СПОСОБ ОЦЕНКИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ С КАТИОНАМИ МАГНИЯ
METHOD FOR EVALUATING INTERACTION OF DRUGS WITH MAGNESIUM CATIONS

Изобретение относится к медицине, в частности, к медицинской химии, и может быть использовано для оценки взаимодействия лекарственных препаратов с катионами магния.
Магний - важнейший макроэлемент организма человека, необходимый для синтеза множества ферментов. Являясь физиологическим антагонистом кальция, магний обеспечивает стабильность функционирования мембран кардиомиоцитов, реализует антиагрегантный и антикоагулянтный эффекты, способствует вазодилатации [8]. Определена роль магния в нормализации липидного спектра крови [2], улучшении ответа тканей на инсулин [7], регуляции работы гиппокампа [5] и пр. Убедительно показано, что дефицит магния (ДМ) ассоциирован с развитием ряда сердечно-сосудистых заболеваний [1, 4, 6, 7] и расстройств деятельности нервной системы [5, 12|.
С учетом того, что вовлечение магния в биологические процессы осуществляется за счет способности элемента к образованию комплексных соединений, актуально изучение влияния различных органических веществ, в том числе и лекарственных препаратов, на металлолигандный гомеостаз. Существует ряд способов, которые позволяют оценить комплексообразующие свойства органических соединений по отношению к ионам металлов. Способы основаны на специфических свойствах анализируемых элементов: способности к участию в окислительно-восстановительной реакции в присутствии органических лигандов [10], возможности влиять на гетерогенные процессы [9, 11] и др.
В качестве аналогов настоящего изобретения использованы следующие источники информации:
1. способ определения химической активности органических соединений в водных растворах по отношению к ионам железа (III) (RU 2267783, 2006), основанный на изменении лигандообменного равновесия в присутствии грубодисперсной системы - гидроксида железа(III). В этом способе предложено определять химическую активность лиганда на единицу общего органического углерода (ООУ) [9];
2. способ оценки комилексообразующих свойств лекарственных веществ по отношению к соединениям магния (RU 2680519, 2019), оценивающий влияние органических веществ на гетерогенный процесс образования фосфатов магния [11].
Обозначенные способы основаны на оценке способности анализируемых ионов металлов к участию в гетерогенных реакциях при наличии в системе органических лигандов, однако их использование для изучения свойств лекарственных препаратов выявляет следующие функциональные ограничения:
- в патенте RU 2267783 для образования гидроксида железа (III) требуется нагревание системы до температуры 90°С, при которой разлагаются большинство лекарственных препаратов;
- в патенте RU 2680519 используемая буферная система не обладает достаточной буферной емкостью по кислоте, чтобы анализировать растворы лекарственных препаратов с рН≥10 без существенных изменений условий протекания реакции и свойств образующейся твердой фазы.
Наиболее близким, принятый за прототип, является способ оценки комплексообразующих свойств лекарственных веществ по отношению к соединениям магния (патент RU 2680519, 2019), в основе которого лежит турбидимитрическое определение величины светопропускания в ходе гетерогенцой реакции образования фосфатов магния в присутствии анализируемого вещества или без него. Формирование гетерогенной фазы гидрофосфатов и фосфатов магния происходит при добавлении в фосфатный буфер раствора сульфата магния. Органические вещества, находящиеся в системе, затрудняют образование гетерогенной фазы за счет комплексообразующего взаимодействия с катионами магния, что влечет изменение светопропускания на определенную величину, по сравнению с контрольным опытом.
Задача, решаемая изобретением, - определение комплексообразующей активности растворов лекарственных препаратов по отношению к магнию, если рН≥10, у лекарственного препарата.
