Содержание к диссертации
Введение
1. Литературный обзор 7
1.1. Классификация антибиотиков и сульфаниламидных препаратов, физико-химические свойства 7
1.2. Метаболизм антибиотиков и сульфаниламидных препаратов и их воздействие на организм человека 15
1.3. Побочные действия антибиотиков и сульфаниламидных препаратов 26
1.4. Методы анализа антибиотиков 31
1.5. Методы определения сульфаниламидных препаратов 46
2. Исследование методов анализа лекарственных препаратов в биологических объектах (обсуждение результатов) 51
2.1. Определение антибиотиков в пищевой продукции 77
2.2. Количественное определение лекарственных препаратов в биологических жидкостях человека 81
3. Экспериментальная часть 88
Выводы 106
Список использованных сокращений 108
Список использованных источников ПО
Приложения
- Классификация антибиотиков и сульфаниламидных препаратов, физико-химические свойства
- Методы анализа антибиотиков
- Определение антибиотиков в пищевой продукции
Классификация антибиотиков и сульфаниламидных препаратов, физико-химические свойства
В отличие от основных продуктов жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов, антибиотики характеризуются двумя основными признаками [2]: во-первых, АБ обладают высокой биологической активностью - антибиотические вещества даже в очень низких концентрациях проявляют высокий физиологический эффект; во-вторых, характерной особенностью антибиотических веществ является их селективность - каждый АБ проявляет свое биологическое действие лишь по отношению к отдельным, вполне определенным организмам или группам организмов, не оказывая при этом заметного эффекта на другие формы.
Выражение величин биологической активности АБ обычно производят в условных единицах, содержащихся в 1 мл раствора (ед./мл) или в 1 мг препарата (ед./мг). За единицу антибиотической активности принимают минимальное количество антибиотика, способное подавить развитие или задержать рост стандартного штамма тест-микроба в определенном объеме питательной среды. Например, единицей антибиотической активности пенициллина считают минимальное количество препарата, способное задерживать рост золотистого стафилококка штамм 209 в 50 мл питательного бульона [5]. Для стрептомицина единица активности - минимальное количество антибиотика, задерживающее рост Е. coli в одном миллилитре питательного бульона [2].
Многообразие уже изученных антибиотиков, сильно различающихся между собой по биологическим, физическим и химическим свойствам приводит к необходимости классификации антибиотиков. Однако до сих пор нет общепринятой точки зрения по этому вопросу, и подходы к классификации определяются главным образом профессиональными интересами ученых. Биологи, занимающиеся изучением продуцентов антибиотических веществ и условиями их образования, считают наиболее приемлемой биологическую классификацию, основанную на принципе биологического происхождения антибиотиков. Химики, изучающие строение молекул антибиотиков и разрабатывающие пути их химического синтеза, считают наиболее целесообразной химическую классификацию, основанную на структурных формулах антибиотиков.
Наиболее распространена классификация антибиотических веществ, предложенная Шемякиным, Хохловым и др. [6 — 8], основанная на их химическом строении (Схема 1).
Антибиотики тетрациклинового ряда. По химическому строению полу синтетические тетрациклины можно разделить на две группы [3,6-8].:
- карбоксамидные производные,
- 6-дезоксипроизводные тетрациклина (Приложение 1,рис. 1).
В медицине нашли применение тетрациклин, тетрациклина гидрохлорид, окситетрациклина дигидрат и окситетрациклина гидрохлорид (Приложение 1, табл. 1.1) [8, 9]. Некоторые свойства препаратов тетрациклинов приведены в Приложении 1 [6, 8], табл. 1.2 - 1.4.
Известно, что в водных растворах стабильность антибиотиков тетрациклинового ряда зависит не только от температур, но и от значения рН раствора. Так, например, в нейтральных растворах хлортетрациклин достаточно устойчив. Повышение щелочности среды резко снижает его стабильность [3, 9-13].
Одним из недостатков природных тетрациклинов является сравнительно высокая токсичность. В настоящее время производятся полусинтетические аналоги природных тетрациклинов с повышенными антимикробными свойствами: морфоциклин, доксициклин, метациклин (рондомицин) и др.
