СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВОЗМОЖНОГО ТОКСИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ПРИ СОВМЕСТНОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ НЕСКОЛЬКИХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ
FORECASTING METHOD OF POTENTIAL TOXIC EFFECT AT JOINT USE OF SEVERAL MEDICAL PREPARATIONS

Изобретение относится к области использования растительных объектов для прогнозирования уровня риска токсического эффекта при одновременном приеме нескольких лекарственных препаратов (полипрагмазия) в форме таблеток или капсул. Может найти применение при контроле смесей сложного химического состава и при оценке безопасности смесей биологически активных веществ.
Известен способ из методических рекомендаций (МР 2.1.7.2297-07 «Обоснование класса опасности отходов производства и потребления по фитотоксичности», разработаны ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН // Н.В. Русаков, И.А. Крятов, Н.В. Пиртахия, Н.И. Тонкопий, Н.Ю. Карцева, А.Г. Стародубов от 28 декабря 2007 г.). Недостатком данного способа является слишком широкий диапазон величин критериев опасности отходов по фитотоксическому действию. В отношении совместного применения фармпрепаратов приведены ситуации, когда подобное взаимодействие вызывает сильное токсическое действие и даже летальный исход (Handbook of Drug Interactions. A Clinical and Forensic Guide // Eds. A. Mozayani, Lionel P. Raymon. - Humana Press: Totowa, New Jersey, 2004. - 663 p.). Однако слабый токсический эффект при совместном применении нескольких лекарств не учитывается, поскольку число подобных комбинаций неограниченно.
Известны способы фитотестирования с использованием кресс-салата при оценке качества почв (ГОСТ Р ИСО 22030-2009. Качество почвы. Биологические методы. Хроническая фитотоксичность в отношении высших растений), недостатком которых является необходимость контрольных и/или референтных веществ и почв (Привалова Н.М., Процай А.А., Литвиненко Ю.Ф., Марченко Л.А, Паньков В.А. Определение фитотоксичности методом проростков // Успехи современного естествознания. - 2006. - №10 - С.45-45, Baumgarten Andreas, Spiegel Heide. - Phytotoxicity (Plant tolerance) // HORIZONTAL - 8, 2004. - 35 p., Baumgarten Andreas, Spiegel Heide. - Phytotoxicity (Plant tolerance) // HORIZONTAL - 8, 2004. - 35 p.).
Известен способ фитотестирования (Method Guidance and Recommendation for Whole Effluent Toxicity (WET) Testing (40 CFR Part 136) // United States Environmental Protection Agency, 2000. - 67 p.), включающий тестирование различных стоков при разных разбавлениях и с использованием разных тест-объектов.
Данный способ имеет следующие недостатки:
50
- анализируется только острая токсичность LD;
- не дается сопоставления различных биообъектов по сравнительной токсичности;
- прогнозируется не эффект поступления фармпрепарата в организм пациента, а попадание одного фармпрепарата с истекшим сроком хранения в окружающую среду.
Изобретением решается задача выявления возможного токсического эффекта при совместном воздействии нескольких лекарственных препаратов за счет учета морфофизиологических нарушений на уровне как острой, так и хронической токсичности и прогнозирования эффекта поступления смеси лекарственных препаратов в окружающую среду.
В способе прогнозирования возможного токсического эффекта при совместном использовании нескольких лекарственных препаратов, включающем комплексную оценку морфофизиологических нарушений, наблюдаемых в фитотестах, тестируются каждый препарат индивидуально и их жидкие смеси в различной концентрации; морфофизиологические нарушения выявляют на семенах кресс-салата (Lepidium sativum), при этом показателями морфофизиологических нарушений служат снижение всхожести семян, снижение средней общей длины проростков и изменение среднего сухого веса проростков. После статистической обработки результатов прогнозируют возможный токсический эффект смеси лекарственных препаратов при оценке их воздействия на природные биосистемы.
Способ позволяет объективно прогнозировать токсические эффекты воздействия факторов при их индивидуальном и совместном воздействии.
