Влияние кетамина на аналитический эффект комбинации фентанила и бупренорфина на модели термического ноцицептивного воздействия у мышей Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

ОРИГИНАЛЬНЫЕ РАБОТЫ

© М. В. Пчелинцев, 2010 г. УДК 616-009.63-08:615.1/.3]-092.4

М. В. Пчелинцев

ВЛИЯНИЕ КЕТАМИНА НА АНАЛИТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ КОМБИНАЦИИ ФЕНТАНИЛА И БУПРЕНОРФИНА НА МОДЕЛИ ТЕРМИЧЕСКОГО НОЦИ-ЦЕПТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ У МЫШЕЙ

Институт фармакологии имени А. В. Вальдмана Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И. П. Павлова

ВВЕДЕНИЕ

Известно, что фентанил сегодня - это один из наиболее быстро и мощно действующих агонистов мю-опиоид-ных рецепторов, имеющих высокий аффинитет к ним. В то же время действие его достаточно непродолжительно. Бупренорфин - также очень мощный высокоаффинный опиоидный аналгетик. Он имеет парциальное воздействие на мю-опиоидные рецепторы и кинетику действия на рецепторы, отличную от фентанила. Связывание его с опиоидными рецепторами происходит медленно, но плотность и длительность связывания весьма высоки [9]. Это определяет медленное начало, но высокую продолжительность антиноцицептивного действия препарата. С этой точки зрения комбинация фентанила и бупре-норфина представляется весьма перспективной, позволяющей сочетать быстрое и мощное действие первого и длительное аналгетическое действие второго компонента. Результаты совместного применения бупренорфина и мю-агонистов, в том числе фентанила, опубликованные на сегодняшний день, весьма неоднозначны. Это взаимодействие изучено в целом ряде исследований препаратов. Часть этих исследований продемонстрировала взаимопотенциирующее действие бупренорфина и мю-агонистов [6, 8]. В других работах констатируется негативное, антагонистическое воздействие бупренорфина на аналгетическую активность мю-агонистов [2, 3, 7]. Таким образом, проблема сочетанного применения фентанила и бупренорфина требует дополнительного исследования, а возможное негативное взаимодействие препаратов -поиска путей преодоления.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Опыты проведены на мышах-самцах линии DBA/2 массой 20-25 г. Животных получали из селекционной станции Рапполово (Санкт-Петербург). Мышей размещали по 10 особей в стандартных клетках, и они привыкали к условиям лаборатории в течение минимум одной недели при неограниченном доступе к пище (гранулированный корм) и воде в виварии с регулируемым световым режимом

» • СПбГМУ

(12 ч свет - с 8 часов утра; 12 ч темнота), температурой 22±1 °С и влажностью 60 %. Каждая экспериментальная группа состояла из 8-10 животных.

Для ноцицептивного воздействия использовался метод «горячая пластина» («hot plate test»). Мышей помещали на металлическую горячую пластину («Фармаколог», Санкт-Петербург), нагретую до 57 °С. Уровень температуры автоматически поддерживался постоянным в пределах ±0,5 °С. Время реакции измерялось от момента помещения мыши на горячую поверхность до появления поведенческого ответа на ноцицептивную стимуляцию (облизывание задних лап, или выпрыгивание, или отдергивание задней лапы). Если в течение 10 секунд не наблюдалось никакой реакции, то животное убирали с горячей пластины, т. е. максимальная длительность пребывания мыши на горячей поверхности составляла 10 секунд. Максимальная длительность термического воздействия была ограничена во избежание риска повреждения тканей. Мышей тестировали перед введением препаратов и через 1, 3, 5, 10, 30, 60 и 90 минут после их внутримышечного введения. Если эффект сохранялся через 90 минут после введения, проводили дополнительную пробу через 120 минут. При обработке полученных результатов определяли средние значения латентных периодов реакции в каждый момент времени и степень анальгезии в процентах. Последнюю рассчитывали как долю (%) от максимально возможного эффекта по формуле

А=[Е - К]/[10 - К]100 %, где А - процент аналгезии; Е - латентный период реакции в секундах в эксперименте (после введения препаратов); К - исходный латентный период (до введения растворителя); 10 - максимальное время в секундах, ограничивающее фиксацию болевой реакции.