Тетрациклиновые антибиотики обладают способностью избирательно накапливаться в опухолевых тканях. При облучении опухолевых тканей, содержащих тетрациклины, они начинают флуоресцировать. Этот метод нашел применение при диагностике больных раком желудка. Наиболее эффективным для перорального приема оказался диметилхлортетрациклин, а для внутривенного введения - окситетрациклин [3].
Антибиотики пенициллинового ряда. Природные пенициллины (полученные в химически чистом состоянии в виде солей) представляют собой сходные гетероциклические соединения, в основе которых лежит своеобразная бициклическая система, построенная из конденсированных тиазолидино-вого и (3-лактамного колец (Приложение 2, рис. 2). Основные представители это группы антибиотиков представлены в табл. 2.1 (Приложение 2)
В настоящее время из известных природных пенициллинов медицинское применение имеет натриевая, калиевая, новокаиновая соли бензилпени-циллина и феноксиметилпенициллин [7, 10]. Некоторые свойства препаратов приведены в приложении 2 (табл. 2.2) [5]. Феноксиметилпенщиллин является в настоящее время наиболее распространенным антибиотиком этой группы. Он в отличие от большинства пенициллинов весьма стабилен в кислой среде и может быть получен в виде устойчивой свободной кислоты.
Методы анализа антибиотиков
Одной из задач современной медицинской химии является разработка способов выделения, очистки, идентификации и количественного определения АБ в таких биологических жидкостях, как моча, слюна, кровь, плазма или сыворотка крови и др. Только на основе применения таких методик можно изучать вопросы всасывания, транспорта и выведения препарата, его биологическую доступность, предупреждать возможное токсическое воздействие лекарств, разрабатывать оптимальные режимы фармакотерапии и контролировать процесс лечения. Необходимо также контролировать содержание АБ в биологических жидкостях больных, страдающих желудочно-кишечными заболеваниями и заболеваниями печени и почек. Это вызвано тем, что при таких заболеваниях изменяются процессы всасывания, нарушаются метаболические процессы, замедляется выведение антибиотика из организма.
Биологические жидкости - очень сложные объекты для выполнения анализа. Они представляют собой многокомпонентные смеси, включающие большое число неорганических и органических соединений различной химической природы: микроэлементы, аминокислоты, полипептиды, белки, ферменты и др. Их концентрация колеблется от 10 мг/мл до нескольких нано-грамм. Даже в такой относительно простой физиологической жидкости, как моча, идентифицировано несколько сотен органических соединений [9]. Всякий биологический объект - динамичная система. Ее состояние и химический состав зависят от индивидуальных особенностей организма, воздействия факторов внешней среды (состав пищи, физическая и психическая нагрузка и т.д.). Все это еще в большей степени усложняет выполнение химического анализа, так как на фоне столь большого количества сложных по химическому строению органических веществ нужно определять очень малые количества ЛП. Выделение этих веществ из сложных смесей, разделение и установление количественного содержания каждого компонента - задача чрезвычайно сложная.
Методы анализа должны отличаться высокой чувствительностью, специфичностью, точностью и воспроизводимостью. Важное значение имеет расход анализируемого материала, учитывая, например, что количество крови, взятой для анализа, ограничивается определенными пределами.концентраций испытуемого и стандартного образца антибиотика на тест-микроорганизм .
? В методе последовательных разведений готовят серию растворов антибиотического вещества различных концентраций, вносят определенное количество клеток тест-микроба, пробы термостатируют исследуют на наличие или отсутствие в них тест-организма [2].
? Диффузионные методы основаны на способности антибиотических средств диффундировать в агаровых средах и образовывать зоны, в которых не развиваются используемые тест-организмы [2].
Широкое распространение в практике количественного определения антибиотиков нашли турбидиметрические методы, в основе которых положена логарифмическая зависимость степени угнетения роста тест- организма от концентрации антибиотика [2].
Разработаны ускоренные биологические методы определения антибиотиков в биологических жидкостях. Так, для установления концентрации антибиотиков аминогликозидов в крови больных применяют модифицированный метод диффузии в агар. Ускорение определения (вместо 16 - 18 до 2 - 6 ч) достигается за счет создания максимально благоприятных условий для роста тест-микроорганизмов. Метод прост, но неспецифичен, если в сыворотке крови присутствует несколько антибиотиков [2].
