Экспрессное определение цефтриаксона в смешанной слюне практически здоровых лиц и больных с инфекционно-соматической патологией

Экспрессное определение цефтриаксона в смешанной слюне практически здоровых лиц и больных с инфекционно-соматической патологией

Е. Г КУЛАПИНА1, С. В. СНЕСАРЕВ1, О. И. КУЛАПИНА2, И. А. УТЦ2

1 Кафедра аналитической химии и химической экологии Саратовского государственного университета им. Н. Г Чернышевского, Саратов

2 Кафедра детских болезней Саратовского государственного медицинского университета им. В. И. Разумовского, Саратов

Rapid Determination of Ceftriaxone in Mixed Saliva of Practically Healthy Subjects and Patients with Infectious and Somatic Pathologies

E. G. KULAPINA, S. V. SNESAREV, O. I. KULAPINA, I. A. UTC

Department of Analytical Chemistry and Chemical Ecology, N. G. Chernyshevsky Saratov State University, Saratov Department of Children's Diseases, V. I. Razumovsky Saratov State Medical University, Saratov

Разработана методика спектроскопического определения цефтриаксона в жидкости ротовой полости практически здоровых лиц и больных с инфекцией верхних дыхательных путей. Диапазон определяемых концентраций составляет 1—50 мкг/мл. Методика характеризуется экспрессностью, простотой и может быть использована для определения цефтриаксона в клинических лабораториях, а также при фармакокинетических исследованиях. Показана возможность определения цефтриаксона в водных растворах, что может быть использовано при анализе лекарственных препаратов.

Ключевые слова: цефтриаксон, водные среды, смешанная слюна, УФ-спектроскопия, фармакокинетика.

A method for spectroscopic determination of ceftriaxone in saliva of healthy subjects and patients with upper respiratory tract infections was developed. The concentration range is 1—50 mcg/ml. The method is express and simple, and can be used to determine ceftriaxone in clinical tests and pharmacokinetic studies. Possible determination of ceftriaxone in aqueous solutions was demonstrated which is useful in analysis of drugs.

Key words: ceftriaxone, aqueous media, mixed saliva, UVspectroscopy, pharmacokinetics.

Введение

В настоящее время актуальной проблемой является осуществление лекарственного мониторинга, который обеспечивает выбор адекватной индивидуальной дозы и схемы применения антибиотиков для повышения эффективности и безопасности лечения [1, 2]. Основными методами определения антибиотиков в лекарственных и биологических формах являются микробиологические, спектроскопические, хроматографические, а также электрохимические методы анализа [3].

Одним из наиболее эффективных химиотера-певтических средств современной медицины является цефтриаксон, цефалоспориновый антибиотик III поколения, обладающий ингибирующим действием на биосинтез клеточной стенки бактерий [1]. По фармакологическому действию цефтриаксон аналогичен другим цефалоспоринам, вызывает лизис растущих бактериальных клеток

© Коллектив авторов, 2011

Адрес для корреспонденции: 117105 Москва, Нагатинская ул., д. 3а. Редакция журнала «Антибиотики и химиотерапия»

путём ингибирования полимеризации иБР-му-рамилпептида, что и является причиной его широкого применения в клинической практике.

Эффективность лечения в значительной степени зависит от индивидуального восприятия препарата организмом, степени накопления вещества органами и тканями, а также времени распада антибиотика в организме. Экспрессное и точное количественное определение цефтриак-сона в биологических жидкостях организма необходимо для оценки физиологических и биохимических процессов, протекающих в результате его метаболизма в организме, для корректировки и оптимизации курса лечения.

В последнее время всё большее внимание привлекают простые, безболезненные, неинвазивные методы исследования, такие как саливадиагнос-тика [4]. Смешанная слюна обладает широким спектром свойств, что позволяет применять данную биологическую жидкость для исследования различных патологических состояний. Существует выраженная связь между характеристиками слюны и параметрами крови [4—6].

Немногочисленными исследованиями показано, что концентрации лекарственных веществ в ротовой жидкости, представляющей собой смешанный секрет всех слюнных желез, чётко коррелируют с содержанием их в периферической крови. Это, в частности, обусловлено происхождением жидких биологических сред из крови [5, 6].