ка
Для решения поставленной задачи в способе оценки взаимодействия лекарственных препаратов с катионами магния по коэффициенту комплексообразующей активности (K), составные компоненты которого определяются турбидимитрическим методом как результат изменения светопропускания в системе, содержащей гетерогенную фазу гидрофосфатов и фосфатов магния в отсутствие органических лигандов - контрольный опыт, в присутствии анализируемого лекарственного препарата - основной опыт, а также в присутствии стандартного комплексообразователя - трилона Б - опыт со стандартом, согласно изобретения, для получения гетерогенной фазы используют фосфатный буфер со значением рН в диапазоне 8,2-8,3, а коэффициент комплексообразующей активности рассчитывают с учетом содержания общего органического углерода (ООУ) в системе по формуле:
, где
ка
K - коэффициент комплексообразующей активности,
С станд., мг/л - концентрация лиганда в опыте со стандартом в перерасчете на ООУ, которая за счет комплексообразующего взаимодействия,
с магнием препятствует образованию гетерогенной фазы,
С осн., мг/л - концентрация анализируемого лекарственного препарата в основном опыте в перерасчете на ООУ, которая за счет комплексообразующего взаимодействия с магнием затрудняет образование гетерогенной фазы,
ΔТ контр., % - изменение величины светопропускания в гетерогенной системе, не содержащей органических лигандов (контрольный опыт),
ΔT осн., % - изменение величины светопропускания в гетерогенной системе, содержащей анализируемый лекарственный препарат (основной опыт),
ΔТ станд., % - изменение величины светопропускания в опыте со стандартом,
и при снижении светопропускания в системе, содержащей анализируемый лекарственный препарат, на величину, превышающую значение в контрольном опыте, проводят разбавление раствора лекарственного препарата не менее чем в 2 раза.
Предлагаемый способ поясняется примером выполнения.
Пример: В кардиологической и гастроэнтерологической практике нередко назначаются препараты из группы ингибиторов протонной помпы (ИПП) для лечения эрозивно-язвенных поражений желудка и двенадцатиперстной кишки, а также снижения риска желудочно-кишечных кровотечений на фоне антикоагулянтной и антиагрегантной терапии. Растворы лекарственных препаратов данного класса являются устойчивыми лишь в щелочной среде при рН≥10.
В литературе имеются единичные указания на то, что прием ИПП может быть ассоциирован со снижением концентрации магния в сыворотке крови [2]. Авторы предположили, что наблюдаемый эффект может быть связан высокой комплексообразующей активностью ИПП по отношению к ионам магний, что способствует быстрому более быстрому выведению элемента из организма. Для оценки обозначенных эффектов было проведено следующее экспериментальное исследование.
контр.
осн.
Используя способ, обозначенный в патенте RU 2680519, определить комплексообразующую активность лекарственных препаратов не удалось ввиду увеличения рН в системе с 9,2 до 10,3 и образования неустойчивой грубодисперсной фазы, которая приводит к большему изменению величины светопропускания, чем контрольном опыте (ΔT  = 25,3, ΔT  = 43,2).
Поскольку провести классический расчет констант нестойкости комплексов магния с анализируемыми лекарственными препаратами представляется затруднительным, то для изучения процессов комплексообразования ИПП с катионами магния использовали разработанный способ.
В ходе практической реализации способа при осуществлении контрольного опыта к фосфатному буферу с рН 8,2 добавляли раствор сульфата магния с концентрацией 250 мг/мл и измеряли изменение величины светопропускания в гетерогенной системе (ΔТконтр.). Для опыта со стандартом к изучаемой гетерогенной системе добавляли 0,1 М раствор трилона Б с последующим измерением величины светопропускания (ΔТстанд.). В процессе основного опыта к гетерогенной системе добавляли раствор анализируемого ИПП и определяли ΔT осн.
ка
Было установлено, что добавление растворов ИПП в первоначальной концентрации затрудняет определение их комплексообразующей активности ввиду того, что в серии основных опытов получено более значительное снижение светопропускания, нежели чем в контрольном опыте. Учитывая обнаруженную закономерность, провели разбавление растворов ИПП в 2 раза и повторно исследовали их комплексообразующую активность. При расчете коэффициента комплексообразующей активности (K) учитывали содержание ООУ в системе. В представленном примере содержание ООУ было определено расчетным методом. Также возможно использовать данные, полученные при определении ООУ на приборе-анализаторе.
Результаты экспериментов приведены в таблице.
Примечания:
контр.
1) ΔТ  = 28,7%;
2) ΔТ станд. = 0,5%. Присутствие трилона Б в фосфатном буфере в концентрации 0,4 г/л по ООУ не приводит к образованию грубодисперсной фазы в системе.
