КОМПОЗИЦИЯ АМИНОКИСЛОТ ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ ОТРАВЛЕНИЙ МЕТАНОЛОМ
AMINO ACIDS COMPOSITION FOR METHANOL POISONING PREVENTION AND TREATMENT

Изобретение относится к биотехнологии и производству биологически активных веществ и/или лекарственных препаратов для профилактической и экстренной медицинской помощи в областях токсикологии, изучающей производственные риски отравления метанолом, парами метанола, растворами содержащими метанол и суррогатами алкоголя.
Предлагаемая в заявке композиция аминокислот содержит природные или синтетические аминокислоты. Рекомендована для медикаментозной профилактики отравлений метанолом, в качестве антидота для снятия острого отравления и последующего лечения отравления путем дезактивации фермента печени алкогольдегидрогеназы (АДГ), ответственного за окисление метанола с образованием токсичного альдегида - формальдегида.
Известны ингибиторы активности АДГ, полученные путем химического синтеза: 4-метилпиразол, фомепизол, амид изовалериановой кислоты, бензамид, сульфиды, оксимы. Известные препараты имеют собственную остаточную токсичность и требуют дополнительных исследований при восстановительной терапии и лечении возможных негативных последствий отравления метанолом.
В лечебной практике для снятия острого отравления метиловым спиртом используют этанол. Этиловый спирт является конкурентным ингибитором метанола за взаимодействие с АДГ. Этанол и метанол служат субстратами для АДГ, но в отличие от этанола метиловый спирт значительно медленнее окисляется АДГ. До 20% принятого метилового спирта выделяется через почки в виде муравьиной кислоты, которая определяется в моче до 5-7 суток с момента приема метанола. Муравьиная кислота - высокотоксичный продукт окисления формальдегида ферментом печени ацетальдегиддегидрогеназой (АцДГ).
Этиловый спирт в 9 раз быстрее метанола окисляется АДГ, что позволяет существенно уменьшить проявление острого отравления метанолом. В то же время использование этанола в лечении отравлений метанолом сопровождается проявлением осложнений, что инициирует последующие отравлению патологические процессы в организме. Этиловый спирт уменьшает образование высокотоксичных продуктов окисления - формальдегида и муравьиной кислоты в печени и может снять острый приступ отравления, но снижает эффективность последующего лечения в случаях проявления осложнений при восстановительной терапии.
Поскольку метанол последовательно окисляется ферментами печени АДГ и АцДГ с образованием высокотоксичных продуктов, первым шагом в общепринятой терапии отравлений метанолом является купирование острого отравления путем ингибирования активности фермента АДГ.
Для лечения острой интоксикации метанолом представляется оправданным применение препаратов способных подавлять токсификацию продуктов отравления, но лишенных недостатков этанола. Поэтому, применение этанола в качестве антидота может стимулировать увеличение скорости всасывания метанола из желудка, что в свою очередь, может привести к росту концентрации яда в тканях и ускорению его биотрансформации. С другой стороны, острая интоксикация метанолом сопровождается развитием токсического гастрита, что также может существенно влиять на количество всосавшегося этанола при пероральном применении. Это указано в известных источниках - (Машковский М.Д. Лекарственные Средства, 2001, Москва, издание, том 2, стр. 351; Стрельчук И.В. Лечение алкоголиков антабусом, «Неврология и психиатрия», 1952, №4, стр. 43-50).
Используемый в практической медицине для лечения отравления метанолом 4-метилпиразол позволяет снизить метаболическую составляющую токсического воздействия метанола на организм после его окисления печенью до альдегидов и кислот. 4-метилпиразол имеет меньше побочных вторичных явлений, чем этанол. Применяют в чистом виде и в сочетании с этиловым спиртом, как дополнительным конкурентным ингибитором АДГ при неотложной помощи и дальнейшей терапии отравления. Поэтому, например, в изобретении «Производные пролина в качестве ингибиторов катепсина», патент RU 2535479, опубл. 10.12.2014, МПК C07D 207/16 он применяется для лечения метаболических заболеваний, таких как диабет, атеросклероз, аневризма брюшной аорты, заболевание периферической артерии, рак, уменьшения частоты сердечно-сосудистых нарушений при хроническом заболевании почек и диабетической нефропатии.