Токсичность каждого из исследуемых фармпрепаратов перед совместным использованием определяется отдельно. В качестве тест-объекта используются семена кресс-салата (Lepidium sativum), который является одним из наиболее часто используемых тест-объектов, применяемых для биотестирования вод, донных отложений, почв, природных и техногенных субстратов, радиационного воздействия, воздействия синтезируемых химических веществ и их смесей (Зейферт Д.В. Использование кресс-салата как тест-объекта при оценке токсичности природных и сточных вод Стерлитамакского промузла // «Башкирский экологический вестник», 2010, №2. - С.39-50, Зейферт Д.В., Гареева Е.Ф., Габбасова Д.Т. Использование методов фитотестирования в экологическом мониторинге влияния биологических очистных сооружений на состояние вод водохранилища // Экологический вестник России, №10, 2011. - С.30-34, Kungolas A., Legos S., Emmanouil С., Tsiridis V. Application of bioassays for the ecotoxicity evaluation of sawage sludge from municipal wasterwater treatment plants // Proceedings of the 12-th International Conference on Environmental Science and Technology. - Rhodes, Greece, 8-10 September 2011. - P. A1031-A1037), причем различные сорта кресс-салата реагируют на действие конкретного токсиканта сходным образом (Зейферт Д.В., Цыбина Л.Г., Халикова Р.Ю. Оценка различий в чувствительности различных сортов кресс-салата к действию ионов кадмия // Экологические нормы, правила, информация, 2010. - №9. - С.30-31).
Способ осуществления:
- модельной средой (экстрагентом) для экстракции тестируемых лекарственных препаратов является дистиллированная вода с начальным уровнем pH=6,1-6,3;
- оптимальное соотношение фаз «лекарственный препарат/экстрагент» является соотношение 1 таблетка:100 мл дистиллированной воды, содержимое которой является исходным раствором;
- после интенсивного размешивания колбы с экстрактом лекарственного препарата отстаиваются при комнатной температуре в течение суток. Затем подвергаются интенсивному встряхиванию;
- рабочие растворы готовятся путем последовательного разведения исходного (нативного) экстракта в 2-, 4-, 8- и 16-кратном разбавлении;
- для удобства при последующем статистическом анализе результатов значение R нативного экстракта условно принимается за 1, его разведение в 16 раз соответствует R=16 и т.д.
Экспериментальные исследования проводятся по 3 показателям:
1) проверка семян на всхожесть: испытывают нативный экстракт (R=1) и его разведения. На каждом этапе пробы дублируются не менее чем в трех повторностях;
2) определение средней длины проростков;
3) определение среднего сухого веса проростков.
Семена кресс-салата помещают в чашки Петри по 30 штук на вложенные в них кружочки фильтровальной бумаги при комнатной температуре в трех повторностях для каждого разведения и контроля. На внешней стороне крышек ставится маркировка, включающая наименование пробы (контроль, название лекарственного препарата) и кратность разведения.
При определении процента всхожести в контроле субстратом для проращивания семян служит отстоянная водопроводная вода, которая вносится на фильтр в объеме, достаточном для его полного увлажнения. Закрытые чашки термостатируются при комнатной температуре в течение 7 суток, после чего подсчитываются:
- процентная доля проросших семян;
- средняя длина проростков;
- средний сухой вес проростков.
Статистическую обработку результатов производят с использованием стандартных программ «Statistica-5.0 for Windows». Статистически значимым результатом является выявление достоверного токсичного эффекта при тестировании смеси лекарственных препаратов. Результаты фитотестирования фиксируются по кратности разбавления анализируемого раствора, при котором получаемые данные сходны с контрольными (нет достоверных различий).
Этот эффект может быть выражен в различной степени.
Пример 1.
Использовали сочетания лекарств, рекомендуемые участковыми врачами. В первом опыте использовали Глидиаб (1), Кардикет (2) и Омник (3) в следующих сочетаниях: 1, 2, 3, 1+2, 1+3, 2+3, 1+2+3 (таблица 1). При имитации совместного приема фармпрепаратов возрастания токсичности не выявлено. Значимые зависимости выявлены между средней длиной проростков и степенью разбавления. Эти зависимости носят линейный характер.
Таблица 1 - Характер зависимости между средней длиной проростков, мм (Y), и степенью разбавления (X) при действии лекарственных препаратов Глидиаба, Омника и Кардикета индивидуально и в различных сочетаниях
Лекарственные препараты и их смеси
Уравнение
Коэффициент корреляции
Глидиаб
Y=54,658+3,3423X
0,83
Омник
Y=7,708+5,4203X
0,69*
Кардикет
Y=95,731+1,4957X
0,46
Глидиаб+Омник
Y=35,734+3,3098X
0,80
Омник+Кардикет
Y=10,504+5,2359X
0,96
Глидиаб+Кардикет
Y=92,261+7,3832X
0,60*
Глидиаб+Омник+Кардикет
Y=37,896+6,7660X
0,89
* - зависимость в интервале разбавлений 1-8
По уравнениям, представленным в таблице 1, имеется возможность определения кратности разбавления, при которой средняя длина проростков не отличается от контроля. Так, из приведенных в таблице 1 данных следует, что наибольший токсический эффект на семена кресс-салата оказывает Омник. Этот же эффект проявляется при тестировании смеси Омник+Кардикет.