ка
Использование коэффициента комплексообразующей активности с перерасчетом на единицу ООУ позволило определить, что наиболее активно лигандные свойства по отношению к магнию проявляют растворы рабепразола и пантопразола: K 1,50 и 0,72, соответственно. Известно, что среди проанализированных ингибиторов протонной помпы рабепразол является изначально активным метаболитом, который, по данным проведенного эксперимента, в большей степени может оказывать влияние на металлолигандный гомеостаз. Среди неактивных метаболитов наиболее сильное комплексообразующее взаимодействие с магнием показал пантопразол, причем в процессе метаболизма данного лекарственного препарата обозначенный эффект может значительно усиливаться.
В ходе дальнейшего клинического наблюдения за пациентами, принимавшими и не принимавшими пантопразол в дозе 40 мг более месяца, при определении содержания магния различными методами выявлены достоверные различия между группами по показателям магния в цельной крови (0,52 (0,50-0,55) и 0,58 (0,52-0,61), р=0,047) и его содержанию внутри форменных элементов (0,53 (0,48-0,63) VS 1,18 (0,67-1,37), р=0,001).
ка
Эзомепразол и омепразол являются структурными изомерами и практически не проявили комплексообразующей активности по отношению к магнию: K 0,08 и 0,04, соответственно. Из этого следует, что данные препараты в наименьшей степени могут оказывать влияние на металлолигандный гомеостаз, в частности, по отношению к магнию, и представляются наиболее предпочтительными при назначении в течение длительного времени.
Таким образом, коэффициент комплексообразующей активности, определенный на основе заявленного способа, позволяет расширить возможности анализа комплексообразующих свойств лекарственных препаратов и оценить взаимодействие щелочерастворимых лекарственных средств с магнием. Количественное определение значения коэффициента Kка может быть использовано для сопоставления воздействия лекарственных препаратов на металлолигандный гомеостаз и разработки мер коррекции и профилактики дефицита магния у пациентов терапевтического профиля.
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Abbott R.D. al. Dietary magnesium intake and the future risk of coronary heart disease (the Honolulu Heart Program). Am J Cardiol. 2003; 92(6). P. 665-669.
2. Danziger J. et al. Proton-pump inhibitor use is associated with low serum magnesium concentrations. Kidney International. 2013; 83. P 692-699.
3. King J.L., Miller R.J., Blue J.P. Jr.,  W.D. Jr., Erdman JW Jr. Inadequate dietary magnesium intake increases atherosclerotic plaque development in rabbits. Nutr Res. 2009; 29(5). P 343-349.
4. Khan A.M., Lubitz S.A., Sullivan L.M. et al. Low serum magnesium and the development of atrial fibrillation in the community: the Framingham Heart Study. Circulation. 2013; 127(1) P. 33-38.
5. Murck H. Magnesium and affective disorders. Nutr Neurosci. 2002; 5(6). P. 375-389.
6. Qu X., Jin F., Hao Y., Li H., Tang Т., Wang H., Yan W., Dai K. Magnesium and the risk of cardiovascular events: a meta-analysis of prospective cohort studies. 8(3): e57720. doi: 10.1371/journal.pone.0057720.
7. Seelig M.S. Metabolic Sindrom-X. A complex of common diseases - diabetes, hypertension, heart disease, dyslipidemia and obesity - marked by insulin resistance and low magnesium/high calcium // Mineral Res. Intern. Tech. Prod. Infor. 2003. P. 1-11.
8. Shechter M. Magnesium and cardiovascular system // Magnes. Res. - 2010. - Vol. 23. - P. 60-72.
9. Пат. 2267783 РФ. Способ определения химической активности органических соединений по отношению к соединениям железа в водных растворах / Белоконова Н.А., Корюкова Л.В., Петухова И.О.; Опубликовано: 10.01.2006 Бюл. №1.
10. Пат. 2657437 РФ. Способ определения комплексообразующей активности органических соединений в водных системах по отношению к соединениям железа (III) или меди (II) / Белоконова Н.А., Божко Я.Г; Опубликовано: 13.06.2018 Бюл. №17.
11. Пат. 2680519 РФ. Способ оценки комплексообразующих свойств лекарственных веществ по отношению к соединениям магния / Белоконова Н.А., Изможерова Н.В., Бахтин В.М.; Опубликовано: 22.02.2019 Бюл. №6.
12. Тарасов Е.А. Дефицит магния и стресс: тесты для диагностики и подходы к терапии. / Е.А. Тарасов, Д.В. Блинов, У.В. Зимовина, Е.А. Сандакова // Терапевтический архив 9, 2015. - С. 114-122.