Также описано применение в комплексе мероприятий неотложной медицинской помощи в дозе 10 мг 4-метилпиразола на 1 кг массы тела в сутки внутривенно, в сочетании с 20-30%-ным водным раствором этанола перорально в дозе 200 мл через каждые 3-4 часа, или внутривенно 5%-ный раствор в 5%-ном растворе глюкозы, из расчета 1,5-2 г этанола на 1 кг массы тела в сутки. (Лакуста В.Н. «Методика лечения алкоголизма», Кишинев, 1987, стр. 87).
Также в изобретении «Комплекс для лечения отравлений, содержащий фенотиазиновое соединение, и способы лечения отравлений», патент RU 2445954, опубл. 27.03.2012, МПК A61K 31/045, содержащиеся фенотиазиновое соединение, являющееся метиленовой синью, нитроэфирное соединение, являющееся нитроглицерином, этанол и фармацевтически приемлемый носитель, используют для лечения отравлений, вызванных фторацетатом, этиленгликолем и цианидом
Также специфическими ингибиторами АДГ различных видов животных и человека, проявляющими свою активность как in vitro, так и in vivo, являются производные пиразола. Подобные вещества являются конкурентными ингибиторами АДГ. Они связываются с атомом цинка активного центра фермента, занимая место субстрата, с образованием комплекса алкогольдегидрогеназа-НАД-ингибитор. Роль пиразола заключается в замедлении или полном прекращении окисления метанола до формальдегида, а метанол со временем выводится из организма.
Изобретение «Синтетические пептидные амиды», патент RU 2500685, опубл. 10.12.2013, МПК C07K 5/107, A61K 38/07, А61Р 11/14, А61Р 17/04, А61Р 25/04, в котором используют синтетические пептидные амиды, в пептидную цепь которых инкорпорированы D-аминокислоты и относятся к таким синтетическим пептидным амидам, которые являются агонистами каппа-опиатного рецептора, относится к способам их применения в качестве профилактических и терапевтических агентов, а применение осуществляют для профилактики и лечения боли и воспаления, связанных с различными заболеваниями и состояниями. Однако эти композиции не являются антидотами метанола, т.к. эти агенты только воздействуют на Каппа-рецепторы, которые участвуют в функциях регуляции болевой чувствительности, питьевой и пищевой мотивации; терморегуляция; модуляции кардиореспираторных процессов; угнетении высвобождения дофамина; угнетении высвобождения антидиуретического гормона; активности иммуноцитов. Другими словами, влияют на повышенное выделение эндорфинов, которые только маскируют воздействие алкоголя, в частности, метанола, за счет того, что эйфория при употреблении алкоголя связана с выделением опиоидных нейромедиаторов эндорфинов в соответствующих областях мозга. Как сообщает Medical Xpress. Эндорфины - короткоживущие нейромедиаторы пептидной природы - наряду с энкефалинами обеспечивают деятельность противоболевой системы. Помимо обезболивания они вызывают чувство физического и психического комфорта и эйфории, за счет чего действующие на те же рецепторы наркотические анальгетики часто вызывают пристрастие и зависимость.
6
При отравлениях метанолом применяют также инфузии кровезаменителей, глюкозосолевых растворов, введение антиагрегантов, глюкокортикоидов и ноотропов. Например, изобретение «Биологически активное средство, влияющее на общеметаболические, возбуждающие и тормозные функции нервной системы и интеллектуально-мнестические функции головного мозга (варианты)», патент RU 2461374, опубл. 20.09.2012, МПК A61K 31/198 в котором в качестве биологически активных средств используют аминокислоту глицин, витамин группы В или его фармацевтически приемлемую соль, что может применяться в различных областях терапии и профилактики, безопасна, но недостаточно влияет на метаболический процесс при отравлениях метанолом.