Обработку полученных результатов производили с использованием пакетов прикладных программ «INSTAT», «Pharmacological Calculation System» и «PharmTools PRO» (USA).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты экспериментов анализировали с использованием дисперсионного анализа для повторных измерений с последующим выявлением достоверных отличий между группами (Post hoc-анализ с помощью теста множественного сравнения Tukey-Kramer) и метода линейной регрессии для расчета среднего эффективного времени (ЭТ50). На рис. 1; 2 результаты представляли как средние ± ошибка средней.

Сравнительное изучение аналгетического эффекта бупренорфина и сочетаний бупренорфина с фентани-лом при внутримышечном введении на модели термической боли «горячая пластина»

Средние значения латентных периодов в разных группах находились в диапазоне (М±м) от 3,8±0,3 до 4,6±0,7 секунды. Анализ латентных периодов по группам не выявил статистически значимых различий в уровне исходно-

-•--- Бупр.ЗОО Фент.ЮО -В- БЗОО+ФЮО

Рис. I. Аналгетический эффект сочетания бупренорфин/фента-нил в дозах 300/100 мкг/кг при внутримышечном введении на модели «hot platew-тест у мышей в сравнении с аналгетическим эффектом соответствующих доз бупренорфина и фентанила, введенных отдельно. * - P<0,0S по сравнению с исходным уровнем болевой реакции

го ноцицептивного реагирования между различными группами. Латентные периоды ноцицептивной реакции в контрольной группе в течение 90 минут эксперимента достоверно уменьшались со временем (ANOVA, F (7,35)= =3,390; Р>0,01), хотя последующий анализ с помощью Tukey-Kramer Multiple Comparisons test не выявил достоверных различий между латентными периодами реакций в разные моменты времени. Бупренорфин в дозах 75, 150 и 300 мкг/кг оказывал достоверный аналгетический эффект при внутримышечном введении мышам линии DBA/2 на модели «горячая пластина» во всех трех изученных дозах. Максимальный аналгетический эффект у мышей наблюдался на 10-30-й минутах после введения бупренорфина во всех дозах.

Продолжительность аналгетического эффекта бупренорфина зависела от дозы (таблица), в дозе 300 мкг/кг достоверный аналгетический эффект бупренорфина сохранялся в течение часа после введения; среднее эффек-

Рис. 2. Аналгетический эффект бупренорфина в дозе 300 мкг/кг

при в/м введении на модели «hot platew-тест у мышей через 30 минут после в/м введения фентанила в дозе 100 мкг/кг в сравнении с аналгетическим эффектом той же дозы бупренорфина без предварительно введенного фентанила. * - P<0,0S по сравнению с исходным уровнем болевой реакции

тивное время (ЭТ50) бупренорфина в дозе 150 мкг/кг составило 54,13 минуты, а в дозе 300 мкг/кг - 70,89 минуты (таблица).

Фентанил в дозах 25, 50 и 100 мкг/кг оказывал достоверный аналгетический эффект при внутримышечном введении мышам линии DBA/2 на модели «горячая пластина» во всех трех изученных дозах. Максимальный аналь-гетический эффект у мышей наблюдался на 3-10-й минутах после введения фентанила. Продолжительность анал-гетического эффекта фентанила зависела от дозы (таблица). Так, в дозе 100 мкг/кг достоверный аналгетический эффект фентанила сохранялся в течение 30 минут после введения; среднее эффективное время (ЭТ50) фентанила в дозе 25 мкг/кг составило 14,84 минуты, в дозе 50 мкг/кг - 27,88 минуты, а в дозе 100 мкг/кг - 40,07 минуты (таблица).

Аналгетический эффект от введения смеси бупренор-фин/фентанил в дозах 150/25; 150/50; 300/50 соответственно достоверно не отличался ни по выраженности, ни по длительности от аналгетического эффекта соответствующей дозы фентанила (таблица). Не было выявлено отличий и при использовании максимальных аналгетических доз препаратов, 300/100 мкг/кг (рис. 1; таблица). Таким образом, потенцирующего аналгетического эффекта буп-ренорфина при использовании сочетания бупренорфин/ фентанил не отмечено.

