Фармакокинетика препарата натриевой соли никотиноил гамма-аминомасляной кислоты у мышей и крыс

УДК 615.2Н.31.015.4-092.9

Б.Ф. Дорофеев, Л.Е. Холодов, А.Г. Моисеенок

Институт биохимии АН БССР, Гродно

 

Разработка нового отечественного препарата пикамилона поставила перед исследователями ряд вопросов, касающихся всасывания, pacпределения, биодоступности препарата и его способности проникать через гематоэнцефалический барьер. Эти задачи фармакокинетики могут быть решены радиоизотопным методом, поскольку другие методы анализа соединения в биологических жидкостях еще не разработаны.

Материалы и методы

Методы исследований. Опыты выполнены на 110 беспородных белых мышах (масса 22 - 27 г) и 40 крысах (масса 140 - 160 г). Мышам, раз­битым на группы по 5 - 6 животных в каждой, препарат вводили внутривенно (в/в) и в желудок (per os; с помощью иглы зонда) в дозе 500 мг (1/10 от ЛД 50) на физиологическом растворе хлористого натрия в концентрации 37,2 мг/мл (7,96 · 10 5 имп/мин/мл). В среднем каж­дое животное получило 10,8 мг кислоты (51,9 мкмоль; 2,3 · 10 5 имп/мин). Удельная радиоактивность препарата 15,3 · 10 3 имп/мин/мг или 0,00689 мкКю/мг. После декапитации животных (через 5, 15, 20, 30, 45 мин и 1, 2, 3 и 4 ч после внутривенного введения и через 10, 15, 30, 45 мин и 1,1,5, 2, 3 и бч после введения препарата в же­лудок) гепаринизированную кровь мышей (10 - 20 ЕД в 1 мл крови) раз­бавляли равным объемом ацетатного буфера (рН 5,4; 0,1 М), затем сразу же извлекали органы и образцы тканей и готовили водные гомогенаты в разведении 1:10. Полученные образцы крови и гомогенаты вы­держивали в кипящей водяной бане в течение 5 мин, а затем центри­фугировали 15 мин при 1500 об/мин. По 0,2 - 0,3 мл полученных центрифугатов вносили в сцинтилляционный раствор, приготовленный по мето­ду Брея ( Bray J. A.// Analyt. Biochem. - I960. - Vol. 1. - p. 279 – 285). Радиоактивность растворов измеряли в течение 1 мин на жидкостном сцинтилляционном счетчике «Валлак 81000» (ЛКБ, Швеция).

Экскрецию радиоактивного материала с мочой у крыс изучали пос­ле орального, в/в подкожного (п/к) и внутримышечного (в/м) назначе­ния 14С-ННГ в дозах 100 и 500 мг/кг. В среднем каждая крыса полу­чала 200 000 имп/мин. Сбор мочи производился за 0 - 3 ч; 3 - 6 ч; 6 - 12 ч; 12 - 32 ч; 32 - 48 ч. Во время эксперимента животные ли­шались корма, а потребление 2% раствора сахарозы не ограничивали.

В сцинтилляционный раствор вносили по 0,6 мл выделенной за соответствующий срок мочи, радиоактивность раствора измеряли в течение 1 мин на жидкостном сцинтилляционном счетчике.

Для описания фармакокинетики 14С-ННГ применяли двухчастевую модель при внутривенном введении и одначастевую - при введении в же­лудок. Параметры модели определяли методом нелинейной регрессии с применением системы программ АСПИД.

Результаты и их обсуждение

После внутривенного введения мышам Na-соли ( 14С)-никотиноил-ГАМК ( 14С-ННГ) в дозе 500 мг/кг (2,17 ммоль/кг) в первой же пробе сыво­ротки крови (через 5 мин после введения) наблюдаются очень высокие концентрации радиоактивного материала - в среднем 6,2 0,32 мМ (табл. 1). Далее концентрация снижается двухфазно - сначала, пример­но до 1 ч, быстро (так называемая á-фаза), а затем медленно (β-фаза).

