по структуре - простая полипептидня цепь 44,8 кДа, длиной 399 аминокислотных остатков; источник - бактериофаги, присутствует в токсикогенных штаммах V. Cholerae, способен двусторонне преобразовывать кишечный эпителий TJs, что позволяет осуществлять перенос макромолекул через слизистые барьеры. Механизм действия Zot заключается в реорганизации протеинкиназы С зависимого актина, посредством взаимодействия со специфическими рецепторами, у которых поверхностная эксперссия у различных клеток может различаться, потому что действие Zot неоднородно на протяжении всего ЖКТ [7].
In vitro исследования на подвздошной кишке кроликов продемонстрировали, что Zot обратимо повышал кишечную абсорбцию инсулина (Мм 5733 Да) до 72% и иммуноглобулина G (140-160 кДа) до 52%, что имело временную зависимость. Обширные исследования in vivo и in vitro показали, что Zot - рецепторы присутствуют в тонком кишечнике, назальном эпителии, сердце и эндотелии сосудов мозга. Более того, изучение токсичности показали, что Zot и его биологически активные фрагменты не подвергается изменениям клетками и не вызывает мембранную токсичность, по сравнению с другими веществами, повышающими абсорбцию.
Еще одним, технологическим приемом является - совместное применение протеиновых или пептидных ЛВ с концентрированными растворам, именуемыми «молекулярными переносчиками □ (эмисфера). По технологии эмисфера была создана серия □молекулярных переносчиков» разработанная в форме комплекса с полипептидами, тем самым изменяя структуру полипептида на «транспортирующую» конформацию. Эти молекулы обеспечивают абсорбцию протеинов и пептидов. Механизм действия этих агентов в настоящее время до конца не изучен. Основываясь
на зависимости активности от структуры, сделан вывод, что более липофильные соединения способны лучше обеспечивать абсорбцию протеинов. Они обеспечивают временную стабилизацию агентов лекарственной доставки, частично разворачивая» конформацию протеинов, открывая их гидрофобные участки цепи. Изменеие конформации позволяет им облегчить доступ к порам мембран, и таким образом они лучше абсорбируется через липидный бислой [15].
Соли хитозана: гидрохлорид и глутамат (1,5% по объему),а также четвертичные производные, N-триметилхитозана хлорид (ТМХ) (1,5 и 2,5% по объему), in vitro на монослойных Caco-2-клетках показали увеличение транспорта пептидов. Транспорт бусерилина, 9-дисглицинамида, 8-аргенин вазопрессина и инсулина проходил в течение 4 ч при значениях pH между 4,4 и 6,2. Все соли хитозана существенно повышали транспорт пептидных ЛВ в следующей последовательности: хитозана гидрохло-
рид>глутамат>ТМХ. Из-за своей четвертичной структуры ТМХ имеет лучшую растворимость, чем соли хитозана. Повышение транспорта ЛВ пептидной природы связано с понижением трансэпителиальной электрической устойчивости, оцененной в одном слое клеток. Вредных влияний на монослой клеток не обнаружено с трипановым синим при эксклюзионной технике. На основании данного исследования можно заключить, что хитозан является веществом, сильно увеличивающим абсорбцию, засчет плотности заряда и структурных особенностей солей хитозана и N-триметилхитозана хлорид [14].
Лекарственные формы, позволяющие увеличить биодоступность протеиновых и пептидных препаратов. Первичной проблемой при создании оральных систем доставки ЛВ является защита протеиновых и пептидных ЛВ от кислоты и протеаз тонкого кишечника в ЖКТ. Преодолеть эти барьеры можно, используя определенные технологические приемы, повышающие оральную биодоступность [7].
Гидрогели. Полимерные гидрогели - это пористые, хорошо набухающие, но не растворяющиеся в воде материалы. Обычно их получают полимеризацией водорастворимых ненасыщенных соединений в присутствии бифункционального сшивающего агента. Содержание воды в равновесно набухших гидрогелях составляет от 10 до >95%.