Поэтому все известные способы терапии метанола при остром отравлении метанолом не исключают формирования тяжелых отдаленных последствий. Также применение в составе антидотной терапии метаболических корректоров не оказывает достаточного протекторного профилактического действия в отношении последующих проявлений иммунодефицитного состояния.
Известны изобретения «Гранулят эметина гидрохлорида, способ его получения и лекарственная форма на его основе», патент RU 2309731, опубл. 10.11.2007, МПК A61K 9/16, A61K 31/4725, A61K 31/4375, А61Р 25/32 и «Способ лечения алкоголизма», патент RU 2153336, опубл. 27.07.2000, МПК A61K 31/445, в которых используют гранулированную форму эметина гидрохлорида для профилактики и лечения алкоголизма, содержащей 70-90% эметина гидрохлорида, поливинилпирролидон и эудрагит, или эметина гидрохлорида дозами, подавляющими активность ферментов, соответственно. Применяют в основном медикаментозное воздействие с использованием лекарственных средств, вызывающих преимущественно условно рефлекторную реакцию (отвращение) на спиртное. («Алкоголизм», Пособие для врачей под редакцией Г.В. Морозова и др., М., Медицина, 1983, стр. 321-328.). При этом гранулы получают с использованием полиметакрилатов, которые известны для фармацевтических целей под торговой маркой эудрагиты EUDRAGI и Эметина (Emetinum) - алкалоида, содержащегося в корне ипекакуаны. Обычно в медицинской практике применяют эметина гидрохлорид (Emetlni hydrochloridum;) для лечения амебной дизентерии. Однако аметин (гидрохлорид эметина) не обладает протекторными терапевтическими свойствам и свойствами антидота, ингибируя АДГ при отравлениях только этанолом. Кроме того, лечебный препарат эметин не является биологически активной добавкой (БАД) и самостоятельный прием опасен. Также возможны серьезные вторичные негативные последствия использования алкалоида гидрохлорид эметина в качестве лечебного препарата при отравлениях метанолом. Изобретение «Способ лечения алкоголизма патент», патент SU 1734752, опубл. 23.05.1992, МПК A61K 31/00 и изобретение «Способ лечения алкоголизма », патент RU 2153336, опубл. 27.07.2000, МПК A61K 31/445).
Известно изобретение «Синтетические пептидные амиды и их димеры», патент RU 2510399, опубл.: 27.03.2014, МПК C07K 5/10, A61K 38/07, А61Р 11/14, А61Р 17/04, А61Р 25/04, в котором в структурной формуле описан синтетический пептидный амид. Однако данные фармацевтические композиции, описанные структурной формулой и содержащие соединения пептидных амидов и их димеров, пригодны для профилактики и лечения боли и воспаления, связанных с различными заболеваниями и состояниями являются синтетическими соединениями, которые имеют все указанные выше недостатки при их применении, но не являются антидотом метанола.
Изобретение «Синтетические пептидные амиды», патент RU 2500685, опубл. 10.12.2013, МПК C07K 5/107, A61K 38/07, А61Р 11/14, А61Р 17/04, А61Р 25/04, в котором используют синтетические пептидные амиды, в пептидную цепь которых инкорпорированы D-аминокислоты и относятся к таким синтетическим пептидным амидам, которые являются агонистами каппа-опиатного рецептора, относится к способам их применения в качестве профилактических и терапевтических агентов, а применение осуществляют для профилактики и лечения боли и воспаления, связанных с различными заболеваниями и состояниями. Однако эти композиции не являются антидотами метанола, т.к. эти агенты только воздействуют на Каппа-рецепторы, которые участвуют в функциях регуляции болевой чувствительности, питьевой и пищевой мотивации; терморегуляция; модуляции кардиореспираторных процессов; угнетении высвобождения дофамина; угнетении высвобождения антидиуретического гормона; активности иммуноцитов. Другими словами, влияют на повышенное выделение эндорфинов, которые только маскируют воздействие алкоголя, в частности, метанола, за счет того, что эйфория при употреблении алкоголя связана с выделением опиоидных нейромедиаторов эндорфинов в соответствующих областях мозга. Как сообщает Medical Xpress. Эндорфины - короткоживущие нейромедиаторы пептидной природы - наряду с энкефалинами обеспечивают деятельность противоболевой системы. Помимо обезболивания они вызывают чувство физического и психического комфорта и эйфории, за счет чего действующие на те же рецепторы наркотические анальгетики часто вызывают пристрастие и зависимость.