Всё вышеуказанное позволяет говорить о возможности неинвазивной индикации содержания лекарственных препаратов в крови по параметрам слюноотделения. Кроме того, данный подход к диагностике патологических состояний организма человека не требователен к аппаратуре, прост в использовании, удобен, и, в большинстве случаев, позволяет быстро получить результат анализа [6, 7].

Настоящее исследование посвящено разработке экспрессного спектроскопического метода определения цефтриаксона в смешанной слюне (жидкости ротовой полости — ЖРП) практически здоровых лиц и больных с инфекцией верхних дыхательных путей.

Материал и методы

В качестве объекта исследования в работе была выбрана смешанная слюна. Использовались натриевые соли цефтриаксона (Ceftr) фармакопейной чистоты (ОАО «Биосинтез» г. Пенза).

Спектрофотометрические исследования проводились на спектрофотометре Shimadzu UV-1800 совмещенным с IBM PC, использовались кюветы из кварцевого стекла 1=1 см. Для отделения белковых компонентов из смешанной слюны использовали центрифугу Wirowka MPW-6.

Для приготовления серии водных растворов цефтриаксо-на навеску 0,025 г антибиотика растворяли в мерной колбе вместимостью 50 мл и до метки доводили дистиллированной водой (концентрации исходного раствора 0,5 мг/мл). Затем последовательным разбавлением готовили серии растворов цефтриаксона с концентрациями 1—50 мкг/мл. Снимали спектры поглощения водных растворов цефтриаксона относительно воды. Использовали свежеприготовленные растворы, так как антибиотики гидролизуются [2].

Для приготовления серии растворов цефтриаксона (1—50 мкг/мл) на фоне ЖРП 0,03—1,5 мл раствора цефтриаксона (С = 100 мкг/мл) и добавляли до 3 мл надосадочной жидкости смешанной слюны. Растворы перемешивали и снимали спектры поглощения относительно ЖРП без добавки антибиотика.

Исследования проведены для группы практически здоровых лиц (я=8, средний возраст 21± 2 года).

Фармакокинетические исследования для больных с инфекцией верхних дыхательных путей проводили по пробам ЖРП, полученным через 2, 3, 4, 5, 6 ч после внутримышечного введения 0,5 г цефтриаксона. Концентрацию цефтриаксо-на в жидкости ротовой полости определяли способом градуи-ровочного графика. Статическую обработку проводили согласно [8].

Методика спектроскопического определения цефтриаксона

в смешанной слюне

Пробоподготовка ЖРП. Отбор проб смешанной слюны практически здоровых лиц и больных с инфекцией верхних дыхательных путей осуществляли путём сплевывания ротовой жидкости в чистые сухие полиэтиленовые пробирки. Пробу отбирали спустя 1—2 часа после приёма пищи, перед сбором ротовую полость ополаскивали водой. Пробу ЖРП центрифу-

гировали в течение 15 мин при 3500 об/мин для отделения белков и остатков пищи.

Приготовление стандартного раствора цефтриаксона 0,5мг/мл. Для получения исходного раствора цефтриаксона навеску 0,025 г антибиотика переносили в мерную колбу вместимостью 50 мл и до метки доводили дистиллированной водой, хорошо перемешивали (отбирали 5 мл исходного раствора цефтриаксона в мерную колбу вместимостью 25 мл, получали раствор с концентрацией 100 мкг/мл).

Построение градуировочного графика. Для приготовления серии растворов цефтриаксона на фоне ЖРП в кювету с помощью дозатора последовательно помещали от 0,03 до 1,5 мл антибиотика (С = 100 мкг/мл) и до 3 мл добавляли надосадочной жидкости смешанной слюны. Растворы перемешивали и измеряли оптическую плотность (А) относительно ЖРП.

Строили градуировочный график в координатах оптическая плотность — концентрация антибиотика А—С, мкг/мл.

