CC BY
78
УДК 615.273.065-092.4
А.Г. Юшков Н.А. Шульгина 2, А.А. Гущина 2, Г.Г. Юшков 2, М.М. Расулов 3,
В.В. Бенеманский 2, М.М. Бун 2
ОЦЕНКА ТОКСИЧНОСТИ ГИДРОКСИЭТИЛКРАХМАЛА В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТА
1 Научный центр реконструктивной и восстановительной хирургии СО РАМН (г. Иркутск)
2Ангарская государственная техническая академия (Ангарск) 3 Московский городской педагогический университет (Москва)
Представлены результаты экспериментально-биологического моделирования однократного и подострого парентерального введения 10% гидроксиэтилкрахмала теплокровным, животным, (кролики) в сравнении с препаратом-аналогом.. Состояние организма животных оценивалось по биохимическим., гематологическим., гемостазиологическим и морфологическим, показателям. Введение препаратов — внутривенное в соответствии с инструкцией по медицинскому применению. Основным, оценочным критерием, было отсутствие отличий изучаемого препарата от. зарегистрированного препарата-аналога с попыткой выявления гипотетически, возможного токсического эффекта, особенно в условиях многократного воздействия. Токсического эффекта не выявлено, препараты, оказались идентичными, в т.ч. и по результатам, математического анализа.
Ключевые слова: 10% гидроксиэтилкрахмал, токсическое исследование
ESTIMATION OF HYDROXYLETHYLSTARCH IN EXPERIMENTAL CONDITIONS
A.G. Yushkov N.A. Shulgina 2, A.A. Gushchina 2, G.G. Yushkov 2, M.M. Rasulov 3,
V.V. Benemanskiy 2, M.M. Boon 2
1 Scientific Center of Reconstructive and Restorative Surgery SB RAMS, Irkutsk
2 Scientific Research Institute of Biophysics of Angarsk State Technical Academy, Angarsk
3Moscow City Teachers’ Training University, Moscow
The article presents the results of experimental-and-biological modeling of single and subacute parenteral introduction of 10% hydroxylethylstarch to warm-blooded, animals (rabbits) in comparison with analog drug. State of animals' organism, was estimated, by biochemical, hematological, hemostatic and morphological indices. Introduction, of drugs was intravenous according to the instruction, for medical using. Absence of differences between studied, preparation, and. registered drug analog with attempt of detection of hypothetically possible toxic effect, especially in conditions of repeated, influence, was main estimated, criterion. We didn't detect any toxic effect, the preparations were identical including according to mathematical analysis.
Key words: 10% hydroxylethylstarch, toxic research
Трансфузионные растворы стали неотъемлемой частью любого восстановительного медицинского пособия, особенно при острой кровопотере, в т.ч. хирургической, при шоке, сепсисе, нарушениях микроциркуляции, интоксикациях и проч. В то же время правильный выбор того или иного препарата в сравнительном их разнообразии — достаточно сложная задача. Задача еще более усложняется в связи с некими побочными эффектами, свойственными декстранам и желатину. В этом смысле наиболее перспективными являются препараты на основе гидроксиэтилкрахмала, как утверждают, совершенно лишенные собственных токсических свойств, кроме гемодинамических реакций, связанных со скоростью введения. В связи с этим целью работы явилось экспериментальное токсикологическое изучение образца препарата Гидроксиэтилкрахмал (ГЭК).
МЕТОДИКА
Гидроксиэтилкрахмал в виде инфузионного раствора представляет собой в данном случае 10% изотонический раствор гидроксиэтильного производного частичного гидролиза восковидного кукурузного крахмала. Код АТХ — ВО5АА07 (табл. 1).