Пример 2.
Во втором опыте использовали Амоксицилин (1), Простамол Уно (2), Глибомет (3) в аналогичных сочетаниях (таблица 2). При имитации совместного приема этих фармпрепаратов токсический эффект был менее выражен, чем при ином характере приема. Значимые зависимости выявлены между средней длиной проростков и степенью разбавления. Эти зависимости носят линейный характер.
Таблица 2 - Характер зависимости между средней длиной проростков, мм (Y), и степенью разбавления (X) при действии лекарственных препаратов Амоксициллина, Простамола Уно и Глибомета индивидуально и в различных сочетаниях
Лекарственные препараты и их смеси
Уравнение
Коэффициент корреляции
Амоксициллин
Y=54,491+3,9279X
0,64*
Простамол Уно
Y=42,484+3,7798X
0,82*
Глибомет
Y=33,667+4,4723X
0,94
Амоксициллин+Простамол Уно
Y=59,694+4,0135X
0,42* н.д.
Простамол Уно+Глибомет
Y=39,679+4,1884X
0,92*
Амоксициллин+Глибомет
Y-57,265+2,9958X
0,85
Амоксициллин+Простамол Уно+Глибомет
Y=44,361+2,0348X
0,75*
* - зависимость в интервале разбавлений 1-8
Из таблицы 2 следует, что возможный токсический эффект исследованных лекарственных препаратов, тестируемых индивидуально, не отличается от такового при тестировании их смеси.
Пример 3.
В третьем опыте использовали 5-Нок (1), Симвастатин (2) и Метформин (3) в аналогичных сочетаниях (таблица 3, фигура 1). При имитации совместного приема этих фармпрепаратов наблюдается достоверный токсический эффект. Значимые зависимости выявлены между средней длиной проростков и степенью разбавления. Эта зависимость носит линейный характер.
Таблица 3 - Характер зависимости между средней длиной проростка (Y, мм) и степенью разбавления при действии лекарственных препаратов 5-НОК, Симвастина Алкалоида и Метформин-Рихтера индивидуально и в различных сочетаниях
Лекарственные препараты и их смеси
Уравнение
Коэффициент корреляции
5-НОК
Y=6,9996+1,1470X
0,83
Симвастин Алкалоид
Y=32,983+1,3346X
0,75*
Метформин-Рихтер
Y=28,043+3,3916X
0,92
5-НОК+Симвастин Акалоид
Y=22,423+1,7749X
0,79
5-НОК+Метформин-Рихтер
Y=7,9495+2,9439X
0,92
Симвастин Алкалоид+Метформин-Рихтер
Y=44,991+3,0016X
0,85*
5-НОК+Симвастин Алкалоид+Метформин-Рихтер
Y=32,76+5,3272X
0,94*
* - зависимость в интервале разбавлений 1-8
Из данных, приведенных в таблице 3, следует, что наибольший токсический эффект на семена кресс-салата оказывает 5-НОК. Этот же эффект проявляется при тестировании смеси 5-НОК+Метформин-Рихтер.
Пример 4.
Использованы лекарственные средства, используемые для лечения сахарного диабета II типа: Глюкофаж, Манинил, Пентоксифиллин.
Таблица 4 - Уравнения, характеризующие зависимости между средней длиной проростков (L), средним весом проростков (DW) и кратностью разбавления (К)
Лекарственные препараты и их смеси
Длина
Сухой вес проростков
Корреляция (r)
Уравнение
Корреляция (r)
Уравнение
Глюкофаж
0,9*
L=44,25+3,26K
-0,15
DW=1,82-0,0035K
Манинил
-0,5
L=110,09-1,78K
0,17
DW=1,62+0,00241K
Пентоксифиллин
0,97*
L=14,92+4,15K
-0,16
DW=1,82-0,005K
Глюкофаж+Манинил
0,83*
L=45,97+2,58K
0,27
DW=1,74+0,0054K
Манинил+Пентоксифиллин
0,99*
L=16,01+3,14K
-0,64*
DW=1,98-0,0252K
Глюкофаж+Пентоксифиллин
0,96*
L=21,98+3,23K
0,14
DW=1,88+0,00246K
Глюкофаж+Манинил+Пентоксифиллин
0,98*
L=17,57+3,38K
-0,01
DW=1,77-0,0003K
Из таблицы 4 следует, что возможный токсический эффект исследованных лекарственных препаратов, тестируемых индивидуально, не отличается от такового при тестировании их смеси. Таким образом, применение данной смеси лекарственных препаратов является токсикологически обоснованным.
