CC BY
48
24 АРГЛАБИН
N. S. Zhangabylov1, R. M. Aksartov1, A. E. Gulyaev1, L. B. Gorbacheva2, S. M. Adekenov1 PHARMACOKINETICS OF THE LACTONE ARGLABIN AND ITS HYDROCHLORIDE DIMETHYLAMINO DERIVATIVE 1 Institute of Phytochemistry MES RK, Karaganda, Kazakhstan 2 N. M. Emanuel Institute of Biochemical Physics RAS, Moscow, Russia ABSTRACT Pharmacokinetics of the lactone arglabin was studied. The lactone arglabin was shown to circulate continuously in the blood serum and infiltrates almost all internal organs. Blood pharmacokinetics of the lactone arglabin and preparation arglabin (hydrochloride of dimethylaminoarglabin) are characterized by similarity. Key words: pharmacokinetics, lactone arglabin, preparation Arglabin (hydrochloride of dimethylaminoarglabin). H. С. Жангабылов1, P. M. Аксартое1, A. E. Гуляев1, JI. Б. Горбачева2, С. М. Адекенов1 ФАРМАКОКИНЕТИКА ЛАКТОНА АРГЛАБИН И ЕГО ГИДРОХЛОРИДА ДИМЕТИЛАМИНОПРОИЗВОДНОГО ; Институт фитохимии МОИ РК, Караганда, Казахстан 2 Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН, Москва, Россия РЕЗЮМЕ Исследована фармакокинетика лактона арглабин. Определено, что лактон арглабин длительно циркулирует в сыворотке крови и проникает практически во все внутренние органы. Фармакокинетика лактона арглабин и препарата арглабин (гидрохлорид диметиламиноарглабина) в крови характеризуются схожестью. Ключевые слова: фармакокинетика, лактон арглабин, препарат арглабин (гидрохлорид диметиламиноарглабина). ВВЕДЕНИЕ МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ Актуальной проблемой для химиотерапии опухо- ИССЛЕДОВАНИЯ левых заболеваний является разработка препаратов, Объектом исследования служил арглабин, пред-обладакяцих высокой противоопухолевой активное- ставляющий собой сесквитерпеновый лактон гвайано-тью наряду с низкой токсичностью в отношении дру- вого ряда (1). гих тканей и органов. В Институте фитохимии МОН РК разрабатывает- 1 ся препарат с противоопухолевым и иммуномодулиру- ющим действием на основе сесквитерпенового лакто- / I*0 ) на арглабин, выделенного из полыни гладкой Artemisia glabella Kar. etKir. Ранее изучены и доказаны цитоток- / н J \ __ сические, противовоспалительные и иммуномодули- рующие свойства лактона [ 1-2]. \\ Целью исследования явилось изучение фармако- (1) ° кинетики сесквитерпенового лактона арглабина при его парентеральном введении. В данном сообщении Лактон арглабин — кристаллическое вещество бе-представлены результаты, описывающие фармакоки- лого цвета, хорошо растворяется в эфире, хлороформе, нетику лактона арглабина в сыворотке крови и топо- метаноле, этаноле, пиридине, хуже — в петролейном графической фармакокинетики при однократном эфире. Практически не растворяется в воде. В УФ-внутрибрюшинном введении, и сравнение с фарма- спектре имеется максимум поглощения при 204±2 нм, кокинетикой препарата арглабин (гидрохлорид ди- характеризующий экзоциклический метилен в сопря-метиламиноарглабина). жении с карбонилом у-лактонного цикла.
№2/том4/2005 РОССИЙСКИЙ БИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ
Эксперименты проводили на 45 белых беспородных крысах-самцах массой 160-200 г. Животные содержались на стандартном рационе вивария. Арглабин вводили внутрибрюшинно в дозе 100 мг/кг в виде раствора в смеси ДМСО/растительное масло 1:1. Животным контрольной группы вводили смесь ДМСО/растительное масло в эквиобьемном количестве. После введения препарата крыс декапитировали под легким эфирным наркозом через следующие интервалы времени: 0,25; 0,5; 1; 3; 6 и 24 ч и определяли концентрацию лактона в сыворотке крови.