Гидрогели используются в качестве инертной матрицы для контролируемого выделения ЛВ. В таких устройствах ЛВ не связано с гидрогелем химическими связями, и скорость его выделения определяется его природой и строением гидрогеля. Регулирование скорости выделения ЛВ при синтезе гидрогеля достигалось варьированием природы водорастворимого мономера или соотношения между мономером и сшивающем агентом. Гораздо более широкие возможности для регулирования скорости выделения ЛВ открываются при использовании полимеров, способных изменять степень набухания при изменении параметров окружающей среды, например, температуры, pH или химического состава.
Негативного влияния изменения pH при переходе от желудка в кишечник на оральную биодоступность пептидных и протеиновых ЛВ можно избежать, защитив их от протеолитических ферментов в желудке и верхнем отделе тонкого кишечника, если использовать pH-чувствительные гидрогели для оральной доставки. Проводились исследования по включению инсулина в микросферы с полиметакрил^-этиленгликоль и изучали оральную биодоступность у здоровых и больных диабетом крыс. В кислой среде желудка гель не набухает в результате образования внутримолекулярных полимерных комплексов. Инсулин остается в геле и защищен от разрушения протеолитическими ферментами. В основной или нейтральной среде кишечника комплекс диссоциирует, в результате гель быстро набухает и инсулин высвобождается. В течение 2 ч после применения инсулин содержащего полимера развивается сильный дозозависимый гипогликемический эффект, наблюдаемый у здоровых и больных диабетом крыс.
Гидрогели с ингибиторами ферментов используются для пе-рорального введения инсулина. Полимерный гидрогель модифицировали овомукоидом (из белка утиных яиц), молекула которого состоит из двух частей: полипептидной и полисахаридной. Белковая часть молекулы овомукоида обеспечивала ингибирование протеолитических ферментов, а ее полисахаридный участок, взаимодействуя по механизму биоспецифического связывания с лектина-ми, содержащимися на стенках тонкого кишечника, обеспечивал прилипание частиц гидрогеля к стенкам тонкого кишечника.
После инъекции раствора нативного инсулина его концентрация в крови сначала повышалась, достигала максимума через полтора часа и затем начинала уменьшаться. Аналогичная картина наблюдалась при пероральном введении инсулина в составе модифицированного гидрогеля. Как и следовало ожидать, перо-ральное введение препарата на основе гидрогеля, модифицированного овомукоидом с удаленным полисахаридным участком, не приводило к изменению концентрации инсулина в крови, хотя защитное действие такого производного овомукоида в отношении протеолитических ферментов сохранялось.
Созданная система была универсальна и обеспечивала защиту полипептидных препаратов (кроме инсулина, были исследованы глюкагон, кальцитонин и гормон роста), от агрессивного действия окружающей среды (протеолитических ферментов пищеварительной системы) и контролируемое выделение препарата в нужном месте, в данном случае в тонком кишечнике.
Эмульсии. Эмульсии защищают ЛВ от химического и ферментативного разрушения в тонком кишечнике. Улучшение лекарственной абсорбции зависит от типа эмульгатора, размера частиц дисперсной фазы, pH, растворимости ЛВ, типа используемой липидной фазы и т.д., липидная фаза микроэмульсии состоит из жирных кислот триглицеридов со средней длинно цепи повышающих биодоступность пептидных аналогов [4].
