Средство, включающее жировую эмульсию (варианты), его применение и способ повышения устойчивости организма млекопитающих к переохлаждению
MEANS COMPRISING A FAT EMULSION (VARIANTS), ITS USE AND A METHOD FOR INCREASING THE RESISTANCE OF A MAMMALIAN ORGANISM TO SUPERCOOLING

Область техники
Изобретение относится к областям медицины, в частности к неотложной медицине, анестезиологии/реаниматологии, к авиационной и космической медицине, водолазной медицине, а также фармацевтической технологии.
Уровень техники
Задача сохранения жизни млекопитающих, в том числе человека, оказавшегося в условиях низких для выживания температур весьма актуальна в настоящее время. Ведется поиск лекарственных средств для повышения резистентности организма млекопитающих к переохлаждению, которые должны сохранить жизнь пострадавших и снизить пагубные последствия гипотермии.
Известен патент РФ №1520688 [1], в котором целью изобретения является удлинение сроков пребывания млекопитающих в условиях низких температур. Для повышения устойчивости млекопитающих к общему охлаждению животным за 15-30 мин до охлаждения вводят 20-50%-ный раствор полиэтиленоксида (ПЭО) мол.м. 400 или 1500 в дозе 0,001-0,0004 г на 1 г живого веса. Введение этих растворов не вызывает отрицательных явлений, наблюдаемых при введении алкоголя (нарушение координации движений, терморегуляции организма). К недостатку способа относится выявленные колебания токсичности ПЭО-400 и ПЭО-1500 [2].
Известен патент РФ №2010569 [3] согласно которому повышение резистентности к переохлаждению, в частности, в воде достигается введением комбинации реланиума 5 мг/кг с оксибутиратом натрия 500 мг/кг за 30 мин до начала охлаждения. Для практического использования рекомендуется совместный прием внутрь 10 мг реланиума с 2 г оксибутирата натрия непосредственно перед охлаждением. Увеличение резистентности организма к переохлаждению в воде под действием средства происходит за счет повышения устойчивости нервных центров к действию холода; увеличения резистентности сердца к охлаждению; положительного воздействия на терморегуляторные механизмы. К недостатку этого и последующего изобретения относится высокая летальность в процессе саморазогрева.
В патенте РФ №2268049 [4] приведено аналогичное средство, которое было использовано для восстановления температуры тела в постгипотермическом периоде. В патенте приведены предложения для практического применения фармакологического средства, ускоряющего восстановление температуры тела и уменьшающего летальность в постгипотермическом периоде, после окончания охлаждения организма в холодной воде. Это достигается совместным приемом внутрь реланиума с натрия-оксибутиратом перед началом охлаждения в воде. Дозы обоих компонентов рецептуры могут варьировать в терапевтическом диапазоне.
Известно изобретение (патент РФ №2270008) [5], которое относится к созданию лекарственных средств для повышения устойчивости человека и животных к гипотермии. Средство содержит никотиновую и глютаминовую кислоты, рибофлавин, аскорбиновую кислоту, убихинон, янтарную кислоту, полиэтиленоксид и воду в определенном соотношении. Предложен также способ повышения устойчивости человека и животных к гипотермии, заключающийся в том, что для активации жизненно важных биохимических процессов за 30 минут до выполнения работ, связанных с гипотермией, и после их окончания вводят вышеназванное средство. Результаты исследований показывают, что среднее время охлаждения по сравнению с контролем у полиэтиленоксида мол.м. 400 лучше в 1,34 раза, у предлагаемого средства в 2,25 раза, при этом среднее время пребывание в воде 4,0±0,5°С составляет для человека 32,1 минут. К недостатку состава средства можно отнести его воздействие только на обеспечение поддержания тепла за счет утилизации АТФ и запасенной энергии, для обеспечения работы жизненно важных органов и нет данных по восстановлению организма в постгипотермическом периоде. Кроме того, недостатком смеси, судя по составу, можно считать увеличение потребления кислорода, которое она должна вызывать, что, в конечном счете, приведет к еще более быстрому энергетическому истощению и переохлажденного организма [6].
Задачи, на решение которых направлено изобретение, заключаются в создании нового средства, его применения для повышения устойчивости организма млекопитающих к переохлаждению, где новое средство, способ и применение свободны от вышеперечисленных недостатков, что на сегодняшний день является актуальной проблемой для лечения подобных заболеваний.