Пример 5.
Использованы лекарственные средства, используемые для лечения ишемической болезни сердца: Эналаприл, Коронал, Кардиомагнил.
Таблица 5 - Уравнения, характеризующие зависимости между средней длиной проростков (L), средним весом проростков (DW) и кратностью разбавления (К)
Лекарственные препараты и их смеси
Длина
Сухой вес проростков
Корреляция (r)
Уравнение
Корреляция (r)
Уравнение
Эналаприл
0,36
L=82,02+0,73K
-0,61*
DW=1,35-0,0113K
Коронал
0,5
L=103,5+0,64K
-0,09
DW=1,23-0,0010K
Кардиомагнил 1-8
0,86*
L=24,66+2,59K
0,17
DW=1,33+0,00170K
0,89*
L=19,79+4,13K
Эналаприл+Коронал
0,13
L=99,55+0,17K
0,18
DW=1,31+0,00203K
Эналаприл+Кардиомагнил (1-8)(1-4)
0,74*
L=25,3+2,76K
-0,64*
DW=1,45-0,0121K
0,96*
L=10,53+7,43K
0,77*
L=18,11+3,75K
Коронал+Кардиомагнил
0,92*
L=26,58+2,74K
-0,28
DW=1,32-0,0027K
Эналаприл+Коронал+Кардиомагнил
0,88*
L=29,21+2,61K
-0,04
DW=1,26-0,0004K
Из таблицы 5 следует, что возможный токсический эффект исследованных лекарственных препаратов, тестируемых индивидуально, не отличается от такового при тестировании их смеси. Таким образом, применение данной смеси лекарственных препаратов является токсикологически обоснованным.
Пример 6.
Использованы лекарственные средства, используемые для лечения гипертонической болезни сердца: Лориста, Бисопролол, Лопирел.
Таблица 6 - Уравнения, характеризующие зависимости между средней длиной проростков (L), средним весом проростков (DW) и кратностью разбавления (К)
Лекарственные препараты и их смеси
Длина
Сухой вес проростков
Корреляция (r)
Уравнение
Корреляция (r)
Уравнение
1
2
3
4
5
Лориста (1-16)(1-8)
0,81*
L=31,67+4,76K
0,07
DW=1,28+0,00053K
0,95*
L=12,79+10,72K
Бисопролол (1-16)(1-8)(1-4)
-
L=112,13-0,73K
0,42
DW=1,23+0,0055K
0,54*
L=111,16-0,42K
0,28
DW=1,22+0,00757K
-0,17
L=117,78-3,64K
-0,6
DW=1,27-0,0239K
-0,61
Лопирел (1-16)(1-8)
0,88*
L=37,88+1,82K
-0,15
DW=1,3-0,0014K
0,96*
L=32,43+3,54K
Лориста+Бисопролол (1-8)(1-4)
0,82*
L=30,01+4,46K
0,05
DW=1,25+0,00081K
0,91*
L=14,35+9,41K
0,97*
L=-2,1+17,4K
Лориста+Лопирел (1-8)(1-4)
0,94*
L=30,95+2,55K
-0,09
DW=1,32-0,0016K
0,94*
У=27,48+3,65K
0,84*
L=26,43+4,16K
1
2
3
4
5
Лориста+Лопирел (1-8)(1-4)
0,94*
L=30,95+2,55K
-0,09
DW=1,32-0,0016K
0,94*
У=27,48+3,65K
0,84*
L=26,43+4,16K
Бисопролол+Лопирел (1-8)(1-4)
0,69*
L=40,58+1,90K
0,01
DW=1,28+0,00014K
0,57
L=37,36+2,92K
0,74*
L=26,10+8,38K
Лориста+(1-16) Бисопролол+(1-8)+Лопирел (1-4)
0,72*
L=38,12+2,33K
-0,14
DW=1,33-0,0018K
0,93*
У=26,1+6,13K
0,95*
У=20,19+9,00K
Из таблицы 6 следует, что возможный токсический эффект исследованных лекарственных препаратов, тестируемых индивидуально, не отличается от такового при тестировании их смеси. Таким образом, применение данной смеси лекарственных препаратов является токсикологически обоснованным.
Экстраполяция полученных результатов на человека позволяет полагать, что далеко не все случаи приема смеси лекарственных препаратов могут сопровождаться достоверным возрастанием токсичности. Данная методика может обеспечить предварительный скрининг перед клиническими испытаниями лекарственных препаратов и их смесей.