Количественное определение лактона арглабина в сыворотке крови проводили методом газожидкостной хроматографии относительно контрольных проб [4, 6]. Сыворотку крови отделяли центрифугированием в течение 15 мин при 3000 об/мин. Для осаждения белков к 1 мл сыворотки добавляли 5 мл этанола, тщательно перемешивали в течение 15 мин и центрифугировали 5 мин при 3000 об/мин, отбирали 5 мл водно-спиртовой части. Затем для экстракции арглабина добавляли 5 мл хлороформа, тщательно перемешивали в течение 15 мин, центрифугировали 10 мин при 3000 об/мин. Для анализа отбирали органическую часть. Концентрацию арглабина в сыворотке крови определяли по калибровочной кривой [3]. Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета программ 81а1Мюа 6.0.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Фармакокинетжа лактона арглабина в сыворотке крови
Уровни концентраций лактона арглабина в сыворотке крови в различные интервалы времени представлены в табл. 1.
100,00
0,10
О 5 10 15 20 25
Время, ч
Рис. 1. Уровень концентрации лактона арглабин в сыворотке крови при внутрибрюшинном введении в дозе 100 мг/кг
Таблица 2
Фармакокинетические константы лактона арглабина при внутрибрюшинном однократном введении крысам (100 мг/кг), л=10
Показатель Размерность Значение S.E.
Константа скорости, а 1/ч 1,74 0,01
Константа скорости, [} 1Л 0,0084 0,0003
Время полувыведения, Тш а ч 0,399 0,003
Время полувыведения, Т1/2 Р ч 82,5 3,0
Среднее время удерживания, МВТ ч 107 4
Константа скорости, к)_з 1А 1,48 0,01
Константа скорости, кг-т 1/4 0,0775 ОДЮб
Константа элиминации, ке) 1/1 0,188 0,006
Объем распределения, V1 л 3,76 0,03
Общий клиренс, а млДшн 11,8 0,3
Площадь под кривой, А11С мкгЛлл-ч 141 4
Таблица 1.
Концентрация лактона арглабина в сыворотке крови (и=10)
Время, ч
0,25 0,5 1 3 6 24
Концеетрация, мкг/мл 3,73±0,29 11,79±1,2 5,54±0,43 1,18*0,1 1,01±0,08 0,87±0,05
Полученный в результате исследования усредненный фармакокинетический профиль зависимости концентрации препарата от времени в полулогарифмических координатах приведен на рис. 1.
Максимальная концентрация аргаабина (11,79 мкг/мл) наблюдается через 30 мин после введения. Затем уровень концентрации быстро снижается, причем процесс носит биэкспоненциальный характер, предполагая первоначальную быструю фазу распределения, сменяющуюся более медленной фазой элиминации. Учитывая это, моделирование проводили с использованием двухяастевой модели без всасывания с использованием программы FARM [7].
Основные фармакокинетические параметры изучаемой субстанции представлены в табл. 2.
В 1-ю фазу (до 1 ч) после внутрибрюшинного введения лактона арглабина наблюдается снижение препарата в крови, описываемое уравнением (1):
C(t) = 25,5 • е-1,74", (1)
где C(t) — концентрация препарата в любой момент времени t. Среднее расчетное значение Т1/2а в этот период времени составил 0,399 ч~'.
Во 2-ю фазу, описываемую уравнением (2):
C(t) = 1,06- е"0'0084", (2)
Отмечено более медленное снижение концентрации арглабина в крови со значением Т1/2р и константы элиминации ке] 82,5 и 0,188 ч-1 соответственно.
Быстрое снижение концентрации препарата в сыворотке крови в 1-ю фазу, вероятно, обусловлено преобладающим влиянием на фармакокинетику лактона арглабина процессов распределения и способности вещества быстро проникать в межклеточное пространство. Это косвенно подтверждается значением объема распределения V=3,76 л, что в 5,6 раза превышает общий объем жидкости в организме крысы (0,67 л/кг). Длительная циркуляция лактона аргаабина подтверждается следующими величинами: высокое среднее время удерживания MRT=107 ч, низкий общий кли-
26
АРГЛАБИН
рейс СЬ=11,8 мл/мин и высокий период полувыведения Т1/2=82,5 ч. На это также указывает большая площадь под кривой АиС=141 мкг/мл-ч.
На основании этих данных можно предполагать, что стационарная концентрация препарата в крови при однократном введении поддерживается длительное время, и это необходимо учитывать при проведении клинических испытаний.
Топографическая фармакокинетика лактона арг-лабин
После проведенного количественного анализа на газожидкостном хроматографе для полученных данных по концентрации исследуемого лактона в тканях для каждой группы вычисляли среднюю арифметическую и рассчитывали стандартную ошибку. Результаты приведены в табл. 3.
