|
|
117574, Москва, проезд Одоевского, дом 3 корп. 7, тел. (499) 400-27-54
Фармакокинетика препарата натриевой соли никотиноил гамма-аминомасляной кислоты у мышей и крыс
УДК 615.2Н.31.015.4-092.9
Б.Ф. Дорофеев, Л.Е. Холодов, А.Г. Моисеенок
Институт биохимии АН БССР, Гродно
Разработка нового отечественного препарата пикамилона поставила перед исследователями ряд вопросов, касающихся всасывания, pacпределения, биодоступности препарата и его способности проникать через гематоэнцефалический барьер. Эти задачи фармакокинетики могут быть решены радиоизотопным методом, поскольку другие методы анализа соединения в биологических жидкостях еще не разработаны.
Материалы и методы
Методы исследований. Опыты выполнены на 110 беспородных белых мышах (масса 22 - 27 г) и 40 крысах (масса 140 - 160 г). Мышам, разбитым на группы по 5 - 6 животных в каждой, препарат вводили внутривенно (в/в) и в желудок (per os; с помощью иглы зонда) в дозе 500 мг (1/10 от ЛД 50) на физиологическом растворе хлористого натрия в концентрации 37,2 мг/мл (7,96 · 10 5 имп/мин/мл). В среднем каждое животное получило 10,8 мг кислоты (51,9 мкмоль; 2,3 · 10 5 имп/мин). Удельная радиоактивность препарата 15,3 · 10 3 имп/мин/мг или 0,00689 мкКю/мг. После декапитации животных (через 5, 15, 20, 30, 45 мин и 1, 2, 3 и 4 ч после внутривенного введения и через 10, 15, 30, 45 мин и 1,1,5, 2, 3 и бч после введения препарата в желудок) гепаринизированную кровь мышей (10 - 20 ЕД в 1 мл крови) разбавляли равным объемом ацетатного буфера (рН 5,4; 0,1 М), затем сразу же извлекали органы и образцы тканей и готовили водные гомогенаты в разведении 1:10. Полученные образцы крови и гомогенаты выдерживали в кипящей водяной бане в течение 5 мин, а затем центрифугировали 15 мин при 1500 об/мин. По 0,2 - 0,3 мл полученных центрифугатов вносили в сцинтилляционный раствор, приготовленный по методу Брея ( Bray J. A.// Analyt. Biochem. - I960. - Vol. 1. - p. 279 – 285). Радиоактивность растворов измеряли в течение 1 мин на жидкостном сцинтилляционном счетчике «Валлак 81000» (ЛКБ, Швеция).
Экскрецию радиоактивного материала с мочой у крыс изучали после орального, в/в подкожного (п/к) и внутримышечного (в/м) назначения 14С-ННГ в дозах 100 и 500 мг/кг. В среднем каждая крыса получала 200 000 имп/мин. Сбор мочи производился за 0 - 3 ч; 3 - 6 ч; 6 - 12 ч; 12 - 32 ч; 32 - 48 ч. Во время эксперимента животные лишались корма, а потребление 2% раствора сахарозы не ограничивали.
В сцинтилляционный раствор вносили по 0,6 мл выделенной за соответствующий срок мочи, радиоактивность раствора измеряли в течение 1 мин на жидкостном сцинтилляционном счетчике.
Для описания фармакокинетики 14С-ННГ применяли двухчастевую модель при внутривенном введении и одначастевую - при введении в желудок. Параметры модели определяли методом нелинейной регрессии с применением системы программ АСПИД.
Результаты и их обсуждение
После внутривенного введения мышам Na-соли ( 14С)-никотиноил-ГАМК ( 14С-ННГ) в дозе 500 мг/кг (2,17 ммоль/кг) в первой же пробе сыворотки крови (через 5 мин после введения) наблюдаются очень высокие концентрации радиоактивного материала - в среднем 6,2 0,32 мМ (табл. 1). Далее концентрация снижается двухфазно - сначала, примерно до 1 ч, быстро (так называемая á-фаза), а затем медленно (β-фаза).
