СПОСОБ ОЦЕНКИ КОМПЛЕКСООБРАЗУЮЩИХ СВОЙСТВ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ ПО ОТНОШЕНИЮ К СОЕДИНЕНИЯМ МАГНИЯ
METHOD FOR ESTIMATING COMPLEX FORMING PROPERTIES OF MEDICINAL SUBSTANCES WITH REGARD TO MAGNESIUM COMPOUNDS

Изобретение относится к медицине, в частности к фармакологии, и может быть использовано для исследования свойств лекарственных препаратов и их влияния на гомеостаз магния.
2+
2-
+
+
Биологическая роль магния доказана и хорошо известна. Ионы Mgстабилизируют молекулы АТФ, отрицательно заряженные во внутриклеточной среде и переводят их в форму электронейтрального комплекса [MgATФ]. В условиях дефицита магния снижается активность всех АТФ-зависимых ферментов: белок-синтетазных комплексов, Na/K-ATФ-аз, киназ, ферментов гликолиза и т.д. (Трисветова Е.Л. Магний в клинической практике // РФК. - 2012. - №4. - с. 545-553).
Недостаток магния приводит к нарушению энергетического обмена тканей. С дефицитом магния ассоциируется во многих случаях дисплазия соединительной ткани (Чушков Ю.В. Современные возможности коррекции дефицита магния в акушерстве // РМЖ. - 2012. - №17. - с. 867.).
Недостаток магния способствует снижению чувствительности рецепторов к инсулину, а неполноценный ответ на инсулин влияет как на захват клетками глюкозы, так и на транспортировку магния в клетки.
Разработан ряд методов, позволяющих исследовать комплексообразующие свойства различных органических веществ по отношению к ионам металлов.
Известен способ определения химической активности органических соединений в водных растворах по отношению к ионам железа(III) (RU 2267783, опубл. 10.01.2006 г.), в основе которого лежит лигандообменное равновесие в присутствии грубодисперсной системы - гидроксида железа(III).
2+
2+
Известен способ определения токсичности водной среды (варианты), реагент для определения токсичности водной среды, применение Mg-ATФазы плазматических мембран мозга животных (RU 2266539, опубл. 20.12.2005 г.), в основе которого лежит изменение активности Mg-ATФазы плазматических мембран мозга животных при соединении их с исследуемым водным раствором. Этот способ принят нами в качестве наиболее близкого аналога.
Описанные способы характеризуются ограниченными функциональными возможностями. В патенте RU 2267783 образование гидроксида железа(III) осуществляется при нагревании до 90°С металлических индикаторов. Лекарственные вещества при нагревании могут разлагаться. В патенте RU 2266539 реактив для модельной реакции сложен в получении, требует особых условий хранения и обладает ограниченным сроком годности.
В основе заявляемого способа лежит лигандообменное равновесие в присутствии грубодисперсной системы - фосфатов магния. Конкуренция лекарственных веществ-лигандов и фосфат-ионов оценивается по скорости формирования грубодисперсной фазы и изменению величины светопропускания. Гетерогенная фаза образуется при смешении раствора, содержащего фосфатный буфер с рН в щелочном диапазоне, с раствором сульфата магния.
Способ оценки комплексообразующих свойств лекарственных веществ в водных системах к ионам металла по коэффициенту комплексообразующей активности, отличающийся тем, что в качестве модельного процесса используют гетерогенную реакцию образования фосфатов магния в отсутствии или в присутствии АТФ, а скорость образования фосфатов магния оценивают турбидиметрически как падение светопропускания за фиксированный промежуток времени после смешения растворов, для получения гетерогенной фазы используют фосфатный буфер со значением рН в диапазоне 9-9,2, коэффициент комплексообразующей активности исследуемого лекарственного вещества рассчитывают на основании измерения величин светопропускания по формуле:
Ka=(ΔТхол-ΔТлв)/(ΔТхол-ΔТстанд),
где:
ΔТхол - падение светопропускания в системе, не содержащей органических лигандов,
ΔТлв - падение светопропускания в системе, содержащей исследуемое лекарственное вещество в заданной концентрации,
ΔТстанд - падение светопропускания в системе, содержащей трилон Б (или другой лиганд, принятый за стандарт, например АТФ) в заданной концентрации.