Наиболее близким изобретением к предлагаемой композиции является изобретение «Способ лечения алкоголизма», патент RU 2323727, опубл. 10.05.2008, МПК A61K 31/4375, А61Р 25/32, обеспечивает полное восстановление функции АДГ и гомеостаза эндогенного этанола. В нем используют воздействие на этанол-окисляющие ферменты ингибиторами типа эметина гидрохлорида, что может быть использовано для медикаментозного лечения алкоголизма. Однако его применяют только для лечении больных от алкогольного опьянения этанолом путем ингибирования фермента АДГ. Аметин не обладает протекторными профилактическими и терапевтическими свойствами и свойствами антидота, ингибируя АДГ при отравлениях этанолом. Аметин не является биологически активной добавкой (БАД) и при его применении возможны серьезные вторичные негативные последствия при использовании в качестве лечебного препарата при отравлениях метанолом.
Таким образом, для лечения отравлений метанолом ни один из известных препаратов не обладает протекторными профилактическими свойствами, а проводимое лечение сопровождается обязательной последующей длительной терапией нарушений иммунного гомеостаза.
Метанол широко применяется на производстве, в частности, в различных областях химической промышленности в качестве компонента ряда моторных топлив, антифриза, в производстве полимерных материалов, в качестве растворителей жиров, масел и других органических веществ. Метанол широко используется для препятствия образованию гидратов в стволах газодобывающих скважин, в магистральных газопроводах и при обслуживании инженерных коммуникаций, что обуславливает необходимость профилактики и направленного лечения обслуживающего персонала при отравлениях метанолом в рабочей зоне и в случае техногенных аварий.
Метиловый спирт является сильным ядом нервного и сердечно-сосудистого действия с выраженным кумулятивным эффектом. Токсическое действие метанола сопровождается нарушением иммунного гомеостаза, развитием тяжелого ацидоза, поражением и дистрофией зрительного нерва. Одно из последствий отравления - слепота. Опасен для жизни не только чистый метанол, но и жидкости, содержащие метанол в сравнительно небольшом количестве. Прием внутрь 5-10 мл метанола приводит к тяжелому отравлению, а 30 г и более - к смерти. Смерть наступает от остановки дыхания, отека мозга.
3
2
Предельно допустимая концентрация (ПДК) метанола в воздухе рабочей зоны равна 1 мг/м, ПДК на коже рук - 0,002 мг/см. Метанол всасывается в желудке и тонком кишечнике. Метанол и его метаболиты выводятся почками, а часть (15%) - в неизмененном виде через легкие.
При отравлении метанолом происходит биотрансформация метанола ферментом АДГ с образованием формальдегида. В дальнейшем большая часть формальдегида под влиянием фермента АцДГ превращается в муравьиную кислоту - главный циркулирующий метаболит метанола, запускающий все патологические процессы в организме. Ингибиторами АцДГ могут являться салицилаты, тестостерон, наркан, налоксон. Ингибиторы АцДГ могут применяться в качестве профилактических препаратов при воздействии на организм метанолом, а превращение в организме токсичных альдегидов будет происходить с замедлением темпа их продукции и увеличением времени для эвакуации ксенобиотиков из организма.