Физико-химические параметры оригинальной субстанции препарата (теоретическая осмоляр-ность — 300 мОсмоль/л; коллоидно-осмотическое давление — 8,5 мБар; значение рН — 4,0 — 7,0; средняя молекулярная масса — 200000 дальтон; степень молярного замещения — 0,45 — 0,55) обеспечивают ему высокую терапевтическую эффективность. Максимальная концентрация Стах — 11,1 ± 2,7 мг/мл. В зависимости от скорости введения и цели инфузии время полувыведения (Т1/2) — около 5 — 6 часов. За 24 часа после введения выводится 70 % препарата почками и частично с желчью [1]. Некоторое количество препарата накапливается в ретикулоэндотелиальной системе, постепенно расщепляясь амилазой без проявления токсического действия на легкие, печень, селезенку и лимфоузлы. Противопоказания связаны преимущественно с повышенной индивидуальной чувствительностью к крахмалу и вспомогательным веществам препарата, а также с гипернатриемией и некоторыми особыми болезненными состояниями пациентов [5]. Одной из основных целей применения плазмозамещающих растворов является коррекция абсолютной или относительной гипо-волемии путем поддержания центрального веноз-
298
nilllllllllllllllin IIIIII 1111ГП □ I I I I I □ nil I I I I I
Таблица 1
Состав препарата Гидроксиэтилкрахмал
Составляющие Количество
Гидроксиэтилкрахмал со средней молекулярной массой 200000 и степенью замещения 0,5 100,0 г
Вспомогательные вещества:
натрия хлорид 90 г
вода для инъекций по ФС 42-2620-97 до 1 л
Концентрация электролитов:
натрий 154 ммоль/л
хлориды 154 ммоль/л
Теоретическая осмолярность 308 мОсмоль/л
ного давления на уровне 8 — 12 мм рт. ст., среднего артериального давления более 65 — 75 мм рт. ст., сатурации — не менее 70 %, гематокрита — более 30 % и диуреза — не менее 0,5 мл/кг/час [1, 2, 8]. Достижение этой цели применением только кри-сталлоидных растворов затруднительно, т.к. они не содержат макромолекул, не создают онкотического давления, не удерживаются в сосудистом русле и быстро распределяются в интерстициальном пространстве. В условиях выраженной капиллярной утечки объем инфузии кристаллоидов в 3 — 4 раза превышает эквивалентный объем коллоидов с непродолжительным эффектом: через 0,5 часа в сосудистом русле остается треть, а через час — лишь четверть перелитого раствора Рингера [2, 6]. Применение повышенных объемов солевых растворов может привести к внутриклеточному отеку тканей, что ухудшает транспорт кислорода, нарушает сердечный выброс и поддерживает органную дисфункцию [2, 3]. По своему происхождению плазмозамещающие коллоидные растворы делятся на две группы — естественные и синтетические. К естественным относят препараты плазмы крови — свежезамороженная плазма и альбумины; к синтетическим — растворы на основе декстрана (реополиглюкин, полиглюкин, неорондекс), производные желатина (желатиноль) и производные гидроксиэтилкрахмала (волекам, инфукол, стаби-зол, рефортан) [3, 6]. Таким образом, данные источников информации позволяют при планировании эксперимента рассчитывать на отсутствие прямых признаков интоксикации даже при введении Ги-дроксиэтилкрахмала в высоких дозах, но с учетом факта использования здоровых животных, когда перспектива острой гиперволемии становится вполне реальной [8].
Если максимальная суточная доза Гидроксиэтилкрахмала составляет 2 г/кг/сут. при внутривенном введении, то по существующей классификации субстанцию препарата можно отнести к практически нетоксичной и тем более ее лекарственную форму [7].