Получили новый тип оральных дозированных форм инсулина □ эмульсия типа вода-в-масле, в которой комплекс ПАВ-инсулин диспергирован в масленой фазе. Солюбилизация инсулина в масленой фазе позволяет избежать деградации протеина, а нековалентное покрытие молекул инсулина липофильным ПАВ делает повышает проницаемость через слизистые оболочки кишечника, без внедрения новых химических продуктов [5]. Фармакологическая оценка эмульсии проводилась по гипогликемической активности в течение нескольких часов после орального применения у крыс больных диабетом. Критическими недостатками данной рецептуры были: физико-химическая нестабильность при длительном хранении и требование хранить при низких температурах. Чтобы преодолеть эти недостатки, выбрана ЛФ □ сухая эмульсия. Сухие эмульсии получают из эмульсии типа Пм/в» содержащей растворимые или нерастворимые в водной фазе твердые носители, с помощью распылительного высушивания, лиофилизации или выпаривания. Сухие эмульсии относятся к порошкам с липидной основой, из которых можно получить эмульсию типа Пм/вП С фармацевтической точки зрения, они привлекательны благодаря их физической устойчивости и легкости применения в виде таблеток и капсул. Разработана уникальную рецептура сухих эмульсий, в которых комплекс инсулин-ПАВ находится в масляной фазе твердой ЛФ. Сухая эмульсия была покрыта кишечнорастворимой оболочкой □ рН-зависимым полимером (гидроксипропилметилцеллю-лоза). Профиль высвобождения инкапсулированного инсулина показал зависимость от pH среды и присутствия липазы, симулирующей условия ЖКТ [5,12].
Циклоспорин □ пептид, используемый в качестве иммуносупрессора. Циклоспорин устойчив к протеолитической деградации и обладает ярко выраженными гидрофобными свойствами, с коэффициентом распределения 991 и растворимостью в воде 6 мкг/мл, это связано с наличием в структуре цикла 7 гидрофобных остатков К-метилированных аминокислот. Активный метаболизм в печени (гидроксилирование и К-метилирование) и плохая растворимость в воде приводит к медленной и неполной абсорбции
и, следовательно, к низкой биодоступности. Циклоспорин входит в рецептуру, содержащую пегликол-5-олеат (ЬаЬгаГе1), оливковое масло, и этанол в соотношении 30:60:10, которые эмульгируются в водной среде. Уменьшение размера микрокапель эмульсии от 4 до 2 мкм повышает абсорбцию циклоспорина А в 2 раза у крыс. Это можно объяснить увеличением площади поверхности распределенного циклоспорина в водной среде и повышением активности липазы, что приводит к улучшению солюбилизации в ЖКТ и более высокой движущей силе для проникновения через не перемешивающийся водный слой слизистой кишечника [5,6].
Абсорбция циклоспорина изменяется в зависимости от места абсорбции в ЖКТ. Эмульсия абсорбируется преимущественно в тонком кишечнике, между тем как рецептура, содержащая растворы ЬаЬгаГе1 с циклоспорином имела более высокую абсорбцию в 12-перстной кишке, чем в тощей, как было показано на крысах в экспериментах с резекцией. Наблюдалась корреляция между оральной дозой циклоспорина и длиной тонкого кишечника. Основываясь на немедленном наступлении абсорбции и ко-
роткой фазе абсорбции у человека, абсорбция специфична для верхнего отдела тонкой кишки [12].
Микро- и наночастицы. Влияние изменения pH при прохождении через желудок в тонкий кишечник, на оральную биодоступность пептидных и протеиновых ЛВ можно преодолеть, защитив их от протеолитического разрушения в желудке и в верхней доли тонкого кишечника, используя pH-зависимые микросферы в качестве транспортеров лекарственной доставки. Включение инсулина в полимерные микросферы, обеспечивает защиту от протеолитического расщепления. В условиях основной или нейтральной среды кишечника происходит диссоциация комплекса, что приводит к быстрому набуханию микросфер и высвобождению инсулина. В течение 2 ч после применения инсулин содержащего полимера, у здоровых крыс и крыс, больных диабетом, наблюдался сильный дозозависимый гипогликемический эффект. Большое количество pH-чувствительных полимеров исследовано для подобного использования. Эти микросферы обеспечили высвобождение протеинов на определенных участках ЖКТ, где проходит наиболее интенсивная абсорция.