Показанный многовекторный характер опасных проявлений отравлений метанолом требует принципиально нового подхода для эффективного лечения отравлений. Такой подход должен включать профилактику, снятие острого отравления и лечение без проявления негативных отдаленных последствий. Используемые для этого лекарственные средства должны быть нетоксичными и не инициировать нарушения иммунного гомеостаза.
Поставленным требованиям полностью отвечает разработанный в ООО "РОСБИО" (г. Санкт-Петербург) препарат в виде композиции нетоксичных гидрофобных аминокислот. Препарат ингибирует активность АДГ в организме, препятствуя образованию высокотоксичных продуктов окисления метанола. В этом принципиальное отличие композиции от известных ингибиторов АДГ, полученных химическим синтезом. Наблюдаемый эффект является неожиданным и неочевидным.
Композиция аминокислот рекомендована в качестве профилактического средства в виде БАД к пище для профилактики отравлений, а также для лечения отравлений метанолом и в качестве антидота в случае острого отравления. Композицию необходимо принимать работникам производств, связанных с получением и переработкой метанола или в случаях опасности отравлений метанолом. Кроме того, показана возможность применения препарата в качестве антидота при лечении острых профессиональных и бытовых отравлениях метанолом, а также суррогатами этанола. В настоящее время антидотной терапии отравлений метанолом не существует. Все известные лечебные мероприятия направлены только на удаление яда из организма и устранение ацидоза.
Техническим результатом предлагаемой композиции является то, что она:
- обладает протекторными профилактическими свойствами;
- эффективна при детоксикации отравлений метанолом;
- обладает свойствами антидота для снятия острой токсичности метанола.
Новизна, отличающая заявленную в патенте композицию от прототипа, состоит в том, что в качестве активных веществ для детоксикации метанола используют композицию природных или синтетических гидрофобных аминокислот для ингибирования активности алкогольдегидрогеназы и препятствия образованию вторичных высокотоксичных продуктов.
Для проведения испытаний выбраны гидрофобные аминокислоты в следующем соотношении, масс. %:
- тирозин
10-19,5
- валин
13-22
- лейцин
14-24
- аланин
4,0-23,3
- триптофан
1,7-36
- пролин
9,2-19
Аминокислоты могут содержать как синтетические DL-аминокислоты, так и природные L-аминокислоты. В частном случае используют композицию природных L-аминокислот после сухого помола или используют композицию природных L-аминокислот, выделенных из автолизатов пищевых дрожжей на ионитах.
Один из частных случаев композиции аминокислот состоит в том, что она содержит D и L аминокислоты в следующем соотношении компонентов, масс. %:
DL-тирозин - 11,4-13,5; DL-валин 17,1-17,3; DL-лейцин 5,7-19,2; DL-аланин 5,8-18,6; DL-триптофан 28,8-30,0; L-пролин 15,4-17,4.
Или композиция может содержать L и D аминокислоты в следующем соотношении компонентов, масс. %: D-тирозин 13,5-19,5; L-валин 14,4-17,3; L-лейцин 15,9-19,2; L-аланин 4,9-5,8; L-триптофан 24,0-28,8; L-пролин 12,7-15,4.
Примеры осуществления изобретения
I. Профилактическое действие композиции аминокислот
В течение 10 дней суспензию измельченного порошка композиции аминокислот в 1%-ной крахмальной слизи с помощью атравматического зонда вводили мышам per os в дозах из расчета 50 мг/кг на человека. Через 10 дней животным в/ж вводили метиловый спирт. Контрольным животным вводили аналогичные объемы метилового спирта, принимая 1 мл/г.
II. Лечебное действие композиции аминокислот
Суспензию измельченного порошка композиции аминокислот в 1%-ной крахмальной слизи с помощью атравматического зонда вводили однократно сразу после отравления метиловым спиртом мышам per os в дозах из расчета 100 мг/кг.
Контрольные животные не получали лечение.