Мы посчитали целесообразным в условиях однократного воздействия использовать максимальную терапевтическую дозу — 20 мл/кг и
дозу 30 мл/кг (но не выше). В качестве модели использованы кролики, т.к. другие виды животных крайне неудобны для внутривенного введения, требуют фиксации с ее стрессовыми эффектами. Для подострого введения посчитали достаточным введение максимальной терапевтической дозы на фоне динамического контроля, что позволило получить достаточный массив данных для сравнения с препаратом-аналогом Рефортан (Германия). В экспериментах использованы кролики породы шиншилла (самцы и самки) собственного разведения в условиях специализированного вивария (ветудостоверение 238 № 0018669). Все животные содержались в отдельных клетках по одному в помещениях с проектными характеристиками температуры окружающей среды (18 — 21 °С), влажности (60 — 70 %) и воздухообмена (12 — 15 объемов помещения/час), концентрацией СО2 — 0,12 объемных %, аммиака — не более 1 мг/м3. Световой режим: 12 часов — свет, 12 часов — темнота. Рацион полноценный с витаминными добавками. Критериями включения животных в эксперимент являлось ветеринарное заключение местной службы госветнадзора, отсутствие видимых проявлений заболеваний. Работы с животными проводились в соответствии с требованиями приложения к приказу МЗ СССР № 705 от 12.08.1977 г., а также с учетом международных документов о гуманном отношении к животным. Объективизацию количественных показателей осуществляли с помощью программного комплекса Statistica.
РЕЗУЛЬТАТЫ
После однократного введения препарата вне зависимости от дозы животные были более заторможенными, чем контрольные, но от воды и корма не отказывались. Через сутки после введения внешние отличия от контроля уже не проявлялись. Из гематологических показателей обратило на себя внимание снижение количества гемоглобина и эритроцитов на первые сутки при дозе 30 мл/кг. Снизилась и величина гематокрита. Гемостазиоло-гические показатели были относительно спокойными по отношению к контролю, уменьшилась лишь концентрация фибриногена в крови и увеличилось
ПІІІІІІІІІІІІІІІІІІІПІІІІІІ ІІІІГП □ I I I I I I III □ ПІ ІІІІІ I
299
время свертывания крови, но только в группах животных, получавших Гидроксиэтилкрахмал в дозе 30 мл/кг. В меньшей степени, но это также было свойственно и животным, получавшим физраствор в дозе 20 мл/кг. Из биохимических показателей следует отметить некоторое снижение содержания общего белка в сыворотке крови животных при введении Гидроксиэтилкрахмала в дозе 30 мл/кг; активность печеночных ферментов имела тенденцию к снижению, глюкозы — к повышению.
У животных, получавших Гидроксиэтилкрах-мал и Рефортан в течение двух недель, статистически достоверно уменьшилась частота сердечных сокращений, хотя электрические характеристики
ЭКГ от интактного контроля не отличались. В то же время у животных, получавших чистый физраствор, вольтаж ЭКГ заметно уменьшился. При введении Гидроксиэтилкрахмала и Рефортана происходило снижение содержания гемоглобина и эритроцитов в крови, однако не до клинически значимых величин. Снижение количества тромбоцитов было лишь в тенденции (табл. 2).