Предлагаемый способ поясняется примерами выполнения.
Пример 1.
Классическим методом оценки комплексообразующих свойств является измерение константы нестойкости комплекса, которая легко определяется, например, для трилона Б и глицина. Для комплексов магния с лекарственными средствами ее измерение затруднено, поэтому требуется разработка экспресс-метода. В проведенном эксперименте оценивались комплексообразующие свойства некоторых антибактериальных препаратов, трилона Б и глицина по отношению к ионам магния. В качестве стандартного лиганда, активность которого принималась равной 1,0, был выбран трилон Б (ΔТстанд).
Экспериментальные данные приведены в таблице 1.
Использование коэффициента активности позволяет оценить комплексообразующие свойства лекарственных веществ и расположить их в следующий ряд:
Амоксициллин ~ Левофлоксацин ~ Ампициллин < Глицин < Ципрофлоксацин < Доксициклин < Тетрациклин
Известно, что антибактериальным препаратам тетрациклинового ряда (тетрациклину и доксициклину) присуща способность нарушать минеральный обмен в костных тканях за счет образования прочных комплексных соединений с ионами магния и кальция. Полученные экспериментальные данные хорошо согласуются с этим утверждением, поскольку активность тетрациклинов в ряду исследованных препаратов является наибольшей и сопоставима с трилоном Б.
Одним из побочных эффектов ципрофлоксацина является хондротоксичность и способность вызывать тендопатии вплоть до разрывов сухожилий. Известно, что стабилизатором коллагена являются ионы магния [Чушков Ю.В. Современные возможности коррекции дефицита магния в акушерстве // РМЖ. - 2012. - №17. - с. 867], выведению которых из соединительной ткани способствует ципрофлоксацин [Shakibaei М., de Souza P., van Sickle D., Stahlmann R. Biochemical changes in Achilles tendon from juvenile dogs after treatment with ciprofloxacin or feeding a magnesium-deficient diet // Arch Toxicol. - 2001. - Aug: 75(6). - pp. 369-374]. В эксперименте показано, что этот антибактериальный препарат обладает достаточно выраженными комплексообразующими свойствами по отношению к магнию, уступающими трилону Б, но сопоставимыми с ним. Характерно, что левофлоксацин, являющийся фторхинолоном II поколения, проявляет намного более слабые комплексообразующие свойства, чем его предшественник ципрофлоксацин.
С учетом этих данных, можно сказать, что коэффициент комплексообразующих свойств по отношению к ионам магния относительно трилона Б является мерой способности лекарственного вещества к созданию «внеклеточного» дефицита магния, т.е. состояния, препятствующего его проникновению в ткани и способствующего выведению из организма.
Пример 2.
При попадании во внутриклеточную среду лекарственные вещества вступают в конкурентное лигандообменное равновесие с эндогенными лигандами магния, в первую очередь - с АТФ. В проведенном эксперименте оценивались комплексообразующие свойства некоторых лекарственных веществ (трех β-адреноблокаторов, двух цитостатиков и одного психостимулятора) по отношению к соединению [MgATФ]. В качестве стандартного лиганда, активность которого принималась равной 1,0, был выбран АТФ (ΔТстанд). Экспериментальные данные приведены в таблице 2.
