Исследование транспорта лекарственных препаратов, используемых в лечении частичной атрофии зрительного нерва, под влиянием физиовоздействий

Читайте в новом номере

Импакт фактор - 0,584*

*пятилетний ИФ по данным РИНЦ

РМЖ «Клиническая Офтальмология» №2 от 20.06.2007 стр. 45
Рубрика: Офтальмология

Для цитирования: Каменских Т.Г., Егоров Е.А., Серянов Ю.В. Исследование транспорта лекарственных препаратов, используемых в лечении частичной атрофии зрительного нерва, под влиянием физиовоздействий // РМЖ «Клиническая Офтальмология». 2007. №2. С. 45

Study of drug transportation in treatment of partial

atrophy of optic nerve after physiotherapeutic influence
T.G. Kamenskih, E.A. Egorov, Yu.V. Seryanov

Russian State Medical University
Saratov State Medical University
Saratov State Technical University
Purpose: to study the transport of drug anions in biological membranes and to evaluate the effect of physical factors (electric and magnetic fields) on the ion migration in case of some drugs used for treatment of partial optic atrophy.
Materials and methods.
Experimental research was developed in vitro. Placental membranes (36 samples) were proposed as a model for investigating the transport kinetics. The circular transducer of "AMO – ATOS" apparatus, affecting in the orbit area, was used as a source of a running magnetic fields. Electric current was generated from the ophthalmologic electricfl stimulator ESO – 2M.
Results.
Model in vitro experiment revealed the acceleration of transmembrane transport for all three drugs under consideration, subject to a running pulsed magnetic field (on average, about 16.3% and 25.6% in case of a simple diffusion and under electric current, respectively)/
Simultaneous effect of two physical factors resulted in a synergetic response. In this case, the excess of the concentration for all three drugs over the concentration observed for a simple diffusion was on average 52.3%.
Conclusion: The efficiency of using mixed synergetic fields was proved experimentally. Two parameters optimization of physiotherapy was produced, making use of taurine, emoxipinum and mildronate; in dong, a good correlation with clinical therapeutic effectiveness was demonstrated.

Актуальность исследования стимулированной диффузии лекарственных препаратов, используемых в лечении патологии нейро–сенсорного аппарата глаза обусловлена тем, что в последние два десятилетия было предложено довольно много методик, включающих применение физиотерапии в сочетании с медикаментозным лечением.
В лечении частичной атрофии зрительного нерва применяется парабульбарное введение таких лекарственных препаратов, как таурин (тауфон), эмоксипин, милдронат. Лекарственная терапия, как правило, сочетается с использованием лечебных физических воздействий. Наиболее успешно в офтальмологии применяются магнитные и электрические поля. Форетические свойства физических полей, т.е. свойства, влияющие на перенос молекул и ионов в тканях организма, известны сравнительно давно.
Цель работы: исследование переноса лекарственных анионов в биологических мембранах и оценка влияния физических факторов (электрического и магнитного полей) на миграцию ионов ряда лекарственных препаратов, применяемых в лечении частичной атрофии зрительного нерва.
Материалы и методы
Экспериментальная работа проводилась in vitro. В качестве модельного объекта для исследования кинетики переноса мы использовали плацентарные мембраны (36 штук). Согласно экспериментальным данным, полученным в работах В.В. Мазура (2005), выбранная в качестве модели липидно–белкового барьера плацентарная пленка обладает наиболее высокой по сравнению с другими тканями организма избирательностью к большому количеству молекул, выраженной в непосредственной ее функции – защите плода.
Толщина плацентарных мембран измерялась лазерным интерферометром и составляла в среднем, l=0,1 мм. Электролитом служил изотонический раствор 0,9% NaCl c раздельно вводимыми препаратами – таурином, милдронатом и эмоксипином.
Таурин (b–аминоэтанолсульфокислота) имеет химическую формулу С2Н7NSO3 и молекулярную массу 125 г/моль.
Его структурная химическая формула отвечает виду:
Н2N–CH2–CH2–SO3H
Милдронат имеет химическую формулу С6Н13N2O2 и молекулярную массу 145 г/моль. Его структурная химическая формула отвечает цвиттер–ионной форме:

H3C O
H3C – N+–NH–CH2– CH2–C
H3C O–

Эмоксипин (гидрохлорид – 2 – этил – 6 – метил – гидроксипиридина) имеет химическую формулу С6Н13N2O2 и молекулярную массу 157,5 г/моль.
Его структурная химическая формула представляется в виде комплексного гетероциклического соединения. Рабочие электролиты моделировали терапевтические концентрации препаратов в плазме крови.
Для опытов использовалась стеклянная двухкамерная ячейка, термостатируемая термостатом MLW при температуре Т0 = 36,7°С. В первую камеру ячейки заливался чистый изотонический раствор, во вторую – изотонический раствор с добавкой лекарственного препарата, предварительно термостатированный до рабочей температуры. Растворы разделялись плацентарной мембраной. По истечении определенного промежутка времени (t=20 мин) включался размешиватель и производился отбор пробы из нижней части ячейки. Концентрация препаратов в пробе измерялась фотометрически на приборе СФ–2 в диапазоне длин волн 265–300 нм со средней погрешностью 3,5%. Сравнивались концентрации в первой камере при простой диффузии без внешних физических воздействий, а также при воздействии переменного магнитного поля, электрического импульсного тока и их сочетания. В качестве источника бегущего магнитного поля использовался круглый излучатель аппарата «АМО–АТОС», предназначенный для воздействия в области орбиты. Электрический ток использовали от электростимулятора офтальмологического ЭСО–2М.
Результаты и их обсуждение
На рисунке 1 демонстрируется кинетика проницаемости трех различных плацентарных мембран по аниону таурина при температуре человеческого тела 36,7°С.
По данным рисунка видно, что при временах t<10–20 минут мембраны № 1–3 наиболее отличаются друг от друга, перенос таурина в мембране № 1 идет с наибольшей скоростью, а в мембранах № 2 и № 3 скорость переноса примерно одинакова. При t>10–20 минут экспериментальные данные по трансмембранному переносу аниона таурина (рис. 1а) хорошо спрямляются в теоретических координатах lnCl/(C0–Cl)–t–1 (рис. 1б), причем перенос идет по градиенту концентрации L при Cl/(C0–Cl)<1.
Главное различие между исследуемыми плацентарными мембранами заключается в электрическом состоянии их границ с физиологическим электролитом.
В большей степени электрически активна плацентарная мембрана № 2, которая в процессе трансмембранного переноса анионов приобретает собственный потенциал, что примерно дает увеличение в 1,5 раза выходной концентрации таурина по сравнению с чисто диффузионным механизмом переноса. При переходе от анионов таурина к более крупным анионам милдроната и эмоксипина мы получили данные по кинетике мембранного переноса, представленные на рисунке 2.
Из этих данных следует, что увеличение молекулярной массы М рассматриваемых гидратированных анионов коррелирует с некоторым уменьшением коэффициента диффузии.
Обладающий большим эффективным зарядом эмоксипин переносится через плацентарную мембрану быстрее, чем милдронат и таурин.
Известно, что электрические поля влияют на перенос ионов в биологических мембранах.
На рисунке 3 представлены экспериментальные данные по трансмембранной проницаемости в отношении анионов таурина при наложении внешнего электрического поля с напряжением лVъ<50 мВ. Из этих результатов видно, что электрическое поле, прилагаемое в благоприятном направлении при V>0, способствует более интенсивному переносу анионов таурина через мембрану, а при V<0 – препятствует этому переносу (рис. 3а). При t>15 минут экспериментальные данные спрямляются (рис. 3б).
Как в случае трансмембранного переноса без наложения электрического поля (см. выше), на параметры электростимулированного процесса достаточно существенно влияют размеры и химическая природа анионов исследуемых препаратов.
Из опытов следует, что все анионы исследуемых лекарственных препаратов обладают примерно одинаковыми параметрами трансмембранной диффузии, но величины наведенного потенциала электрической асимметрии могут различаться в 2–3 раза. Причины этого заключаются в вышеупомянутом переходе к более крупным молекулам милдроната и эмоксипина и некотором варьировании эффективного заряда анионов (рис. 4).
Магнитные поля создают в естественных структурах тканей организма самые разнообразные электрические явления: магнитофоретический потенциал лоренцевых сил, потенциал фарадеевской индукции, ЭДС Холла, эффекты «омагничивания» физиологических электролитов (уменьшение электропроводности, увеличение плотности, вязкости и поверхностного натяжения), пондеромоторные взаимодействия с периодическими ионными осцилляторами и т.д. (Ю.М. Райгородский, Ю.В. Серянов, 2000). Магнитоэлектрические процессы используются в современной магнитотерапии, основанной на многочисленных системных реакциях нервной, эндокринной, сердечно–сосудистой, кровеносной, иммунной и обменной структур организма человека.
Результаты исследований проницаемости плацентарных мембран для таурина в различных магнитных полях приведены на рисунке 5.
Исследования амплитудно–частотной характеристики (АЧХ) магнитостимулированного тауринового мембранного переноса (рис. 5) показали, что относительная средняя выходная концентрация таурина Cl/(C0–Cl) возрастает с амплитудой магнитной индукции B (рис. 5 а).
Данные рисунка 6 показывают, что величина коэффициента магнитного ускорения плацентарного переноса лекарственных препаратов в пульсирующих бегущих полях коррелирует с размерами и молекулярной массой препарата. Так, анионы таурина имеют наибольший коээфициент диффузии, а переход к более крупным ионам милдроната и эмоксипина снижает коэффициент диффузии.
Полученные в эксперименте результаты показывают, что оптимальная стимулированная миграция анионов лекарственных препаратов в барьерах типа плацентарной мембраны реализуется уже в двукратно сочетанных физических полях, например, в магнитоэлектрических (Мазур В.В., 2005).
Таким образом, в ходе модельного in vitro эксперимента было выявлено ускорение трансмембранного переноса всех трех лекарственных препаратов под воздействием бегущего импульсного магнитного поля в среднем на 16,3% от простой диффузии и на 25,6% при воздействии электрического тока. Одновременное воздействие двух физических факторов давало синергетический форетический эффект. В этом случае превышение концентрации всех трех препаратов над концентрацией, полученной в эксперименте с простой диффузией, составило в среднем 52,3%.
Заключение
В результате данного эксперимента выяснено, что механизм транспорта молекул лекарственных препаратов (таурин, эмоксипин и милдронат) через модельные биологические барьеры связан как с их электролитической диссоциацией, так и с наличием стохастически распределенных внутрибарьерных зарядов. Ускоряющее влияние малоамплитудных физических полей (электрические, магнитные поля) обусловлено механизмами изменения симметрии распределения зарядов на биобарьерных границах. В эксперименте доказана эффективность применения смешанных синергетических полевых воздействий и проведена двухпараметрическая оптимизация физиотерапии с использованием препаратов таурин, эмоксипин и милдронат, показавшая хорошую корреляцию с клинической терапевтической эффективностью.