Через две недели от начала введения Гидрокси-этилкрахмала и Рефортана несколько увеличилось время свертывания крови и снизилось содержание фибриногена. В отличие от однократного введения препаратов в дозе 30 мл/кг в данном случае, при введении в дозе 20 мл/кг, отчетливого влияния на
Таблица 2
Динамика гематологических показателей после однократного введения Гидроксиэтилкрахмала
Срок обследования
№ п/п Показатель Доза, мл/кг 1 -е сутки 7 -е сутки
Самцы Самки Самцы Самки
30 102,8 ± 1,6* 100,4 ± 1,8* 111,5 ± 2,1 109,6 ± 3,2
101,9 ± 2,3* 100,0 ± 2,0* 111,2 ± 1,6 109,8 ± 2,2
1 Содержание гемоглобина, г/л 20 108,9 ± 3,0 107,4 ± 2,2 110,4 ± 2,6 109,9 ± 2,4
109,2 ± 2,4 108,1 ± 1,9 111,6 ± 2,8 108,3 ± 1,9
Контроль позитивный 106,4 ± 2,2 104,4 ± 1,8 112,8 ± 2,0 110,3 ± 2,1
Контроль интактный 112,2 ± 1,4 110,6 ± 1,2 114,3 ± 1,1 108,8 ± 2,3
30 3,6 ± 0,18* 3,2 ± 0,2* 4,7 ± 0,16 4,5 ± 0,18
3,6 ± 0,14* 3,1 ± 0,2* 4,8 ± 0,2 4,5 ± 0,16
2 Количество эритроцитов, 20 4,6 ± 0,2 4,5 ± 0,1 4,8 ± 0,16 4,7 ± 0,18
х1012/л 4,6 ± 0,2 4,3 ± 0,12 4,7 ± 0,2 4,6 ± 0,2
Контроль позитивный 4,5 ± 0,14 4,4 ± 0,16 4,8 ± 0,12 4,6 ± 0,14
Контроль интактный 4,8 ± 0,1 4,7 ± 0,1 5,0 ± 0,12 4,7 ± 0,1
30 23,3 ± 3,0 23,6 ± 3,2 24,5 ± 2,2 25,0 ± 2,1
23,2 ± 3,4 23,7 ± 3,0 24,6 ± 2,7 25,1 ± 2,0
3 Количество ретикулоцитов, 20 24,7 ± 3,6 25,0 ± 3,1 24,9 ± 3,8 25,1 ± 2,2
%0 20 24,5 ± 3,2 25,1 ± 3,0 24,7 ± 2,8 25,1 ± 2,1
Контроль позитивный 24,0 ± 3,1 24,4 ± 3,6 24,8 ± 3,0 25,1 ± 3,2
Контроль интактный 24,8 ± 2,4 25,0 ± 3,0 24,6 ± 2,0 25,2 ± 2,4
30 7,9 ± 0,3 8,1 ± 0,32 8,8 ± 0,3 9,1 ± 0,4
7,8 ± 0,35 8,0 ± 0,3 9,1 ± 0,36 9,2 ± 0,3
4 Количество лейкоцитов, 20 8,1 ± 0,2 8,4 ± 0,26 8,7 ± 0,32 9,1 ± 0,24
Х109/Л 8,1 ± 0,32 8,4 ± 0,2 8,7 ± 0,3 9,2 ± 0,3
Контроль позитивный 8,0 ± 0,36 8,3 ± 0,31 8,8 ± 0,2 9,2 ± 0,31
Контроль интактный 8,3 ± 0,2 8,5 ± 0,24 9,0 ± 0,2 9,2 ± 0,26
30 236 ± 7,9 231 ± 10,1 256 ± 11,1 250 ± 8,9
232 ± 10,2 230 ± 11,2 260 ± 10,8 254 ± 10,2
5 Количество тромбоцитов, 20 256 ± 10,0 248 ± 14,2 262 ± 10,1 254 ± 11,2
Х109/Л 258 ± 9,8 242 ± 13,6 260 ± 9,9 252 ± 10,1
Контроль позитивный 241 ± 8,4 236 ± 10,1 260 ± 11,2 254 ± 10,1
Контроль интактный 260 ± 10,2 249 ± 12,4 258 ± 11,3 251 ± 9,6
300
ПІІІІІМІІІІІІІІМІІПІ І І І ІІІГП □ I I II і □ пі ііііі
Таблица 3
Динамика биохимических показателей после однократного введения Гидроксиэтилкрахмала
Срок обследования
№ п/п Показатель Доза, мл/кг 1 -е сутки 7-е сутки
Самцы Самки Самцы Самки
30 48,4 ± 5,0* 51,3 ± 5,1* 69,3 ± 3,2 70,4 ± 2,8
46,9 ± 4,2* 50,6 ± 4,0* 70,0 ± 3,1 71,5 ± 3,0
1 Общий белок 20 66,3 ± 3,1 68,1 ± 4,0 70,3 ± 2,4 71,2 ± 1,8
в сыворотке крови, г/л 66,0 ± 4,2 67,9 ± 4,1 70,1 ± 3,0 71,0 ± 2,6
Контроль позитивный 65,1 ± 3,1 68,3 ± 2,8 71,1 ± 2,2 72,4 ± 2,0
Контроль интактный 67,4 ± 1,7 70,1 ± 3,2 68,1 ± 2,6 71,2 ± 2,4
30 7,1 ± 0,4 7,0 ± 0,3 6,4 ± 0,2 6,4 ± 0,3
7,1 ± 0,2 7,0 ± 0,3 6,5 ± 0,2 6,4 ± 0,2
2 Глюкоза в сыворотке 20 6,5 ± 0,1 6,3 ± 0,2 6,4 ± 0,2 6,3 ± 0,1
крови, ммоль/л 6,5 ± 0,1 6,3 ± 0,3 6,4 ± 0,2 6,3 ± 0,1
Контроль позитивный 6,3 ± 0,3 6,3 ± 0,2 6,3 ± 0,1 6,3 ± 0,2
Контроль интактный 6,4 ± 0,3 6,3 ± 0,4 6,4 ± 0,2 6,3 ± 0,3