Пример 1
Композиция синтетических гидрофобных DL-аминокислот, масс. %:
DL-Тирозин
11,4
DL-Валин
17,1
DL-Триптофан
30,0
DL-Алании
18,6
DL-Лейцин
5,7
L-Пролин
17,4
При этом наблюдалось достоверное снятие острого отравления метанолом; достоверное профилактическое действие, снижение токсичности метанола в 1,5 раза; достоверное лечебное действие, снижение токсичности метанола в 1,16 раза.
Пример 2
Композиция природных гидрофобных L-аминокислот, масс. %:
L-Тирозин
13,5
L-Валин
17,3
L-Триптофан
28,8
L-Алании
5,8
L-Лейцин
19,2
L-Пролин
15,4
При этом наблюдалось достоверное снятие острого отравления метанолом; достоверное профилактическое действие, снижение токсичности метанола в 1,98 раза; достоверное лечебное действие, снижение токсичности метанола в 1,39 раза.
Пример 3
Композиция природных гидрофобных L-аминокислот после сухого помола при t=50°C, масс. %:
D-Тирозин
19,5
L-Валин
14,4
L-Триптофан
24,0
L-Алании
4,9
L-Лейцин
15,9
L-Пролин
12,7
При этом наблюдалось достоверное снятие острого отравления метанолом; достоверное профилактическое действие, снижение токсичности метанола в 1,5 раза; достоверное лечебное действие, снижение токсичности метанола в 1,16 раза.
Пример 4
Композиция гидрофобных L-аминокислот, выделенных из автолизатов пищевых дрожжей на ионитах, масс. %:
L-Тирозин
10,0
L-Валин
19,6
L-Лейцин
17,8
L-Алании
23,3
L-Триптофан
1,7
L-Пролин
9,2
При этом наблюдалось достоверное снятие острого отравления метанолом; достоверное профилактическое действие, снижение токсичности метанола в 1,5 раза; достоверное лечебное действие, снижение токсичности метанола в 1,24 раза.
50
Биологическое исследование соединений согласно изобретению осуществляли путем выведения ЛД - общепринятой полулетальной дозы. Было изучено действие биологической активности предлагаемых соединений при остром отравлении крыс метанолом.
Тестирование проводили следующим образом.
Определялась безопасность и эффективность биологически активного соединения по МУК 2.3.2.721-98, МЗ РФ, М., 1999, 87 с.
Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности соединения по СаНПиН 2.3.2.1078-01, М., 2002, 270 с.
Результаты испытаний композиции аминокислот РОСАМИН на примерах 1, 2, 3, 4 на проявление антиалкогольных свойств приведены в таблице.
Обсуждение
Полученные результаты доказывают, что композиции гидрофобных аминокислот достоверно понижают токсичность метанола.
50
Поскольку препарат не проходил комплекс действующих в настоящее время медико-биологических испытаний, а рекомендован в качестве биологической добавки и лечебного препарата, принятое торговое наименование препарата - РОСАМИН. Показано снижение токсичности метанола после предварительного введения в желудок крыс РОСАМИНА при сравнении с LD для контрольных животных без введения РОСАМИНА.
50 опыт
50 контроль
Количественные результаты снижения токсичности метанола композицией РОСАМИН В виде соотношения LD / LD показаны в таблице.
Следовательно, достигается эффективное положительное антиалкогольное воздействие аминокислотных компонентов заявленной композиции.
При этом РОСАМИН обладает протекторными профилактическими свойствами, проявляя выраженный ингибирующий эффект активности АДГ на окисление метанола и, соответственно, исключая или существенно понижая количество высокотоксичных вторичных метаболитов.
При приеме РОСАМИНА внутрь с одноразовой повышенной дозой при отравлении метанолом, композиция выступает антидотом, который полностью снимает острое отравление метанолом.
Результаты исследований показали, что РОСАМИН в случае профилактического приема в качестве БАД и в случае лекарственного приема обладает эффективным профилактическим и лечебным действием при детоксикации отравлений метанолом.