Технический результат состоит в том, что заявленное средство позволяет повышать резистентность клеток жизненно важных органов и тканей к переохлаждению.
Сущность изобретения
Основным аспектом изобретения является средство для повышения резистентности (устойчивости) организма млекопитающих к переохлаждению. Средство содержит фармацевтическую композицию препаратов входящих в группу состоящую из: адреноблокатора (1), симпатолитика, истощающего и способствующего разрушению депо катехоламинов (2), антагониста H1 гистаминовых рецепторов с противорвотным эффектом или без оного (3), ингибитора If-каналов синусного узла (4), дозозависимо воздействующего серотонинергического средства (5), нейролептического средства с гипотермическим эффектом (6), средства, дозозависимо угнетающего синтез или воздействие основных тиреоидных гормонов (7), препарата, содержащего ионы магния или иные ингибиторы NMDA-рецепторов, обеспечивающего предотвращение эксайтотоксичности (8), где композиция дополнительно содержит иные фармацевтически приемлемые добавки. При этом средство дополнительно содержит носитель на основе жировой эмульсии, которую выбирают из группы, состоящей из липофундина, смофлипида, интерлипида.
Следующий аспект изобретения состоит в том, что в своем составе средство для повышения резистентности (устойчивости) организма млекопитающих к переохлаждению содержит фармацевтическую композицию препаратов, состоящую из: бета-блокаторов, симпатолитиков с адренолитическим действием, антагониста H1 гистаминовых рецепторов, антиангинального препарата с противоишемическим эффектом, серотонинергического средства, нейролептического средства с гипотермическим эффектом, антитиреоидного средства, препарата содержащего ионы магния и дополнительно используют носитель на основе жировой эмульсии, насыщенный инертным газом. При этом инертный газ выбирают из группы, состоящей из ксенона, гелия, гексафлюорида.
Следующий аспект изобретения состоит в том, что адреноблокатор является пропранололом или его эффективным аналогом, в качестве антигистаминного препарата с противорвотным эффектом используют дифенгидрамин, в качестве ингибитора If-каналов синусного узла используют ивабрадин, в качестве дозозависимо воздействующего серотонинергического средства выбирают серотонина гидрохлорид или его эффективный аналог, в качестве нейролептического средства с гипотермическим эффектом выбирают перициазин, в качестве средства, дозозависимо угнетающего синтез или воздействие основных тиреоидных гормонов выбирают пропицил, в качестве средства, обеспечивающего предотвращение эксайтотоксичности вследствие гиперактивации NMDA-рецепторов выбирают сульфат магния или его эффективный аналог.
Другим аспектом изобретения является основа фармацевтической композиции, входящей в состав средства, содержит следующее соотношение компонентов, мас. %:
бета-блокатор пропранолол
0,78-1,18 мас. %
симпатолитик резерпин
0,015-0,024 мас. %
антиангинальный препарат ивабрадин
0,078-0,12 мас. %
антигистаминовый препарат дифенгидрамин
0,098-0,18 мас. %
серотонинергическое средство серотонин гидрохлорид
0,25-0,35 мас. %
нейролептический препарат с гипотермным
действием перициазин
0,025-0,035 мас. %
антитиреоидное средство пропицил
0,07-0,12 мас. %
сульфат магния
0,07-0,16 мас. %
фармацевтически приемлемый растворитель
98,00-98,61 мас. %.
Следующий аспект изобретения состоит в том, что в составе средства используют 20% жировую эмульсию, при этом соотношение объемов раствора фармацевтической композиции и объема жирового носителя составляет от 1:2 до 1:3.
Другим аспектом изобретения является то, что средство дополнительно содержит носитель, где указанный носитель представляет собой жировую эмульсию липофундин, и соотношение объема раствора указанной фармацевтической композиции и объема указанной жировой эмульсии составляет от 1:2 до 1:3 в 1 мл жировой эмульсии содержится от 2 до 2, 5 мл ксенона.
Другим аспектом изобретения является способ повышения резистентности организма млекопитающих к переохлаждению, по которому терапевтически эффективное количество средства вводят млекопитающему в период перед охлаждением или непосредственно во время охлаждения организма
Другой аспект изобретения состоит в том, что средство вводят однократно в ткани или орган млекопитающего в период перед охлаждением или непосредственно в процессе охлаждения организма.