Установлено, что наноразмерные частицы абсорбируются через кишечный эпителий полностью, особенно, через пейеровы бляшки. Протеины и пептиды инкапсулированные в наночастицы менее чувствительны к ферментативному разрушению, так как они ассоциированы с полимерами. Инкапсулированные в наночастицы протеины и пептиды лучше абсорбируются в ЖКТ. Факторы, влияющие на поглощение: размер частиц, поверхностный заряд частиц, воздействие поверхностных лигандов, и динамическая природа взаимодействия частиц в пищеварительном тракте.
Исследовано взаимодействие наночастиц, состоящих из гидрофобного полистерола, биоадгезивных хитозанов и (PLA-PEG), на двух линиях человеческих кишечных клеток для сравнения in vivo поглощения у крыс. После введения в 12-перстную кишку крыс наночастиц с хитозаном, они обнаруживались в эпителиальных клетках и пейеровых бляшках. В одном образце инсулин инкапсулировался в наносферы, используя обращено фазовую инкапсуляцию. Инсулин высвобождался в период превышающий по длительности 6 ч, эффективность составила 11,4% от интерперитонеально доставляемого инсулина.
Есть одна трудность при использовании наночастиц - неравномерная абсорбция наночастиц. Например, доля целых наночастиц, попавших в системный кровоток, в основном, не превышала 5% [2,3,7].
Липосомы. Липосомы склонны к деградации под действием pH кислоты желудка, желчных солей и панкреатической липазы при пероральном применении. Проводятся опыты по повышению стабильности липосом, с помощью включения полимеров в поверхность липосом или используя ЖКТ-устойчивые липиды.
In vitro высвобождение инсулина и модельных пептидов из липосом, с привитыми на их поверхность углеводными остатками муцина или полиэтиленгликоля, в растворе солей желчных кислот заметно снизилось. Инкапсуляция инсулина с углеводными остатками муцина или полиэтиленгликолем, полностью подавляла деградацию инсулина в кишечной среде, между тем как у липосом с не модифицированной поверхностью наблюдалась существенная деградация. Эти результаты продемонстрировали, что покрытие поверхности липосом полиэтиленгликолеи (ПЭГ) или муцином повышает резистентность к перевариванию солями желчных кислот и повышает стабильность в ЖКТ. При пероральном приеме инсулина у крыс в виде раствора или ненаполненных липосом, не наблюдалось гипогликемического эффекта. Прием инсулина, инкапсулированного в полностью наполненные липосомы, привело к немедленному понижению уровня глюкозы в плазме крови, что подтвердил контрольный уровень в течение 3 ч. В отличие от ПЭГ содержащих липосом и муцин содержащих липосом, приведших к постепенному понижению уровня глюкозы после приема. Гипогликемический эффект ПЭГ-содержащих липосом имел большую длительность, чем таковой у непокрытых липосом. Медленное высвобождение инсулина из покрытых липосом позволил достичь большую продолжительность оральной гипогликемической активности. Следовательно, покрытые липосомы можно применять в для оральной лекарственной доставки с учетом их свойств [1].
Мукоадгезивные полимерные системы. Мукоадгезивные свойства могут обеспечить контакт со слизистой оболочкой на участке лекарственного проникновения, предотвращая пресис-темный метаболизм пептидов на пути к мембране, где происхо-
дит абсорбция в ЖКТ. К тому же, время присутствия системы доставки на участке, где осуществляется лекарственная абсорбция повышается. Можно осуществить участкоспецифическую лекарственную доставку, используя мукоадгезивную полимерную систему. Мукоадгезивные полимеры обладают способностью сцепливаться с муциновым слоем эпителия слизистых оболочек, в результате чего, повышается оральная лекарственная биодоступность протеиновых и пептидных препаратов. Эти полимеры снижают лекарственный клиренс на участке абсорбции, тем самым увеличивая время абсорбции [11].