Был проведен опыт с «разведением» по времени введений фентанила и бупренорфина. Группе мышей после исходного тестирования латентного периода ноцицептив-ной реакции ввели внутримышечно фентанил в дозе 100 мкг/кг, и через 30 минут (в момент максимального эффекта фентанила в этой дозе) животным внутримышечно был введен бупренорфин в дозе 300 мкг/кг. Мышей тестировали через 1, 3, 5, 10, 30, 60, 90 и 120 минут после введения бупренорфина. Как видно из рис. 2, анал-гетический эффект бупренорфина и при данных условиях введения практически отсутствовал.

Сравнителъное изучение аналгетического эффекта кетамина и сочетаний бупренорфина с фентанилом при внутримышечном введении на модели термической боли «горячая пластина»

Латентные периоды ноцицептивной реакции в контрольной группе и в группах с внутримышечным введением кетамина в дозах 5 мг/кг и 10 мг/кг в течение 90 минут эксперимента достоверно уменьшались со временем. При введении кетамина в дозе 20 мг/кг в течение первых 30 минут после введения отмечалось нарушение поведения животных2(«распластанность», нюхательная и двигательная стереотипия), делая невозможной оценку болевой реакции. При восстановлении нормального поведения аналгетического эффекта не наблюдалось. Одновременное внутримышечное введение в одном шприце сочетания бупренорфин/фентанил в дозах 300/100 мкг/кг и кетамина в дозе 10 мг/кг вызывало седацию животных с неяркой нюхательной стереотипией в течение первых 30 минут. Однако их поведение было адекватным с пер-

ОРИГИНАЛЬНЫЕ РАБОТЫ

вой минуты, и можно с уверенностью констатировать наличие выраженного аналгетического эффекта с первой до 75 минуты после введения. Одновременное внутримышечное введение в одном шприце сочетания бупре-норфин/фентанил в дозах 300/100 мкг/кг и кетамина в дозе 5 мг/кг (рис. 2) вызывало только легкую седацию животных в течение первых 30 минут. При этом наблюдался выраженный аналгетический эффект с первой до 75 минуты после введения.

В проведенных экспериментах было констатировано отсутствие взаимопотенциирующего эффекта бупренор-фина и фентанила при сочетанном введении в диапазоне аналгетических доз обоих препаратов. При внутримышечном введении сочетаний бупренорфин/фентанил (6:1 и 3:1) в разных дозах аналгетический эффект лекарственной комбинации достоверно не отличался ни по выраженности, ни по длительности от аналгетического эффекта соответствующей дозы одного введенного фентанила. Также не было выявлено потенцирующего действия буп-ренорфина в серии экспериментов при его раздельном введении с фентанилом (бупренорфин был введен через 30 минут после предварительного введения фентанила). При получении такого результата для объяснения данного факта авторами была выдвинута гипотеза о возможном развитии острой опиатной толерантности к эффекту фентанила, что в результате нивелировало аналгетический эффект бупренорфина. Развитие острой опиатной толерантности могло быть связано с разницей в рецеп-торной кинетики препаратов. Медленное связывание буп-ренорфина с рецепторами начиналось в тот период времени, когда уже произошло воздействие на рецепторы фентанила и сформировалась острая толерантность к нему. Это наиболее вероятно могло предопределить резкое снижение эффективности бупренорфина, включенного в комбинацию. Острая толерантность к аналгетиче-скому эффекту опиоидов показана как в экспериментах на животных [4], так и у человека [10]. Продемонстрировано, что опиоиды могут вызывать гипералгезию, связанную с активацией Ы-метил-Б-аспартатной (ЫМБА)-рецепторной системы [1]. Между тем в работах, посвященных действию комбинации кетамина (антагониста ЫМБА-рецепторов) и опиоидов, показано снижение интенсивности боли и потребности в опиоидах при их соче-танном введении с малыми дозами кетамина [5]. Показано, что в малых дозах кетамин способен потенцировать антиноцицептивный эффект фентанила, не усиливая седации.