Другим аспектом изобретения является применение средства для повышения резистентности организма млекопитающих к переохлаждению, где средство содержит фармацевтическую композицию и носитель липофундин, насыщенный инертным газом ксеноном.
Перечень фигур
Фиг. 1. Проверка результатов применения средства, выполненного на основе фармацевтической композиции и носителя липофундина, для повышения резистентности организма млекопитающих к действию пониженной температуры окружающей среды (0°С). Период охлаждения обозначен горизонтальной линией. Действие фармацевтической композиции и носителя на: А) температуру ядра тела, Б) частоту сердечных сокращений, В) оксигенацию гемоглобина.
Фиг. 2. Проверка результатов применения средства, выполненного на основе фармацевтической композиции и носителя липофундина, насыщенного ксеноном, для повышения резистентности организма млекопитающих к действию пониженной температуры окружающей среды (0°С). Период охлаждения обозначен горизонтальной линией. Действие всех компонентов средства: фармацевтической композиции и носителя, насыщенного ксеноном, на: А) температуру ядра тела, Б) частоту сердечных сокращений, В) оксигенацию гемоглобина.
Фиг. 3. Проверка результатов применения средства, выполненного на основе фармацевтической композиции и носителя липофундина, насыщенного ксеноном, на потребление кислорода организмом млекопитающих при действии пониженной температуры окружающей среды (0°С). Где: 1 - контроль, 2 - потребление кислорода в нижней точке охлаждения.
Описание изобретения
Разработан подход, направленный на предотвращение чрезмерно быстрой гипотермии биообъекта в условиях низких для выживаемости температур с сохранением основных жизненных показателей на уровне стабильного жизнеобеспечения.
В процессе разработки средства для повышения резистентности организма млекопитающих, в том числе для профилактики или лечения переохлаждения был обнаружен состав средства, который приводил к действительным результатам: по восстановлению частоты сокращения сердца (ЧСС), по поддержанию и последующему восстановлению температуры ядра тела млекопитающего, что подтверждает действенность средства для повышения резистентности организма млекопитающих к переохлаждению. К новому составу относится средство, содержащее фармакологическую композицию из восьми препаратов используемых в терапевтически эффективном количестве.
При этом фармацевтическая композиция, состоящая из восьми препаратов, содержит адреноблокатор, симпатолитик, антагонист H1 гистаминовых рецепторов, ингибитор If-каналов синусного узла, серотонинергическое средство, нейролептическое средство с гипотермическим эффектом, антитиреоидное средство, препарат, содержащий ионы магния.
Известно, что адренолитическое средство пропранолол входит в группу адреноблокаторов, в состав которой также входят: картеолол, надолол, пенбутолол, пиндолол, пропранолол, соталол, тимолол, карведилол, лабеталол, метопролол, атенолол, эсмолол, ацебуталол и др. В качестве антиангинального препарата, селективно ингибирующего If-каналы синусового узла, используют ивабрадин. Дифенгидрамин входит в группу седативных агентов, блокирующих гистаминовые Н1-рецепторы и холинорецепторы вегетативных нервных узлов. Пропицил используют как антитиреоидное средство, подавляющее систему интратиреоидной пероксидазы. Перициазин используют как препарат с выраженным противорвотным, антихолинергическим, гипотермным и седативным эффектом, умеренно выраженным адренолитическим и экстрапирамидным действием. Основным фармакологическим свойством резерпина является его симпатолитическое действие, обусловленное эффектом истощения катехоламиновых депо с последующим их разрушением за счет инактивирующего действия моноаминоксидазы (МАО). Сульфат магния в составе композиции применяют как неспецифический ингибитор NMDA-рецепторов для предотвращения эксайтотоксичности, спровоцированной гиперактивацией данных рецепторов при переохлаждении. При этом основа фармацевтической композиции содержит следующее соотношение компонентов, мас. %:
бета-блокатор пропранолол
0,78-1,18 мас. %
симпатолитик резерпин
0,015-0,024 мас. %
антиангинальный препарат ивабрадин
0,078-0,12 мас. %
антигистаминовый препарат дифенгидрамин
0,098-0,18 мас. %
нейролептический препарат с гипотермным
действием перициазин
0,025-0,035 мас. %
серотонинергическое средство серотонин гидрохлорид
0,25-0,35 мас. %
антитиреоидное средство пропицил
0,07-0,12 мас. %
сульфат магния
0,07-0,16 мас. %
фармацевтически приемлемый растворитель
98,00-98,61 мас. %.