Таблица 1
Динамика концентраций радиоактивного материала в сыворотке крови мышей после введения животным Na-соли 14С-ННГ в дозе 500 мг/кг (2,28 ммоль/кг) внутривенно и внутрижелудочно
Время после введения |
Концентрация, мкмоль (М ± m) |
внутривенно |
внутрижелудочно |
Мин |
|
|
5 |
6620 ± 320 |
- |
10 |
- |
442 ±69 |
15 |
4780 ±320 |
612 ±70 |
20 |
930 ±170 |
- |
30 |
645 ±64 |
435 ±110 |
45 . |
164 ±15 |
234 ±58 |
ч |
|
|
1,0 |
127 ± 54 |
164 ±39 |
1,5 |
- |
66 ± 16 |
2,0 |
11,6 ± 6,1 |
56 ±16 |
3,0 |
3,0 ±1,5 |
13,9 ±6,9 |
4,0 |
Следы |
- |
6,0 |
|
Следы |
Реально наблюдаемые концентрации (кружки на рисунке) удовлетворительно согласуются с данными, рассчитанными по этому уравнению (кривая 2 на рисунке): С= 12764 · e 6,59t + 233 е -1,352 t.
Исходя из коэффициентов приведенного уравнения, были рассчитаны фармакокинетические параметры ННГ у мышей при внутривенном введении. Результаты расчетов приведены в табл. 2.
Таблица 2
Параметр |
Величина |
Комплексный параметр для β–фазы, β, ч -1 |
1,35 |
Период полуэлиминации, t 1/2, ч |
0,51 |
Комплексный параметр для á– фазы, á, ч -1 |
6,59 |
Период полураспределения t 1/2, á, ч -1 |
0,11 |
Константа скорости переноса из центральной в периодическую камеру, К 12, ч -1 |
6,14 |
Константа скорости переноса из периферической камеры в центральную, К 21, ч -1 |
1,45 |
Константа скорости элиминации из центральной камеры, к эл, ч -1 |
0,35 |
Общий клиренс, cl t, мл/мин/кг |
1,05 |
Объем распределения в центральной камере, V 1, мл/г |
0,18 |
Стационарный объем распределения , V ss, мл/г |
0,92 |
Площадь под кривой, мкМ · ч
При введении в вену, AUC i/ v
При введении в желудок, AUC p/ o |
2110
462 |
Абсолютная биодоступность, f, % |
21,9 |
Константа скорости всасывания из ЖКТ, К 01, ч -1 |
10,1 |
Расчетное время достижения максимальной концентрации, t max, ч |
0,23 |
Из полученных данных видно, что ННГ быстро распределяется по органам и тканям - период полураспределения в среднем равен 6,6 мин. При этом после достижения равновесного распределения соотношение количества препарата, проникшего в ткани периферической камеры (d 2), к количеству препарата, оставшегося в крови и других тканях центральной камеры (d 2), будет равно: К 12/К 21 = 4,2 , т.е. после достижения равновесного распределения в центральной камере будет находиться ~19% от общего количества препарата, а в периферической в 4,2 раза больше (~71%). Объем распределения в центральной камере сравнительно невелик (0,18 мл/г), а стационарный объем распределения, напротив, весьма значителен - 0,92 мл/г, что подтверждает хорошую проницаемость препарата в различные органы и ткани.
ННГ, судя по динамике концентраций радиоактивного материала в сыворотке крови, сравнительно быстро элиминирует из организма мышей (период полуэлиминации в среднем составляет 0,51 ч). Поэтому через 4 ч после введения в вену даже большой дозы препарата (500 мг/кг) в сыворотке крови наблюдаются следовые количества радиоактивного материала, сопоставимые по числу импульсов с фоновыми значениями.
Общий клиренс радиоактивного материала составляет 1,05 мл/мин эта величина близка к значению клубочковой фильтрации у мышей, следовательно препарат и его радиоактивные метаболиты выделяются из организма в основном почками.
При введении препарата в той же дозе (500 мг/кг) внутрижелудочно концентрация радиоактивного материала в сыворотке крови мышей (табл. 1) быстро нарастает и достигает максимума (620 ± 70 мкМ) через 15 мин после введения. Затем уровни радиоактивности экспоненциально снижаются с такой же скоростью (1,352 ч -1), как и для β-фазы в случае внутривенного введения. Динамика концентраций ННГ в сыворотке крови была описана с помощью одночастевой модели с учетом всасывания. Получено следующее уравнение (С, мкмоль, t, ч): С = 721 (е -1,352 t- е -10,1 t).