Снимали спектр поглощения проб смешанной слюны больных с инфекцией верхних дыхательных путей, принимающих цефтриаксон. Концентрацию антибиотика у больных определяли также по уравнению регрессии градуировочного графика.

Результаты и обсуждение

Цефалоспорины в растворённом состоянии не устойчивы. Стабильность растворов цефалос-поринов зависит от таких факторов, как температура, рН раствора и пр. Нами установлено, что водные растворы цефтриаксона устойчивы в течение суток.

В данной работе спектроскопическим методом проведено исследование цефтриаксона на фоне смешанной слюны практически здоровых лиц.

Максимум светопоглощения цефтриаксона на фоне ЖРП наблюдается при 1=255 нм (рис. 1). Интервал линейной зависимости оптическая плотность — концентрация цефтриаксона составляет 2—50 мкг/мл (рис. 2, кривая 1).

Рис. 2. Зависимость оптической плотности (А) от концентрации цефтриаксона на фоне ЖРП (7); в водных растворах Лтах = 241 нм (2); Атах= 270 нм (3).

Рис. 3. Усредненные фармакокинетические кривые концентраций цефтриаксона в жидкости ротовой полости больных с инфекцией верхних дыхательных путей после внутримышечного приёма препарата в дозе 500 мг.

1 — 1-й день; 2 — 3-й день; 3 — 4-й день; 4 — 5-й день.

Проведено определение цефтриаксона в смешанной слюне больных с инфекцией верхних дыхательных путей. Снимали спектры поглощения цефтриаксона в ЖРП больных, по градуировоч-ному графику определяли содержание антибиотика. При внутримышечном введении 0,5 г цефтриаксона среднее значение концентрации в ЖРП через 3 ч после приёма препарата составило (38,8+6,5) мкг/мл при индивидуальных колебаниях от 31 до 46 мкг/мл.

Исследована фармакокинетика цефтриаксо-на у больных с инфекцией верхних дыхательных путей. В течение исследования больные не принимали других лекарств, пищу принимали за 3 ч, воду за 1 ч до приёма дозы препарата. Больные однократно получали внутримышечно 500 мг цефтриаксона в сутки.

Рис. 4. Спектры поглощения свежеприготовленных водных растворов цефтриаксона при различных концентрациях, мкг/мл.

1 — 9 мкг/мл; 2 — 15 мкг/мл; 3 — 30 мкг/мл.

На рис. 3 в качестве примера представлены зависимости, характеризующие динамику концентраций цефтриаксона в жидкости ротовой полости больной К. в течение всего периода приёма препарата (5 дней). Как видно из рис. 3 препарат достаточно быстро всасывается в организме, однако величины максимальных концентраций и время их достижения различаются.

Анализ фармакокинетических кривых был проведен с помощью компьютерной программы Borgia (НПП «Наука Плюс»). Рассчитывались значения основных фармакокинетичес-ких параметров: Cmax — максимальная концентрация, мкг/мл; Vdss — стационарный объем распределения, л, Kei — константа элиминации; AUC — площадь под фармакокине-тической кривой в интервале 0 — 24 ч , мг ч/л; CLt — общий клиренс, мл/мин; T1/2 — период полувыведения, ч.

Сравнительная характеристика экспериментальных и литературных данных по фарма-кокинетике цефтриаксона приведена в таблице. Полученные экспериментальные данные по фармакокинетике цефтриаксона соответствуют литературным [9].

Для оценки возможности спектроскопического определения цефтриаксона в лекарственных препаратах исследованы свойства антибиотика в водных средах.

Спектры поглощения водных растворов цеф-триаксона различных концентраций имеют два максимума светопоглощения при Я = 241 нм и Я = 270 нм. Максимум светопоглощения при Я = 241 нм более выражен

Сравнительная характеристика экспериментальных и литературных данных по фармакокинетике цефтри-аксона (доза 500 мг).