Проведенные нами исследования с применением ке-тамина подтвердили его выраженное потенцирующее действие. Небольшие дозы кетамина значительно усиливали аналгетический эффект сочетания фентанила с буп-ренорфином. Важно, что при внутримышечном введении сочетаний бупренорфин/фентанил в дозах 300/ 100 мкг/кг и кетамина в дозе 10 мг/кг, а также бупренорфин/фентанил в дозах 300/100 мкг/кг и кетамина в дозе 5 мг/кг аналгетический эффект лекарственной комбинации сохранял преимущества аналгетического эффекта

» • СПбГМУ

Среднее эффективное время (ЭТ50) аналгетического эффекта (на модели "hot plate''-теет у мышей) бупренорфина и фентанила в разных дозах и их комбинаций при внутримышечном введении

Препараты и доза (мкг/кг) ЭТ50 (мин)

Бупренорфин 150 51,27

Фентанил 25 14,84

Бупренорфин 150 + фентанил 25 19,27

Бупренорфин 150 51,27

Фентанил 50 27,88

Бупренорфин 150 + фентанил 50 27,68

Бупренорфин 300 71,19

Фентанил 50 27,88

Бупренорфин 300 + фентанил 50 32,54

Бупренорфин 300 71,19

Фентанил 100 40,07

Бупренорфин 300 + фентанил 100 32,58

фентанила (быстрое начало аналгезии, сильный эффект) и бупренорфина (длительное аналгетическое действие). При этом кетамин в дозе 5 мг/кг практически не оказывал негативных, подавляющих эффектов на поведение экспериментальных животных, что делает эту дозу более предпочтительной по отношению к дозе 10 мг/кг.

Полученные результаты могут быть объяснены, по нашему мнению, подавлением антагонистом ЫМБА-ре-цепторов - кетамином - острой опиатной толерантности, развивающейся при действии фентанила на мю-опи-оидные рецепторы. В результате аналгетический эффект бупренорфина реализуется в полной мере.

Таким образом, добавление в качестве третьего компонента к сочетанию бупренорфин/фентанил небольших доз кетамина позволяет преодолеть развитие острой опиат-ной толерантности к эффекту фентанила, потенцировать эффект компонентов комбинации и реализовать преиму-

%

Бупр.ЗОО БЗОО+ФЮО -в- Б+Ф+К5

Рис. 3. Изменение аналгетического действия сочетания бупренорфина с фентанилом при одновременном введении с кетамином ^ мг/кг) на модели термической боли «горячая пластина»

у мышей линии ВВА2. Бупр. 300 - аналгетический эффект внутримышечного введения бупренорфина в дозе 300 мкг/кг; Б300+Ф100 - аналгетический эффект в/м введения сочетания бупренорфина в дозе 300 мкг/кг и фентанила в дозе 100 мкг/кг; Б+Ф+К^ - аналгетический эффект в/м введения сочетания бупренорфина в дозе 300 мкг/кг, фентанила в дозе 100 мкг/кг и кетамина в дозе S мг/кг

щества выраженного и длительного аналгетического действия бупренорфина, включенного в комбинацию.

ЛИТЕРАТУРА

1. Беспалов, А. Ю. Нейропсихофармакология антагонистов NMDA-рецепторов / А. Ю. Беспалов, Э. Э. Звартау. - СПб. : Невский Диалект, 2000. - 297 с.

2. Cowan, A. Agonist and antagonist properties of buprenorphine, a new antinoceptive agent / A. Cowan, J. W. Lewis, I. R. MacFarlane // Br. J. Pharmacol. - 1977. - № 60. - P.S47-S62.

3. Dum, J. E. In vivo receptor binding of the opiate partial agonist, buprenorphine, correlated with its agonistic and antagonistic actions / J. E. Dum, A. Herz // Br. J. Pharmacol. - 1981. - № 74 (3). -Р. 627-633.

4. Pairbanks, C. Acute tolerance to spinally administered morphine compares mechanistically with chronically induced morphine tolerance / C. Fairbanks, G. L. Wilcox // J. Pharmacol. Exp. Ther. - 1997. -№ 282. - P. 1408-1417.

5. Kissin, I. The effect of ketamine on opioid-induced acute tolerance : can it explain reduction of opioid consumption with ketamine-opioid analgesic combinations? / I. Kissin, C. A. Brigth, E. L. Bradley // Anesth. Analg. - 2000. - № 91. - P. 1483-1488.

6. Kogel, B. Interaction of mu-opioid receptor agonists and antagonists with the analgesic effect of buprenorphine in mice / B. Kogel [et al] // Eur. J Pain. - 200S. - № 9 (S). - P. S99-611.

7. Mizoguchi, H. Buprenorphine blocks epsilon- and mu-opioid receptor-mediated antinociception in the mouse / H. Mizoguchi [et al] // Pharmacol. Exp. Ther. - 2003. - № 306 (1). - P. 394-400.