Таблица 1

Динамика концентраций радиоактивного материала в сыворотке крови мышей после введения животным Na-соли 14С-ННГ в дозе 500 мг/кг (2,28 ммоль/кг) внутривенно и внутрижелудочно

Время после введения	Концентрация, мкмоль (М ± m)
	внутривенно	внутрижелудочно
Мин
5	6620 ± 320	-
10	-	442 ±69
15	4780 ±320	612 ±70
20	930 ±170	-
30	645 ±64	435 ±110
45 .	164 ±15	234 ±58
ч
1,0	127 ± 54	164 ±39
1,5	-	66 ± 16
2,0	11,6 ± 6,1	56 ±16
3,0	3,0 ±1,5	13,9 ±6,9
4,0	Следы	-
6,0		Следы

 

 

Реально наблюдаемые концентрации (кружки на рисунке) удовлет­ворительно согласуются с данными, рассчитанными по этому уравнению (кривая 2 на рисунке): С= 12764 · e ^6,59t + 233 ^{е -1,352 t}.

Исходя из коэффициентов приведенного уравнения, были рассчита­ны фармакокинетические параметры ННГ у мышей при внутривенном введении. Результаты расчетов приведены в табл. 2.

 

Таблица 2

 

Параметр	Величина
Комплексный параметр для β–фазы, β, ч -1	1,35
Период полуэлиминации, t 1/2, ч	0,51
Комплексный параметр для á– фазы, á, ч -1	6,59
Период полураспределения t 1/2, á, ч -1	0,11
Константа скорости переноса из центральной в периодическую камеру, К 12, ч -1	6,14
Константа скорости переноса из периферической камеры в центральную, К 21, ч -1	1,45
Константа скорости элиминации из центральной камеры, к эл, ч -1	0,35
Общий клиренс, cl t, мл/мин/кг	1,05
Объем распределения в центральной камере, V 1, мл/г	0,18
Стационарный объем распределения , V ss, мл/г	0,92
Площадь под кривой, мкМ · ч При введении в вену, AUC i/ v При введении в желудок, AUC p/ o	2110 462
Абсолютная биодоступность, f, %	21,9
Константа скорости всасывания из ЖКТ, К 01, ч -1	10,1
Расчетное время достижения максимальной концентрации, t max, ч	0,23

 

Из полученных данных видно, что ННГ быстро распределяется по органам и тканям - период полураспределения в среднем равен 6,6 мин. При этом после достижения равновесного распределения соотношение количества препарата, проникшего в ткани периферической камеры (d ₂), к количеству препарата, оставшегося в крови и других тканях центральной камеры (d ₂), будет равно: К ₁₂/К ₂₁ = 4,2 , т.е. после достижения равновесного распределения в центральной камере будет находиться ~19% от общего количества препарата, а в периферичес­кой в 4,2 раза больше (~71%). Объем распределения в центральной камере сравнительно невелик (0,18 мл/г), а стационарный объем рас­пределения, напротив, весьма значителен - 0,92 мл/г, что подтверж­дает хорошую проницаемость препарата в различные органы и ткани.

ННГ, судя по динамике концентраций радиоактивного материала в сыворотке крови, сравнительно быстро элиминирует из организма мышей (период полуэлиминации в среднем составляет 0,51 ч). Поэтому через 4 ч после введения в вену даже большой дозы препарата (500 мг/кг) в сыворотке крови наблюдаются следовые количества радиоактивного материала, сопоставимые по числу импульсов с фоновыми значениями.

Общий клиренс радиоактивного материала составляет 1,05 мл/мин эта величина близка к значению клубочковой фильтрации у мышей, следовательно препарат и его радиоактивные метаболиты выделяются из организма в основном почками.

При введении препарата в той же дозе (500 мг/кг) внутрижелудочно концентрация радиоактивного материала в сыворотке крови мышей (табл. 1) быстро нарастает и достигает максимума (620 ± 70 мкМ) через 15 мин после введения. Затем уровни радиоактивности экспонен­циально снижаются с такой же скоростью (1,352 ч _-1), как и для β-фазы в случае внутривенного введения. Динамика концентраций ННГ в сы­воротке крови была описана с помощью одночастевой модели с учетом всасывания. Получено следующее уравнение (С, мкмоль, t, ч): С = 721 (е ^{-1,352 t}- е ^{-10,1 t}).