30 26,6 ± 2,2 28,3 ± 2,0 34,8 ± 2,4 35,0 ± 3,0
26,2 ± 2,4 28,1 ± 8,1 25,3 ± 3,0 36,4 ± 2,8
3 Активность аланинаминотрансферазы в сыворотке крови, ед./л 20 30,1 ± 2,2 30,8 ± 2,4 32,0 ± 2,6 31,3 ± 2,0
30,4 ± 2,3 31,0 ± 2,1 32,6 ± 2,0 31,6 ± 2,2
Контроль позитивный 24,3 ± 3,1 26,6 ± 3,2 33,7 ± 3,0 31,2 ± 3,4
Контроль интактный 30,4 ± 2,0 31,2 ± 1,6 32,4 ± 2,2 30,7 ± 1,3
Примечание: * - отличия от контроля статистически достоверны при р < 0,05; первая строка - Гидроксиэтилкрахмал 200/0,5; вторая строка - Рефортан.
гемостазиологические показатели не выявлено. Изменения биохимических показателей касались нарастания содержания натрия в крови животных, получавших Гидроксиэтилкрахмал, Рефортан и физраствор, что, собственно, и послужило основанием для прекращения введения препаратов (табл. 3).
Клинико-лабораторная биохимическая диагностика не выявила признаков токсического нарушения обмена. Снижение содержания общего белка и повышение глюкозы отнесены к явлениям гиперволемии. На вскрытии животных обратили на себя внимание визуально определяемая зернистость печени у 2 кроликов, получавших Гидроксиэтилкрахмал и Рефортан в течение 14 суток, и несколько уменьшенного размера селезенка. У остальных животных видимых признаков отличия от контроля не отмечено. При гистохимическом исследовании у подопытных животных, получавших Гидроксиэтилкрахмал и Рефортан, обнаружено очаговое снижение содержания гликогена до полного его исчезновения в области триад, что может иметь функциональный характер. В то же время у животных, получавших физраствор, содержание гликогена в печени оказалось повышенным. У подопытных животных отмечено диффузное повышение активности сукцинатдегидрогеназы. Выражен полиморфизм гранул диформазана, что
может свидетельствовать о различной осмотической резистентности мембран митохондрий. В той же мере повышена активность и лактатдеги-дрогеназы. Отмечено и увеличение активности щелочной фосфатазы в желчных капиллярах. В гепатоцитах выявлено увеличение содержания общих липидов. Полученные в ходе эксперимента данные свидетельствуют о практически полном совпадении реакции организма на внутривенное введение Гидроксиэтилкрахмала и Рефортана, на что указывает и отношение f = Хп : Хс, во всех случаях находящееся в интервале 0,9 — 1,0.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенные экспериментальные исследования 10% раствора Гидроксиэтилкрахмала 200/0,5 показывают, что препарат по общим характеристикам может быть отнесен к практически нетоксичным и идентичным зарегистрированному препарату-аналогу Рефортан. Об этом свидетельствует динамика показателей состояния организма кроликов как при однократном, так и при многократном внутривенном введении сравниваемых препаратов. Признаков собственно токсичности образцов препаратов не выявлено, обнаруженные изменения, главным образом, в остром эксперименте при дозе 30 мл/кг, являются следствием острой гиперволемии. Следует отметить, что вы-
ПІІІІІІІІІІІІІМІПІІ І І І І ІІІГП □ І І І І □ ПІ І І І І І І
301
шеуказанная доза в практике не встречается и имеет преимущественно теоретическое значение.