8. Oifa, S. Effects of intravenous patient-controlled analgesia with buprenorphine and morphine alone and in combination during the first 12 postoperative hours : a randomized, double-blind, four-arm trial in adults undergoing abdominal surgery / S. Oifa [et al] // Clin. Ther. - 2009. - № 31 (3). - P. S27-S41.

9. Villiger, J. W. Buprenorphine: characteristics of binding sites in the rat central nervous system / J. W. Villiger, K. M. Taylor // Life Sci. -1981. - № 29 (26). - P. 2699-2708.

10. Vinik, H. R. Rapid development of tolerance to analgesia during remifentanil infusion in humans / H. R. Vinik, K. Iissin // Anesth Analg. - 1998. - № 86. - P. 1307-1311.

РЕЗЮМЕ

M. В. Пчелинцев

Влияние кетамииа на аналитический эффект комбинации фентанила и бупренорфина на модели термического ноцицептивного воздействия у мышей

Приведены результаты исследований выраженности антино-цицептивного эффекта у мышей на модели термической боли (тест «горячая пластина») при внутримышечном введении фентанила, бупренорфина, сочетания бупренорфина с фентанилом и бупре-норфина с фентанилом и кетамином. Продемонстрировано, что сочетание фентанила с бупренорфином не имеет преимуществ в аналгетическом эффекте перед отдельно введенным фентанилом в той, что и в сочетании дозе. Добавление небольших доз анатаго-ниста NMDA-рецепторов - кетамина - к сочетанию фентанила и бупренорфина значительно потенцирует аналгетический эффект комбинации как по скорости наступления эффекта, так и по его длительности. Данный факт связывается со способностью небольших доз фентанила предотвращать острую опиатную толерантность, развивающуюся при введении фентанила.

Ключевые слова: боль, опиатная толерантность, антагонисты NMDA-рецепторов, кетамин, фентанил, бупренорфин.

SUMMARY

М V. Pchelintseu

Ketamine role in analgesic effect of fentanyl and buprenorphine combination in mice hot plate model

Results of the study of antinociceptive effects of i.m. fentanyl, buprenorphine and their combinations with ketamine in mice hot plate paradigm are summarized. Combination of fentanyl and bupreno-rphine has no advantages in its analgesic effect vs. fentanyl alone. Small doses of ketamine, NMDA-receptor channel blocker, combined with fentanyl-buprenorphine mixture result in significant potentiation of analgesic effect both in the time of onset and duration of the effect. The authors hypothetize that small doses of ketamine are able to prevent acute tolerance to analgesic action of fentanyl.

Key words: pain, opioid tolerance, NMDA-antagonists, ketamine, fentanyl, buprenorphine.

© Б. Д. Бобоев, В. П. Морозов, 2010 г.

УДК 616.366-003.7-07

Б. Д. Бобоев, В. П. Морозов

ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ

ЛУЧЕВЫХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ В ДИАГНОСТИКЕ

ХОЛЕДОХОЛИТИАЗА

Кафедра факультетской хирургии Санкт-Петербургского государственного

медицинского университета имени академика И. П. Павлова

ВВЕДЕНИЕ

Желчнокаменная болезнь (ЖКБ) является распространенным заболеванием, встречается у 10-25 % населения в мире, и каждые 10 лет заболеваемость увеличивается в 2 раза [2-4, 10, 11], в связи с этим не снижается ак-

туальность диагностики и лечения различных осложнений этого заболевания. Известно, что холедохолитиаз встречается у 15-25 % пациентов с желчнокаменной болезни резидуальный и рецидивный холедохолитиаз - у 530 % оперированных больных, повреждения внепеченоч-ных желчных протоков составляет от 0,3 до 3,0 % [5, 6, 9]. Одной из причин интра- и послеоперационных осложнений и неудовлетворительных отдаленных результатов хирургического лечения холедохолитиаза является многочисленные варианты развития желчных путей, изменение их анатомической архитектоники на фоне развития патологического процесса и трудности дооперационной диагностики этих изменений [3, 4]. Определенный прогресс в решении диагностических задач при ЖКБ отмечен с появлением новых методов исследования, что потребовало серьезного анализа и пересмотра диагностических программ по выявлению осложнений желчнокаменной болезни. Установлено, что точность традици-