Таблица 3
Концентрация лактона арглабина в тканях внутренних органов крыс (га=10), мкг/г
Орган Время, ч
0,25 0,5 1 3 6 24
Корковое вещество почки 45±4,3 128,3±10,1 103,3±9,4 39,83±3,5 23,бб±1,7 17,33±1,4
Сердце 13±1,1 19,3±1,2 25,16±5,4 118±10,б 30,бб±2,8 19,1б±0,3
Легкие 32±3,4 101,3±9,6 98±8,4 38±2,1 31±1,53 11,83±1,9
Печень 51,3±4,7 137,8±2,9 99,бб±9,1 53,1б±б,3 30,5±3,3 13,1б±1,4
Мозговое вещество почки 29±3,7 9Г,1б±9,2 80,33±9,0 49,33+4,8 24,5±2,9 П,83±1,2
Скелетные мышцы 18,бб±0,7 33±3,4 48,5±3,7 25±3,3 17,б±6,7 9±0,9
Мозг Зб,бб±2,9 38,1 б±4,1 44,83±4,9 2б,83±3,3 7,бб±0,9 -
Как видно из данных табл. 3, арглабин обнаруживается практически во всех исследованных внутренних органах. Наибольшей тропностью лактон арглабин обладает к ткани печени, затем в порядке убывания: коркового вещества почки, сердца, легких, мозгового вещества почки, мышцы.
Для всех органов рассчитывали внемодельные фармакокинетические параметры: площадь под кривой (AUC, мкг/г), среднее время удерживания (MRT, ч), период полувыведения (Т1/2, ч) и общий клиренс (CL, мл/мин) с использованием моделей, аналогичных для крови при парентеральном введении лактона арглабина (табл. 4).
Картина распределения лактона арглабина по внутренним органам следующая.
В ткани печени высокое значение интегрального показателя AUC=921±24 мкг/г-ч: свидетельствует о том, что лактон арглабин накапливается в данной ткани и длительное время там сохраняется. Это также подтверждается и значительным временем удерживания MRT=14,98±0,95 ч. Высокий период полувыведения Т1/2=10,9±1,2 ч и низкий системный клиренс CL=1,8±0,05 мл/мин свидетельствуют о том, что исследуемый лактон депонируется в ткани печени и очень
Таблица 4
Фармакокинетические константы лактона арглабин в тканях органов
Ткани органов Фармакокинетические параметры
Период полувыведения (Тибета), ч Среднее время удерживания (MRT), ч Общий клиренс (CL), мл/мин Площадь под кривой (AUC), концентрация хч
Печень Т0,9±1,2 14,98±0,95 1,8±0,05 927,8±24
Легкие 12,01±1,22 16,7±1,16 1,9±0,05 823±15
Сердце 15,31 ±3,5 27,2±3,3б 1,б2±0,2б 10751:108,5
Головной мозг 2,08±0,12 3,25±0,1 9,88±0,12 168,5±2,1
Корковое вещество 15,8±1,2б 22,4±1,4 1,б9±0,08 990±44
почки
Мозговое вещество 10,б5±0,9 15,5±1,3 2,2±0,02 759±4,7
почки
Мышечная ткань 15,2±1,7 21,3±1,8 2,8б±0,09 583±20
медленно выводится. Коэффициент распределения во внутренних органах, рассчитываемый как отношение площадей под фармакокинетической кривой, в тканях и сыворотке при парентеральном введении (F=AUCopra. H0B/AUCcbIB0p0TKII), для печени составляет 6,53.
Как и во многих других внутренних органах, в ткани легких определено высокое значение AUC=823±15 мкг/г-ч, что говорит о значительном накоплении и длительном удерживании лактона в данном органе. Это подтверждают и высокие значения MRT и Т1/2, равные 16,7±1,16 и 12,01±1,22 ч соответственно. Низкое значение клиренса 1,9±0,05 мл/мин свидетельствует о медленном освобождении ткани легких от лактона арглабина. Коэффициент перехода лактона из крови в легкие (F) составляет 5,84.
Высокое значение показателя AUC=1075±108,5 мкг/г-ч свидетельствует о том, что лактон арглабин гораздо более длительное время находится в ткани сердца. Низкий системный клиренс 1,62±0,26 мл/ч и среднее время удерживания препарата в сердце 27,2±3,36 ч также подтверждают депонирование лактона в ткани сердца. Об этом же свидетельствует и высокое значение периода полувыведения — 15,31±3,5 ч. Коэффициент (F) для арглабина из крови в миокард составляет 7,62.
Низкое значение AUC=168,5±2,1 мкг/г-ч указывает на невысокое накопление лактона арглабина в ткани головного мозга. Высокий клиренс 9,88±0,12 мл/мин свидетельствует о том, что лактон достаточно быстро выводится из ткани головного мозга. На это также указывают маленькие значения MRT и Т1/2 — 3,25±0,1 и 2,08±0,12 ч соответственно. Коэффициент (F) для лактона арглабина из крови в ткань головного мозга составляет 1,19.