Параметры Экспериментальные данные Литературные данные [9]

Стах, мкг/мл 38,8±6,5 54

Vdss, л 7,2±0,6 8,5

Ке1 0,077+0,01 0,087

АиС, мг ч/л 143+12 119—156

СЬ(, мл/мин 45+5 50

ч 6,5+0,5 7,4—8,5

Зависимости оптической плотности от концентрации водных растворов цефтриаксона при двух длинах волн линейны: у = 0,045.x + 0,089 (2); у = 0,042. + 0,015 (3); коэффициенты корреляции практически равны 1, что свидетельствует о незначительном разбросе точек от усредненной зависимости. Диапазон определяемых содержаний цефтриаксона в водных растворах составляет 1—50 мкг/мл, минимально определяемое содержание антибиотика составляет 1 мкг/мл.

Для спектров поглощения цефтриаксона в водной фазе и на фоне ЖРП, было установлено наличие сдвига Атах в длинноволновую область спектра и уменьшение Атах, что связано с изменением состояния цефтриаксона в исследуемых средах (рис. 1, 3). Кислотность свежеприготовленных водных растворов цефтриаксона с изменением концентрации не меняется (рН=5,27±0,08).

Для изучения состояния растворов цефтриак-сона во времени готовили серию растворов с различной концентрацией антибиотика; растворы хранились при температуре 20±2°С в защищенном от света месте. На рис. 5 приведены спектры поглощения водного раствора цефтриаксона во времени.

Из рис. 5 видно, что со временем не наблюдается изменение Ятах, а уменьшение Атах незначительно (ДАтах=0,17), что говорит о большей устойчивости цефтриаксона в воде, однако изменение Атах свидетельствует об уменьшении концентрации антибиотика в растворе, обусловленном протеканием протеолитических процессов.

Таким образом, нами разработана методика спектроскопического определения цефтри-

ЛИТЕРАТУРА

1. Яковлев В. П., Яковлев С. В. Рациональная антимикробная фармакотерапия. М.: 2007; 784.

2. Яковлев В. П., Яковлев С. В. Антибактериальные препараты: современное состояние и перспективы. Антибиотики и химиотер 2001; 46: 11: 19—22.

3. Кулапина Е. Г., Баринова О. В., Кулапина О. И. и др. Современные методы определения антибиотиков в биологических и лекарственных средах. Там же 2009; 9—10: 53—60.

4. Коротько Г. Ф. Секреция слюнных желез и элементы саливадиаг-ностики. М.: РАЕН. 2006; 195.

5. Лакин Е. М, Зорян Е. В., Кац М. М. и др. Определение содержания лекарственных веществ в слюне в клинических и экспериментальных исследованиях фармакокинетики. Фармакология и ток-сикол 1987; 50: 4: 93—100.

220 243 260 280 300

нм

Рис. 5. Спектры поглощения водного раствора цефтриаксона (С=30 мкг/мл) во времени, сут.

1 — исходный спектр; 2 — 3-и сутки; 3 — 8-е сутки; 4 — 13-е сутки.

аксона в жидкости ротовой полости практически здоровых лиц и больных с инфекцией верхних дыхательных путей. Диапазон определяемых концентраций составляет 2—50 мкг/мл. Методика характеризуется экспресс-ностью, простотой и может быть использована для определения цефтриаксона в клинических лабораториях, а также при фармакокинетичес-ких исследованиях.

Показана возможность определения цефтриак-сона в водных растворах, что может быть использовано при анализе лекарственных препаратов.

6. Стародубцев А. К., Золкина И. В., Кондратенко С. Н. и др. Изучение фармакокинетики пентоксифиллина по динамике его распределения в крови и слюне здоровых добровольцев. Хим-фарм журн 2008; 42: 1: 3—5.

7. Лазарева Н. Б., Архипов В. В., Кукес В. Г.Фармакодинамика антибактериальных препаратов. Фармация 2006; 2: 49—59.

8. Реброва О. Ю. Статистический анализ медицинских данных. М.: МедиаСфера. 2002; 312.

9. Ющенко О. М., Кабанова И. А., Лосева О. К. и др. Фармакокинети-ческие характеристики и эффективность лечения цефтриаксоном больных вторичным и ранним скрытым сифилисом. Инфекции и антибиотикотер 2003; 5: 3: 40—46.