Параметры фармакокинетики ННГ при внутрижелудочном введении приведены в табл. 2. Препарат очень быстро всасывается, константа скорости всасывания из ЖКТ составляет 10,1 ч, т.е. 75% от всего всо­савшегося препарата абсорбируется из ЖКТ примерно за 0,1 ч. По со­отношению площадей под кривыми «концентрация – время» для перорального (AUC р/о) и внутривенного ( auc i/v) введений была вычислена абсолютная биодоступность (f) препарата при его введении в желудок:

 

f = (AUC р/о)/(AUC i/v)x 100% = 21 ,9%

 

Таким образом, при введении в желудок 500 мг/кг ННГ достигает системного кровотока только примерно 1/5 введенной дозы; остальная часть дозы не всасывается и выводится с калом. Учитывая высокую ско­рость всасывания препарата, столь низкую биодоступность можно, по-видимому, объяснить тем, что препарат быстро проходит тот участок ЖКТ, где происходит интенсивная абсорбция ННГ, возможно, за счет активного транспорта, а из нижележащих отделов ЖКТ всасывание препа­рата не происходит. Быстрое проникновение препарата в ткани под­тверждает динамика распределения радиоактивного материала в изуча­емых органах после назначения 14С-ННГ (табл. 3). Обращает на себя внимание быстрое и значительное поступление 14С-ННГ в почки (уже через 5 мин после в/в введения препарата концентрация 14С-ННГ боль­ше таковой в крови более, чем в 2 раза), а также его последующая элиминация. Довольно значительное количество материала поступает в мозг и жировую ткань и удерживается в этих тканях на протяжении 3 ч. В остальных случаях динамика изменений концентраций в тканях была сходна с таковой в крови.

Экскреция радиоактивного материала с мочой после введения 14С-ННГ различными путями (в вену, в мышцу, в желудок) в дозах 100 и 500 мг/кг была исследована на крысах (табл. 4). Полученные данные свидетельствуют о том, что препарат у крыс, как и у мышей, быстро выводится из организма - за 3 ч экскрети руется 41,4 - 85,9% радио­активного материала от всего количества, выделившегося за сутки, а общее количество препарата, выводимого за 48 ч, составляет 48 – 89%. Сопоставление суточной экскреции ННГ при разных способах введения позволяет оценить биодоетупность препарата у крыс. В случае ораль­ного назначения 14С-ННГ биодоступность препарата составляет 53% при дозе 100 мг/кг и 78,5% при дозе 500 мг/кг, что значительно выше таковой у мышей, найденной по динамике концентраций препарата в крови.

Таблица 4

Кумулятивная экскреция с мочой радиоактивного материала после различных способов введения 14С-ННГ в дозах 100 и 500 мг/кг

Срок наблюдения, ч	Способ введения, мг/кг
	внутрь		внутривенно		внутримышечно
	100	500	100	500	500
Кумулятивная экскреция, мг ( M ± m)
3	4,6 ± 0,4	13,3 ± 2,4	8,8 ± 0,3	27,1 ± 2,1	30,9 ± 3,0
6	5,7 ± 0,3	22,0 ± 1,5	12,1 ± 0,9	36,0 ± 2,0	34,7 ± 3,1
12	6,1 ± 0,3	30,4 ± 1,2	12,24 ± 0,7	39,4 ± 1,6	35,7 ± 2,5
24	6,7 ± 0,2	33,1 ± 1,1	12,64 ± 0,6	40,9 ± 1,3	35,96 ± 2,1
32	6,9 ± 0,2	33,5 ± 0,8	12,8 ± 0,5	41,3 ± 1,2	36,07 ± 1,8
48	7,1 ± 0,18	34,7 ± 0,8	12,95 ± 0,4	41,7 ± 1,0	36,29 ± 1,7

 

Возможно, это объясняется тем, что участок ЖКТ, где происходит ак­тивное всасывание препарата, у крыс значительно больше. При внутри­мышечном назначении препарата биодоступность оказывается значитель­но выше и составляет 87,9%.