ЛИТЕРАТУРА
1. Асскали Ф., Фестер Х. Гидроксиэтилкрахмал из сырья различного происхождения: сопоставление фармакодинамики и фармакокинетики // Вестник интенсивной терапии. — 1998. — № 1. —
С. 42-50.
2. Буланов А.Ю., Городецкий В.М., Шулут-ко Е.М. и др. Влияние различных типов коллоидных объемозамещающих растворов на измененную систему гемостаза // Анестезиология и реаниматология. — 2004. — № 2. — С. 25-30.
3. Бурбелло А.Т., Шабров А.В., Денисенко П.П. Современные лекарственные средства: Клиникофармакологический справочник практического врача; 3-е изд., перераб. и дополн. — СПб.: Нева, 2006. — 896 с.
4. Гланц С. Медико-биологическая статистика; пер. с англ. — М.: Практика, 1999. — 459 с.
5. Лабораторные методы в клинике. Справочник / под ред. В.В. Меньшикова. — М.: Медицина, 1987. - 368 с.
6. Молчанов И.В., Гольдина О.А., Горбачевский Ю.В. Растворы ГЭК — современные и эффективные плазмозаменяющие средства инфузионной терапии // Монографический обзор. — М.: НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН, 1998. — 138 с.
7. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / под общей ред. Р.У. Хабриева; 2-е изд., перераб. и доп. — М.: ОАА «Медицина», 2005. — 832 с.
8. Adams H.A. Volume replacement solution — pharmacology and clinical use // Anasthesiol. Intensiv. Med. Not-Fall Med. Schmerzther. — 1998. — Vol. 33, N 1. — P. 2—17.
Сведения об авторах
Юшков Антон Геннадьевич - кандидат медицинских наук, врач-ортопед клиники Научного центра реконструктивной и восстановительной хирургии СО РАМН (664003, г. Иркутск, ул. Борцов Революции, 1; тел.: 8 (3952) 29-03-44; e-mail: [email protected])
Шульгина Наталья Александровна - заведующая лабораторией метаболизма ксенобиотиков Научно-исследовательского института биофизики Ангарской государственной технической академии (665830, г. Ангарск, ул. Партизанская, 2; тел.: 8 (3955) 95-70-74; e-mail: [email protected])
Гущина Алла Анатольевна - заведующая биохимической лабораторией отдела токсикологии Научно-исследовательского института биофизики Ангарской государственной технической академии (665830, г. Ангарск, ул. Партизанская, 2; тел.: 8 (3955) 95-70-68; e-mail: [email protected])
Юшков Геннадий Георгиевич - кандидат медицинских наук, профессор Научно-исследовательского института биофизики Ангарской государственной технической академии (665830, г. Ангарск, ул. Партизанская, 2; тел.: 8 (914) 908-65-86, 8 (3955) 61-14-29; e-mail: [email protected])
Расулов Максуд Мухамеджанович - доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой адаптивной физической культуры Московского городского педагогического университета (129226, г. Москва, 2-й Сельскохозяйственный проезд, 4; тел.: 8 (495) 433-61-84; e-mail: [email protected])
Бенеманский Виктор Викторович - доктор медицинских наук, профессор Научно-исследовательского института биофизики Ангарской государственной технической академии (665830, г. Ангарск, ул. Партизанская, 2; тел.: 8 (3955) 95-70-68) Бун Марк Михайлович - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Научно-исследовательского института биофизики Ангарской государственной технической академии (665830, г. Ангарск, ул. Партизанская, 2; тел.: 8 (3955) 95-70-68; e-mail: [email protected])
302
nilllllllllllllllin IIIIIIII 1111ГП □ I I I I I □ nil I I I I I