Данный вариант композиции включает, но не ограничивает объема изобретения.
В первом варианте заявленный состав фармакологической композиции содержащей терапевтически эффективное количество препаратов дополнительно содержит жировую эмульсию, входящую в группу состоящую из липофундина, смофлипида, интерлипида.
Во втором варианте заявленный состав фармакологической композиции содержащей терапевтически эффективное количество препаратов дополнительно содержит жировую эмульсию которую перед использованием насыщают инертным газом входящим в группу состоящую из ксенона, гелия, гексафлюорида. Используют эмульсии в концентрации от 10% до 20%. Соотношение объемов раствора лекарственной композиции и объема жирового носителя составляет от 1 к 2 до 1 к 3. Концентрация инертного газа ксенона в жировой эмульсии составляет от 2 до 2,5 мл. ксенона в 1 мл 20% жировой эмульсии. В качестве фармацевтически приемлемых добавок используют растворители компонентов композиции. В их состав могут входить физ. раствор, раствор Рингера и другие сбалансированные солевые растворы.
Дозы препаратов, входящих в средство, не выходят за пределы терапевтических диапазонов (Машковский М.Д., 1985, т. 1). Композицию целесообразно вводить млекопитающему непосредственно в качестве профилактического средства или во время экстренного лечения млекопитающего от переохлаждения. В предлагаемом средстве вместо действующих и перечисленных препаратов могут быть использованы их аналоги, как по фармакологической группе, так и по оказываемому эффекту.
Средство проверено в экспериментах на 20 белых клинически здоровых крысах линии Wistar массой 200-250 граммов, распределенных на 2 группы по 10 животных в каждой. Приведенные ниже примеры включают, но не ограничивают варианты использования аналогов действующих веществ, входящих в состав средства.
Примеры.
Пример 1. Проверка действия средства в предотвращении переохлаждения у млекопитающих.
В эксперименте используют крыс линии Wistar, массой 200-250 г, крысы нативные, содержатся в стандартных условиях вивария. В течение 0,5 ч регистрируют контрольные физиологические показатели температуры (ректально), частоты сердечных сокращений, частоты дыхания индивидуально у каждого животного с помощью прибора MouseOxPlus. Оценку метаболизма проводят с помощью измерения потребления кислорода прибором ММС-100. Проводят проверку действия средства, включающего фармкомпозицию из восьми препаратов в комбинации с носителем на основе жировой эмульсии липофундина для повышения резистентности организма млекопитающих к переохлаждению.
Приготавливают раствор фармкомпозиции, содержащей смесь из восьми препаратов при соотношении компонентов: Пропранолол - 0,983 мас. %, Ивабрадин - 0,098 мас. %, Дифенгидрамин - 0,118 мас. %, Резерпин - 0,0197 мас. %, Серотонина гидрохлорид - 0,295 мас. %, Перициазин - 0,029 мас. %, Пропицил - 0,098 мас. %, магния сульфат - 0,098 мас. %. Подготавливают 20% эмульсию липофундина. В качестве растворителей смеси могут быть использованы физ. раствор, раствор Рингера и другие сбалансированные солевые растворы.
До охлаждения проводят внутрибрюшинное однократное введение 4 мл средства, в котором содержится 1 мл раствора композиции и 3 мл липофундина. После этого крысу укладывают на лед.
Проводят регистрацию изменения частоты сердечных сокращений (ЧСС), температуры тела млекопитающего, фиксируют данные по оксигенацию гемоглобина и потребление кислорода после введения лекарственных веществ.