Большинство биоадгезивных полимеров относятся либо к производным полиакриловой кислоты или целлюлозы. Например, производное полиакриловой кислоты □ карбопол, поликарбофил, полиакриловая кислота (PAAc), полиакрилат, поли (метилвинии-ловый эфир сополимер метакриловой кислоты), поли (2-гидрокиэтилметакрилат), полиметакрил, поли (алкилцианоакри-лат), поли (ихогексилцианоакрилат) и поли (изобутилцианоакри-лат). Производные целлюлозы: карбоксиметилцеллюлоза, гидро-ксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза, натрия карбоксиметилцеллюлоза, метилцеллюлоза, и метилгидроксиэтилцеллю-лоза. Кроме того, полуприродные биоадгезивные полимеры: хитозан и различные камеди, такие как гуар, ксантан, поливинил-пирролидон, и поливиниловый спирт.
В зависимости от структурных особенностей, полимеры имеют разный механизм адгезии. Мукоадгезивные свойства анионных полимеров обусловлены водородными связями и Ван-дер-ваальсовыми силами при взаимодействии их цепей со слизистым слоем. Напротив, катионные полимеры адгезируются к отрицательно заряженной слизистой оболочки засчет электростатических сил. Как катионные, так и анионные мукоадгезивные полимеры демонстрируют высокую буферную способности, что позволяет поддерживать рН на заданном уровне на протяжении некоторого количества часов, что препятствует деградации пептидов и протеинов.
Полагают, что сильные мукоадгезивные свойства тиомеров основаны на добавочных ковалентных связях между тиольными группами и цистеиновыми участками слизистых мукополимеров. Эта теория подтверждена исследованиями мукоадгезивных свойств, где при повышении количества тиольных групп в полимере приводит к увеличению мукоадгезивных свойств.
Хотя тиомеры показывали сильное увеличение мукоадгезивные свойства, сама адгезия, тем не менее она ограничена природным обновлением слизистых. Восстановление слизистых оболочек в человеческом кишечнике, например, проходит в течение 12-24 ч. Следовательно, в этот период адгезия систем доставки будет изменяться [11].
Вывод. Пептидные и протеиновые препараты являются перспективными на фармацевтическом рынке. Они обладают широким спектром фармацевтической активности. Из-за большого размера молекул и ферментативной деградации способ введения пептидных препаратов преимущественно парентеральный. Данный способ введения сопряжен с определенным риском для пациентов, который включает в себя: некроз в месте введения, передозировка лекарственного вещества, увеличение его токсических эффектов. Вот почему перспективной является разработки систем оральной доставки протеиновых и пептидных ЛВ.
В последнее время проделано много исследований в направлении осуществления оральной доставки пептидных и протеиновых ЛВ с сохранением высокой биодоступности. Пути преодоления низкой биодоступности при оральном применении включают: модификацию основной цепи аминокислот, использование определенных ЛФ, химическую модификацию, введение в рецептуру ингибиторов ферментов, использование в составе ЛФ мукоадгезивных полимеров и веществ, улучшающие абсорбцию. Данные подходы позволят вывести на фармацевтический рынок большое количество ЛФ с пептидными и протеиновыми ЛВ.
Литература
1. Adessi, C. Converting a peptide into a drug: Strategies to improve stability and bioavailability. Curr Med Chem / Adessi C, Sotto
C.. 2002;9:9б3-78. [PubMed]
2. Rick, S. Oral protein and peptide drug delivery. In: Binghe W, Teruna S, Richard S, editors. Drug delivery: Principles and applications. New Jersey: Wiley Interscience / Rick S., 2005. p. 189.
3. Adessi, C, Strategies to improve stability and bioavailability of peptide drugs. Frontiers Med Chem / Adessi C, Sotto C. 2004; 1:513-27.