Использование коэффициента активности позволяет оценить комплексообразующие свойства лекарственных веществ и расположить их в следующий ряд:
Метотрексат ~ Лефлуномид < Кофеин-бензоат натрия < Бисопролол < Пропранолол < Атенолол
Хорошо известно, что нарушение толерантности к глюкозе и дефицит магния составляют один из порочных кругов патогенеза сахарного диабета 2 типа. Из исследованных веществ наибольшую комплексообразующую активность по отношению к соединению [MgATФ] проявляют β-адреноблокаторы. Характерно, что степень увеличения определенного по предлагаемому методу коэффициента активности четко коррелирует со степенью диабетогенности препарата в ряду [Бисопролол < Пропранолол < Атенолол].
2+
Схожие эффекты наблюдаются для некоторых цитостатиков, в частности, для метотрексата. В исследовании [Wutzen J. Histological and histochemical examinations of myocardium of rats kept on low-magnesium diet and receiving methotrexate // Mater Med Pol. - 1990. - Jul-Sep: 22(3). - pp. 156-61] показаны гистологические и гистохимические изменения в миокарде крыс, получавших метотрексат. Наблюдается локальное повышение активности кислой фосфатазы, лизосомальных ферментов, потеря Mg-зависимых мембранных АТФ-аз. Примечательно, что при введении метотрексата крысам, получавшим диету с низким содержанием магния, наблюдались схожие явления, но гораздо более интенсивные и на более ранних сроках. [Wutzen J. Histological and histochemical examinations of myocardium of rats kept on low-magnesium diet and receiving methotrexate // Mater Med Pol. - 1990. - Jul-Sep: 22(3). - pp. 156-61; Wutzen J. Ultrastructural examinations of rat myocardium on low-magnesium diet during administration of methotrexate // Mater Med Pol. - 1991. - Apr-Jun: 23(2). - pp. 92-6.] Митохондриальная патология, признаки гипоксии и потеря мембранных магнийзависимых АТФ-аз указывают на то, что метотрексат нарушает гомеостаз магния в кардиомиоцитах. Согласно данным проведенного анализа, коэффициент активности метотрексата по отношению к комплексу [MgATФ] больше 1,0, что говорит о способности данного вещества нарушать обмен АТФ в клетке.
С учетом этих данных, можно сказать, что коэффициент комплексообразующих свойств по отношению к соединению [MgATФ] может являться мерой способности лекарственного вещества к изменению метаболизма «внутриклеточного» пула магния в организме.
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Трисветова Е.Л. Магний в клинической практике // РФК. - 2012. - №4. - с. 545-553.
1 - Wutzen J. Histological and histochemical examinations of myocardium of rats kept on low-magnesium diet and receiving methotrexate // Mater Med Pol. - 1990. - Jul-Sep: 22(3). - pp. 156-61.
2. Wutzen J. Ultrastructural examinations of rat myocardium on low-magnesium diet during administration of methotrexate // Mater Med Pol. - 1991. - Apr-Jun: 23(2). - pp. 92-6.
2+
3. Пат. 2266539 РФ. Способ определения токсичности водной среды (варианты), реагент для определения токсичности водной среды, применение Mg-ATФaзы плазматических мембран мозга животных / Попов А.А., Мензиков С.А., Мензикова О.В. [Электронный ресурс]. - Путь доступа: http://www1.fips.ru/wps/portal/IPS_Ru#1501857593353
4. 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. [Электронный ресурс]. - Путь доступа: http://www1.fips.ru/wps/portal/IPS_Ru#1501857940104
5. Тихонова О.В., Дрокина О.В., Моисеева Н.Е., Нечаева Г.И., Мартынов А.И. Оценка информативности методов определения содержания магния в организме на примере пациентов с признаками дисплазии соединительной ткани // Архивъ внутренней медицины. - 2014. - №1. - с. 19-24
6. Чушков Ю.В. Современные возможности коррекции дефицита магния в акушерстве // РМЖ. - 2012. - №17. - с. 867.
7. Шилов A.M., Авшалумов А.Ш., Марковский В.Б., Синицина Е.Н., Грязнов Д.А., Осия А.О. Взаимосвязь дефицита магния и метаболического синдрома // РМЖ. - 2009. - №8. - С. 576