На фиг. 1 приведены результаты проверки воздействия фармакологического средства, содержащего композицию из восьми препаратов. На фиг. 1Б приведена диаграмма изменения ЧСС после введения лекарственных веществ. Сразу после введения наблюдается быстрое снижение ЧСС приблизительно в 3-4 раза (с 400-450 до 130-150 ударов/мин) после чего величина ЧСС поддерживается на постоянном уровне около 150 ударов/мин в течение всего времени регистрации, как во время, так и после охлаждения: около 7-ми часов. На фиг. 1А приведена диаграмма изменения температуры ядра тела после введения лекарственных веществ при помещении крысы на лед. Измерения проводились одновременно с регистрацией ЧСС, представленной на фиг 1Б. Плавное снижение температуры до 18°С-19°С, длящееся около 2,5 ч. происходит на фоне значительно сниженной ЧСС. По стандартному потреблению кислорода в нижней точке охлаждения наблюдается падение уровня метаболизма в 2,3 раза (см. фиг. 3). После охлаждения примерно до 18°С, животное убирали со льда и оставляли при комнатной температуре в режиме саморазогрева. Охлаждение не оказывало влияние на ЧСС и она оставалась на значительно сниженном стационарном уровне и после того, как лед был убран, при этом температура у животного восстанавливалась очень медленно. На фиг. 1В приведены данные по оксигенацию гемоглобина после введения лекарственных веществ. Измерения проводились независимо от представленных выше данных по ЧСС и температуре.
Пример 2 Применение средства, в состав которого входит композиция и носитель липофундин насыщенный инертным газом, для предотвращения переохлаждения у млекопитающих.
Подготавливают раствор фармкомпозиции и смешивают его с 20% жировой эмульсией липофундина по аналогии с примером 1. Проводят насыщение средства инертным газом, в качестве которого выбирают ксенон. Насыщение проводят под давлением 4 атм. Для формирования гипотермии проводят внутрибрюшинное однократное введение 4 мл средства насыщенного ксеноном, в котором содержится 1,0 мл раствора композиции и 3,0 мл липофундина. Затем животное помещают на лед.
На фиг. 2 приведены результаты проверки средства содержащего раствор фармкомпозиции и эмульсию липофундина насыщенную ксеноном для повышения устойчивости организма млекопитающих к переохлаждению.
Результаты проверки средства показывают, что включение в состав смеси ксенона вызывает почти двукратное пролонгирование по времени достижения животными температуры тела 19-20°С. Получены результаты, указывающие на то, что по сравнению с контрольными крысами, вводимая однократно смесь, состоящая из восьми препаратов, способствует стабилизации физиологических показателей, а также предотвращению чрезмерного охлаждения животных и их выживанию.
Промышленная применимость
Средство, приведенное в изобретении, позволяет млекопитающим переносить многочасовое охлаждение за счет перевода организма в стационарное состояние со сниженной ЧСС, температурой и метаболизмом. Разработанное средство характеризуется тем, что после удаления источника охлаждения происходит саморазогрев организма с постепенным возвратом в нормотермное состояние. Общим для изобретения является использование адаптационных возможностей организма к критическим воздействиям за счет эндогенных механизмов терморегуляции. В экспериментах установлено, что разработанное средство статистически достоверно повышает резистентность организма млекопитающих к переохлаждению при введении в состояние гипотермии, и при выходе из состояния гипотермии.
Источники информации
1. Мазалов В.К. и др. СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ МЛЕКОПИТАЮЩИХ К ОБЩЕМУ ОХЛАЖДЕНИЮ. Патент РФ №1520688 (27.08.1995).
2. Гучок Г.М. Сравнительное исследование токсичности этиленгликоля, ПЭО-400 и ПЭО-1500 для крыс и мышей в раннем постнатальном онтогенезе.// Криобиология и криомедицина. 1980. 7. С. 34-39.
3. Бажанов Н.О. и др. СРЕДСТВО, ПОВЫШАЮЩЕЕ РЕЗИСТЕНТНОСТЬ ОРГАНИЗМА К ГИПОТЕРМИИ. Патент РФ №2010569 (15.04.1994).
4. Бажанов Н.О. СРЕДСТВО, ПОВЫШАЮЩЕЕ РЕЗИСТЕНТНОСТЬ ОРГАНИЗМА В ПОСТГИПОТЕРМИЧЕСКОМ ПЕРИОДЕ. Патент РФ №2268049 (20.01.2006).
5. Доронин Ю.К. и др. СРЕДСТВО И СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ К ГИПОТЕРМИИ АКТИВИРОВАНИЕМ ЖИЗНЕННО ВАЖНЫХ БИОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ. Патент РФ №2270008 (20.02.2006).
6. Кулинский В.И., Ольховский И.А. Две адапатционные стратегии в неблагоприятных условиях - резистентная и толерантная. Роль гормонов и рецепторов. //Успехи современной биологии. 1992. Т. 112 (5-6). С. 697-715.