4. Thiomers: potential excipients for non-invasive peptide delivery systems. Eur J Pharm Biopharm/ Andreas BS [et al]. 2004; 58: 253-63/ [PubMed]
5. Spray-dried redispersible oil-in-water emulsion to improve oral bioavailability of poorly soluble drugs. Eur J Pharm Sci. / Dollo G [et al], 2003;19:273-80. [PubMed]
6. An enteric-coated dry emulsion formulation for oral insulin delivery. J Control Release / Eiichi T [et al]. 2005;107:91-6. [PubMed]
7. pH sensitive polymers that enchance intracellular drug delivery in vivo. J Control Release / Kyriakides TR, [et al]. 2002;78:295-303. [PubMed]
8. Noha, NS Tight junction modulation and its relationship to drug delivery. Adv Drug Deliv Rev / Noha NS, Natalie DE, Alessio F.D 2006;58:15-28.
9. Emerging trends in oral delivery of peptide and protein drugs. Crit Rev Ther Drug Carrier Syst / Ram IM [et al].D 2003;20:153-214. [PubMed]
10. Control of postprandial plasma glucose by an oral product (HIM2) in patient with type 2 diabetes. Diabetes Care / Kipnes M, [et al]. 2003;26:421-6. [PubMed]
11. Mucoadhesive thiolate chitosans as platforms for oral controlled drug delivery: Synthesis and in vitro evaluation. Eur J Pharm Biopharm. / Roldo M, [et al] 2004;57:15-21.
12. Thiomers: Potential excipients for non-invasive peptide delivery systems. Eur J Pharm Biopharm / Schnurch AB [et al]. 2004; 58: 253-63. [PubMed]
13. ToorisakaE Hypoglycemic effect of surfactant-coated insulin solubilized in a novel solid-in-oil-in-water (S/O/W) emulsion. Int J Pharm. / Toorisaka E, Ono H, Arimori K, Kamiya N, Goto M. □ 2003;252:271-4. [PubMed]
14.http://www.merrionpharma.com/content/technology/gypet pri
nt.asp
15. Available from: www.nobexcorp.com [15th March 2006]
16. Available from: www.emisphere.com [15th March 2006]
THE TECHNOLOGY OF INCREASING ABSORBTOIN OF PEPTIDE AND PROTEIN DRUG WHILE ORAL USE
K.V ALEXEYEV, N.V. TIKHONOV, YE.V. BLYNSKAYA,
K.G. TURCHINSKAYA, N.A. UVAROV, YE.YE LAZAREVA
Russian Academy of Medical Sciences, Research Institute of Pharmacology after V. V. Zakusov, Moscow Close Corporation "F-Sintez"Moscow
This article summarizes principle pharmaceutical techniques which help to overcome various physiological barriers improving oral bioavailability and promoting ultimate oral drug delivery.
Key words: peptide drug, oral drug delivery, bioavailability.
УДК: 617.518.52:616-001.8-089
НОВЫЕ ПОДХОДЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ МОЗГОВОЙ ДИСФУНКЦИИ ПРИ ЧЕРЕПНО-ЛИЦЕВОЙ ТРАВМЕ
Д.Ю. ХРИСТОФОРАНДО*, С.М.КАРПОВ**, Е.М. ШАРИПОВ*
В остром периоде было обследовано 46 больных с краниофациальной травмой. Для оценки мозговой дисфункции использовался метод вызванных потенциалов головного мозга, позволяющий оценить состояние специализированных проводящих структур и корковых регионов. Результаты исследования указывают на тот факт, что краниофациальная травма во всех случаях приводит к мозговой дисфункции.
Ключевые слова: черепно-лицевая травма, вызванные потенциалы.
В последние десятилетия все больше внимания уделяется сочетанным и множественным повреждениям, среди которых ведущее место занимает сочетанная черепно-мозговая травма. При дорожно-транспортных происшествиях удельный вес множественных и сочетанных повреждений составляет 50-70%. К сочетанным травмам относят механические повреждения двух
* МУЗ ГКБ Скорой медицинской помощи, отделение челюстно-лицевой хирургии, Россия, 355044, г. Ставрополь, ул. Тухачевского, 17
Кафедра неврологии Ставропольской государственной медицинской академии, Россия, 355017, г. Ставрополь, ул. Мира, 310.