Параметры фармакокинетики ННГ при внутрижелудочном введении приведены в табл. 2. Препарат очень быстро всасывается, константа скорости всасывания из ЖКТ составляет 10,1 ч, т.е. 75% от всего всосавшегося препарата абсорбируется из ЖКТ примерно за 0,1 ч. По соотношению площадей под кривыми «концентрация – время» для перорального (AUC р/о) и внутривенного ( auc i/v) введений была вычислена абсолютная биодоступность (f) препарата при его введении в желудок:
f = (AUC р/о)/(AUC i/v)x 100% = 21 ,9%
Таким образом, при введении в желудок 500 мг/кг ННГ достигает системного кровотока только примерно 1/5 введенной дозы; остальная часть дозы не всасывается и выводится с калом. Учитывая высокую скорость всасывания препарата, столь низкую биодоступность можно, по-видимому, объяснить тем, что препарат быстро проходит тот участок ЖКТ, где происходит интенсивная абсорбция ННГ, возможно, за счет активного транспорта, а из нижележащих отделов ЖКТ всасывание препарата не происходит. Быстрое проникновение препарата в ткани подтверждает динамика распределения радиоактивного материала в изучаемых органах после назначения 14С-ННГ (табл. 3). Обращает на себя внимание быстрое и значительное поступление 14С-ННГ в почки (уже через 5 мин после в/в введения препарата концентрация 14С-ННГ больше таковой в крови более, чем в 2 раза), а также его последующая элиминация. Довольно значительное количество материала поступает в мозг и жировую ткань и удерживается в этих тканях на протяжении 3 ч. В остальных случаях динамика изменений концентраций в тканях была сходна с таковой в крови.
Экскреция радиоактивного материала с мочой после введения 14С-ННГ различными путями (в вену, в мышцу, в желудок) в дозах 100 и 500 мг/кг была исследована на крысах (табл. 4). Полученные данные свидетельствуют о том, что препарат у крыс, как и у мышей, быстро выводится из организма - за 3 ч экскрети руется 41,4 - 85,9% радиоактивного материала от всего количества, выделившегося за сутки, а общее количество препарата, выводимого за 48 ч, составляет 48 – 89%. Сопоставление суточной экскреции ННГ при разных способах введения позволяет оценить биодоетупность препарата у крыс. В случае орального назначения 14С-ННГ биодоступность препарата составляет 53% при дозе 100 мг/кг и 78,5% при дозе 500 мг/кг, что значительно выше таковой у мышей, найденной по динамике концентраций препарата в крови.
Таблица 4
Кумулятивная экскреция с мочой радиоактивного материала после различных способов введения 14С-ННГ в дозах 100 и 500 мг/кг
Срок наблюдения, ч |
Способ введения, мг/кг |
внутрь |
внутривенно |
внутримышечно |
100 |
500 |
100 |
500 |
500 |
Кумулятивная экскреция, мг ( M ± m) |
3 |
4,6 ± 0,4 |
13,3 ± 2,4 |
8,8 ± 0,3 |
27,1 ± 2,1 |
30,9 ± 3,0 |
6 |
5,7 ± 0,3 |
22,0 ± 1,5 |
12,1 ± 0,9 |
36,0 ± 2,0 |
34,7 ± 3,1 |
12 |
6,1 ± 0,3 |
30,4 ± 1,2 |
12,24 ± 0,7 |
39,4 ± 1,6 |
35,7 ± 2,5 |
24 |
6,7 ± 0,2 |
33,1 ± 1,1 |
12,64 ± 0,6 |
40,9 ± 1,3 |
35,96 ± 2,1 |
32 |
6,9 ± 0,2 |
33,5 ± 0,8 |
12,8 ± 0,5 |
41,3 ± 1,2 |
36,07 ± 1,8 |
48 |
7,1 ± 0,18 |
34,7 ± 0,8 |
12,95 ± 0,4 |
41,7 ± 1,0 |
36,29 ± 1,7 |
Возможно, это объясняется тем, что участок ЖКТ, где происходит активное всасывание препарата, у крыс значительно больше. При внутримышечном назначении препарата биодоступность оказывается значительно выше и составляет 87,9%.
|