Анализируя непараметрические фармакокинетические данные для коркового вещества почки, выявили закономерности, характерные для ряда тканей. Высокий уровень AUC=990±44 мкг/г-ч указывает на накопление арглабина в данной ткани, об этом же свидетельствует и низкий клиренс 1,69±0,08 мл/мин. Значительное накопление лактона подтверждают и высокие значения MRT и Т1/2 — 22,4±1,4 и 15,8±1,26 ч со-
ответственно. Коэффициент перехода арглабина из крови в корковое вещество почки составил 7,02.
Картина накопления лактона арглабина, наблюдаемая в мозговом веществе почки, характеризуется следующим. Высокий уровень AUC=759±4,7 мкг/г-ч указывает на значительное накопление арглабина, об этом же свидетельствует низкий клиренс 2,2±0,02 мл/мин. Депонирование соединения в мозговом веществе почек подтверждают и высокие значения MRT и Т1/2 — 15,5±1,3 и 10,65±0,9 ч соответственно. Коэффициент перехода арглабина из крови в мозговое вещество почки составил 5,38.
О накоплении лактона арглабина в мышечной ткани говорит высокое значение AUC=583±20 мкг/г-ч, об этом же свидетельствуют достаточно низкий клиренс 2,86±0,09 мл/мин, и высокие значения MRT и Т1/2 21,3±1,8 и 15,2±1,7 ч соответственно. Коэффициент перехода арглабина из крови в мышечную ткань составил 4,13.
Таким образом, лактон арглабин легко проникает во внутренние органы и ткани. На рис. 2 приведено распределение арглабина из крови в ткани внутренних органов.
7,62
Сердце Корковое Печень Легкие Мозговое Мышца Мозг вещество вещество
почки почки
Рис. 2. Распределение сесквитерпенового лактона арглабина во внутренние органы
Лактон арглабин преимущественно накапливается в ткани сердца, коркового вещества почки и печени — 7,62,7,02 и 6,53 соответственно. В головной мозг проникает меньшее количество исследуемого вещества, коэффициент перехода в данную ткань составил 1,19. В мозговое вещество почки и легкие переходит практически одинаковое количество лактона, коэффициенты перехода составили 5,38 и 5,84 соответственно. В скелетную мускулатуру арглабин проникает на низком уровне, коэффициент перехода составил 4,13.
Высокие значения площади под кривой для всех органов, кроме головного мозга, свидетельствуют о значительном накоплении арглабина в них. Основные фармакокинетические параметры каждого органа характеризуются длительным средним временем удерживания, периодом полувыведения и низким клиренсом, что говорит о депонировании лактона арглабина в тканях органов и медленном высвобождении тканей от вещества.
Таким образом, не исключено, что арглабин проникает внутриклеточно через гистогематический барьер с накоплением в клетке.
Фармакокинетша препарата арглабин Ранее для препарата арглабин, разработанного на основе гидрохлорида диметиламиноарглабина, описана фармакокинетика в сыворотке крови крыс после однократного внутривенного введения крысам в дозе 5 мг/кг [5]. Уровень концентрации арглабина в крови крыс представлен на рис. 3. Расчетные параметры фар-макокинетики приведены в табл. 5.