Статья принята в печать 19 декабря 2006 г.







Литература
1. Егоров Е.А. Рациональная фармакотерапия в офтальмологии.– М.: Издательство "Литтерра", 2004. – 953 с.
2. Егоров Е.А., Шведова А.А., Образцова И.С. Результаты исследования антиоксиданта эмоксипина в клинике глазных болезней // Вестн. офтальм. – 1989 – №5 – С.25–55.
3. Егоров Е.А., Астахов Ю.С., Ставицкая Т.В. Общие принципы медикаментозного лечения заболеваний глаз // Клиническая офтальмология. – 2004. – Т.5 – № 1. – С.
4. Райгородский Ю.М., Серянов Ю.В., Лепилин А.В. Форетические свойства физических полей и приборы для оптимальной физиотерапии в урологии, стоматологии и офтальмологии. – Саратов: Издательство Саратовского университета, 2000. – 268 с.


Оцените статью


Поделитесь статьей в социальных сетях

Порекомендуйте статью вашим коллегам

Предыдущая статья
Следующая статья

Авторизируйтесь или зарегистрируйтесь на сайте для того чтобы оставить комментарий.

зарегистрироваться авторизоваться
Наши партнеры
Boehringer
Jonson&Jonson
Verteks
Valeant
Teva
Takeda
Soteks
Shtada
Servier
Sanofi
Sandoz
Pharmstandart
Pfizer
 OTC Pharm
Lilly
KRKA
Ipsen
Gerofarm
Gedeon Rihter
Farmak