Определение антибиотиков в пищевой продукции
Одним из последствий влияния загрязнителей (в том числе и ЛП) на организм человека является аллергическое действие, получившее в последние годы широкое распространение. Число аллергий, по сравнению с серединой XX в. возросло в несколько десятков раз [1, 146]. Это вызывает необходимость точных и достоверных данных по содержанию этих веществ в организме человека.
Здоровье человека определяется не только генетическими механизмами, но и условиями жизни, в том числе - качеством питания и услуг медицины. Причем побочное действие многих лекарственных препаратов - или продуктов их метаболизма - зачастую скрыты во времени. Так аллергич-ность СА связано не столько с их прямым действием на организм, сколько с действием их метаболитов [147]. Метаболиты С А - производные N-фенилгидроксиламина, n-аминофенол, гидроксиламин и хинонимин - сами по себе стимулируют развитие аллергических реакций. Причем, наличие двух последних соединений в качестве метаболитов, само по себе свидетельствует о внедрении СА в естественный ход окислительно-восстановительных процессов организма. Следствием этих процессов является необратимый пе-реход Fe гемоглобина в Fe . Образующийся метгемоглобин уже не способен переносить кислород к тканям, что коррелирует с фактом увеличения потребления кислорода организмом [3, 9]. Подобные механизмы характерны для большинства антимикробных препаратов.
В ответ на поступление аллергенов в организме вырабатываются антитела, которые нейтрализуют аллергены. При повторных поступлениях аллергенов выработка антител резко возрастает и в результате взаимодействия аллергенов с антителами вырабатываются активные вещества, например, гис-тамин, принадлежащий к числу биогенных аминов и содержащихся в больших количествах в неактивной, связанной форме в различных органах и тканях животных и человека: легкие, печень, кожа, а также в тромбоцитах и лейкоцитах. А высвобождение гистамина, в свою очередь, нарушает проницаемость кровеносных капилляров, что вызывает тканевые повреждения и воспаления, воздействует на нервные рецепторы.
Как уже отмечалось, наличие в трофических цепях синтетических ЛП в последние годы приобретает особое значение, что связано, прежде всего, с появлением штаммов микроорганизмов, устойчивых к антибиотикам и сульфаниламидам [1].
Нет ни одного антибиотика, к которому бы не формировалась приобретенная резистентность. Процесс возникновения резистентных штаммов практически бесконечен, поэтому с каждым годом число антибиотиков (по своей сути - поллютантов) растет.
Широкое развитие сравнительно новой отрасли экологии — экологии человека - ставит определенные задачи перед исследователями, а именно: разработка и внедрение современных инструментальных методов для проведения анализа в центрах по исследованию качества пищевой продукции, а также в клинических лабораториях и медицинских учреждениях.
Рынок мясомолочной продукции в Приморском крае широко представлен местными производителями, поэтому было интересно определить состояние зараженности продуктов животноводства антибиотиками тетрациклином, бензилпенициллином и левомицетином, т.к. именно эти антибиотики наиболее часто применяются в ветеринарии.
Используя разработанную методику, нами были исследованы образцы пищевой продукции от приморских производителей. Все образцы приобретались в розничной сети г. Владивостока в период 10.1998 - 10.2000 гг. Подлинность производителя устанавливалась по сертификатам соответствия на данный вид продукции. Наименование производителя по этическим соображениям не приводится. Отбор образцов всех видов продукции производился 4 раза в год. В каждом образце определяли содержание остаточного количества лекарственных препаратов с помощью разработанной хроматографиче-ской методики. Согласно действующему СанПиН [145], вся продукция, по 79 ступающая на продовольственный рынок, проходит санитарно-гигиеническое освидетельствование, одним из пунктов которого является определение остаточных количеств антибиотиков. Таким образом, само появление продукции на рынке говорит о том, что антибиотиков в исследуемом образце обнаружено не было. Но это не говорит о полном их отсутствии, что и было показано при помощи хроматографического метода анализа, который является гораздо чувствительный, чем микробиологические [140].