Время, ч
Рис. 3. Концентрация препарата арглабин в крови крыс
Таблица 5
Фармакокинетические константы препарата арглабин при внутривенном однократном введении крысам (5 мг/кг), и=10
Параметр, размерность Величина
Линейный коэффициент А, мкгЛи 26,1 ±0,5
Линейный коэффициент В, мкг/мл 11,7±0,2
Константа скорости альфа, 1/ч 1,61±0,07
Константа скорости бета, 1/ч 0,0434±0,0014
Время полувыведений Т^альфа, 1/ч 0,431±0,019
Время полувыведения Тибета, 1/ч 1б,0±0,5
Начальная концентрация Со, мкг/мл 37,8±0,б
Среднее время удерживания (MRT), ч 21,8±0,7
Константа скорости 1—>2,1/ч 0,992±0,05
Константа скорости 2-И, 1 /ч 0,53±0,021
Константа элиминации (Кап), 1/ч 0,132±0,003
Объем распределения (V), л 1,32±0,02
Общий клиренс (СО, мл/мин 2,91±0,0б
Площадь под фармакокинетической 1фивой (AUQ, мкгАш-ч 28б±б
Как видно на рис. 3, препарат арглабин после внутривенного введения создает максимальный уровень, не превышающий 30 мкг/мл в крови сразу после введения, в течение 1ч идет быстрое распределение препарата по организму с высокой скоростью (1,61±0,07 1/ч — константа), а время полураспределения не превышает 0,5 ч После 3-го ч начинается бета-фаза, характеризующаяся очень медленной константой скорости и длительным периодом полувыведения, оцениваемым в данных условиях в 16,0+0,5 ч. Арглабин имеет доста-
28
АРГЛАВИН
точно высокий показатель времени удерживания препарата в организме, составляющий почти 22 ч. Это вполне согласуется с расчетной константой элиминации и незначительной интенсивностью клиренса (2,91±0,06 мл/мин). Константа скорости перехода препарата арглабин из центральной камеры (кровь) в периферическую (остальные ткани) существенно выше (на 47 %), чем скорость обратного процесса, что определенно свидетельствует о задержке препарата в периферических тканях. Очень высокий показатель кажущегося стационарного объема распределения (1,32±0,02), превышающий весь объем жидкости в организме (кровь + интерстициальная вода + клеточная вода) в 5-6 раз, может служить показателем или процесса депонирования арглабина в организме, или чрезвычайно быстрого и интенсивного метаболизма. Высокий уровень концентрации препарата арглабин в крови и длительное время его циркуляции предопределяют относительно высокий показатель интегрального параметра — площади под фармакокинетической кривой «концентрация — время» (286±6).
При сравнении фармакокинетики лактона арглабин в крови, исследованной после однократного внут-рибрюшинного введения крысам в дозе 100 мг/кг, с фармакокинетикой препарата арглабин, исследованной после однократного внутривенного введения крысам в дозе 5 мг/кг, определено, что препарат арглабин создает максимальный уровень, не превышающий 30 мкг/мл в крови сразу после введения. В течение 1-го часа идет быстрое распределение арглабина по организму с высокой скоростью (1,67±0,07 1/ч — константа), а время полураспределения не превышает 0,5 ч [7]. После 3-го ч начинается бета-фаза, характеризующаяся очень медленной константой скорости и длительным периодом полувыведения (1б,0±0,5 ч). При этом арглабин имеет достаточно высокий показатель времени удерживания в организме, составляющий 21,8 ч. Это вполне согласуется с расчетной константой элиминации и незначительной интенсивностью клиренса (2,91±0,06 мл/мин). Очень высокий показатель объема распределения (1,32±0,02 л) может служить показателем процесса депонирования аргла-
бина в организме. Уровень концентрации препарата в крови и длительное время его циркуляции предопределяют относительно высокий показатель интегрального параметра — площади под фармакокинетической кривой «концентрация — время» (286±6 мкг/мл-ч).
Фармакокинетики обоих соединений характеризуются схожестью: в обоих случаях имеют место депонирование и длительная циркуляция исследуемых веществ в организме.
ЛИТЕРАТУРА
1. Абшъдаева А. Ж., Жангабылов Н. С., Пак Р. Н., Адекенов С. М. Противовоспалительные, противоопухолевые и цитотоксические свойства сесквитерпено-вого лактона арглабина // Мат. VI съезда «Актуальные проблемы создания новых лекарственных препаратов природного происхождения». — СПб., 2002. С. 333-335.
2. Абильдаева А. Ж., Пак Р. Н., Пономарева О. А., Адекенов С. М. Сравнительное изучение иммунокор-ригирующих свойств сесквитерпенового лактона арглабина и его производного гидрохлорида диметилами-ноарглабина // Мат. VII съезда «Актуальные проблемы создания новых лекарственных препаратов природного происхождения». — СПб., 2003. С. 127-129.
3. Жангабылов Н. С., КостовА. Н., Калмыков Е. Л., Гуляев А. Е., Адекенов С. М. Метод количественного определения лактона арглабина в биологических образцах И Фармация Казахстана. — 2004. —№11. — С. 19-21.
4. Зшченко В. В., Хворост П. П., Бакай С. И., Бирюк В. А., Тарусин А. Д., Кравчина Т. С. Газохромато-графический метод определения сесквитерпеновых лактонов в подземных органах Inula helenium L. // Растительные ресурсы. — 1983. — Т. XIX, вып. 4. — С. 544-548.
5. ОмароваИ. М. Фармакокинетика нового противоопухолевого препарата «арглабин»: Автореф. дис... канд. мед. наук. — Караганда, 1999. — 24 с.
6. Пецев Н., Коцев Н. Справочник по газовой хроматографии. — М.: Мир, 1987. — 85 с.
7. Холодов Л. Е., Яковлев В. П. Клиническая фармакокинетика. — М.: Медицина, 1985. — 240 с.
