Введение к работе
Актуальность проблемы. Деятельность современного человека осуществляется в условиях возрастания интенсивности и продолжительности действия неблагоприятных эколого-профессиональных факторов – колебаний барометрического давления, температурных нагрузок, изменений парциального давления газов вдыхаемого воздуха, интенсивных шумов и вибраций, гипергравитации, или невесомости, угловых ускорений, негативных информационно-семантических и других факторов среды. Сочетанное, одновременное или последовательное действие нескольких факторов ведет к взаимному отягощению их влияния на организм человека. Выполнение в этих условиях задач профессиональной деятельности, особенно связанных с физическими и психоэмоциональными нагрузками, обусловливает дополнительное напряжение функций организма и может вызвать быстрое истощение его физиологических резервов.
В ответ на воздействие определенной дозы (интенсивности и длительности) неблагоприятных эколого-профессиональных факторов могут развиваться состояния предельного напряжения механизмов адаптации с обратимыми явлениями дезадаптации, которые обозначаются термином экстремальные. Особенно высок риск развития экстремальных и критических состояний у ликвидаторов последствий аварий и катастроф, участников военных конфликтов, подводников, водолазов, десантников, летного состава, космонавтов (Новиков В.С. и соавт., 1998; Козлов Н.Б., 1992; Шестопалов С.С., 2000; Морозов И.С. и соавт., 2001, Ганапольский В.П., 2008; Домрачеев А.А., 2009; Гурвич В.Б., 2009).
Бурное развитие ядерной энергетики и химической промышленности во многих странах мира в последние годы сделало угрозу радиоактивного и химического заражения обширных территорий реальной не только в случае применения ядерного и химического оружия, но и в случае разрушения объектов ядерно-топливного цикла и химической промышленности, находящихся в районе ведения боевых действий, обычным оружием или при их аварии в ходе промышленной эксплуатации. Это приведет к появлению новых категорий пораженных. В массовых масштабах возникнут специфические виды патологии, требующие специальных подходов при проведении профилактики и лечения. Существенно изменятся величина и структура санитарных потерь. Значительно увеличится число лиц с боевой терапевтической травмой, среди которых большую часть составят пораженные токсичными химикатами и ионизирующим излучением.
В 1993 году была принята Парижская «Конвенция о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия». Конвенцию подписали более 150 государств, в их числе и Россия. В соответствии с Конвенцией изданы Указ Президента Российской Федерации «О подготовке Российской Федерации к выполнению международных обязательств в области химического разоружения» и Постановление Правительства РФ от 21 марта 1996 года №305 «Об утверждении Федеральной целевой программы «Уничтожение запасов химического оружия в Российской Федерации»», а также Постановление Правительства РФ от 24 октября 2005 года №639 «О внесении изменений в Федеральную целевую программу «Уничтожение запасов химического оружия в Российской Федерации»».
Однако основными причинами, побуждающими говорить о сохранении высокого уровня военно-химической опасности, являются достижения современной химии в области органического синтеза, беспрецедентный рост масштабов химического производства в мирных целях, огромное разнообразие синтезированных и вновь синтезируемых веществ, многие из которых обладают высокой токсичностью.
Количество изученных физиологически активных веществ (ФАВ), свойства которых позволяют рассматривать их как потенциальные средства ведения химической войны, составляют не один десяток. И этот список будет расти даже в том случае, если в соответствии с Конвенцией будут полностью запрещены работы по поиску новых активных токсикантов. Поэтому химическое разоружение ни в одной стране пока не привело к сокращению работ в области противохимической защиты (ПХЗ).
В последнее время к угрозе применения химических веществ в военных конфликтах добавляются проблемы химической опасности в мирное время. Непрерывно растет вероятность аварий на химически опасных объектах, увеличивается возможность терроризма с применением боевых токсических химических веществ (БТХВ), возникает, а в отдельных регионах порой принимает катастрофические масштабы, загрязнение окружающей среды (Плужников Н.Н. и соавт., 2000,2001; Лужников Е.А., Гольдфарб Ю.С., 2001; Прозоровский В.Б. и соавт., 2001; Куценко С.А., Гребенюк А.Н., 2001; Соцкова В.А., 2007; Гурвич В.Б., 2009).
Всё это доказывает актуальность изучения механизмов действия токсикантов и разработки новых методов эффективного лечения токсических поражений. Однако существующие подходы к решению обозначенной проблемы сконцентрированы в основном на специфических составляющих патогенеза токсических поражений и их терапии.
Действительно, если для купирования специфических эффектов токсикантов основным подходом является использование антидотов, то для коррекции неспецифических проявлений токсических поражений экстремальная медицина по-прежнему опирается лишь на синдромальный (посимптомный) подход. Отсутствуют четкие критерии использования широкого арсенала средств, позволяющих повышать неспецифическую резистентность организма в критических состояниях. Немаловажным является и то, что недостаточно изучены вопросы взаимодействия специфических антидотов с лекарственными средствами, используемыми при коррекции неспецифических проявлений токсических поражений.
Не менее актуальной видится разработка средств и методов коррекции экстремальных состояний как для медицины труда (военной, авиакосмической, морской и спортивной медицины, гигиены труда и профпатологии, медицины катастроф), так и для клинической медицины (Азизов А.П., 1998; Косолапов В.А., Куренков Л.А., 1998; Шестопалов С.С., 2000; Крылова Е.В., 2003; Юшков Б.Г., 2006; Caputa M., 2006;).
Перспективной в качестве средств коррекции экстремальных состояний человека является группа фармакологических препаратов, которые стимулируют двигательную активность и работоспособность организма в осложненных (экстремальных) условиях (Бобков Ю.Г. и соавт., 1984; Сергеева С.А., 1993; Морозов И.С. и соавт., 1998; Катаев В.А., 2006; Воронина Т.А. и соавт., 2007). Среди них важное место занимают актопротекторы производные бензимидазола. Действительно, опыт авиационной, радиационной, спортивной медицины показывает, что для обеспечения эффективной фармакотерапии экстремальных состояний перспективным является создание системы фармакологических комплексов, которые должны обладать психостимулирующим действием на фоне достаточного антиоксидантного, витаминного и минерального обеспечения. Для данной категории людей базовыми должны являться препараты из группы актопротекторов (Новиков В.С. и соавт., 1998).
Цель исследования. Целью исследования явилась разработка патогенетически обоснованных подходов к коррекции неспецифических проявлений токсических поражений с учетом взаимодействия средств неспецифической фармакотерапии со специфическими антидотами.
Задачи исследования:
-
Изучение механизмов защитной эффективности бемитила (антиокислительной и антирадикальной активности) в сравнении с референтными препаратами в модельных системах in vitro.
-
Изучение механизмов защитной эффективности бемитила и его совместного применения с антидотами (метиленовый синий, цистамин) при остром смертельном отравлении нитритом натрия и в условиях метгемоглобинемии, вызванной хронической нитритной интоксикацией.
-
Изучение влияния бемитила и его сочетанного применения с антидотами фосфорорганических соединений (ФОС) (атропин, диэтиксим) на состояние мембран клеток (микровязкость, активность мембрансвязанных ферментов), процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) и некоторые метаболические реакции в восстановительном периоде после тяжелых острых отравлений ФОС (карбофос, армин).
-
Изучение влияния бемитила на перекисное окисление липидов, ключевые фрагменты антиокислительной системы цикла трикарбоновых кислот, пентозофосфатного цикла, ферменты синтеза мочевины и морфофункциональное состояние печени при сочетанной интоксикации полихлорированными бифенилами и этанолом.
-
Изучение влияния бемитила на суммарный уровень цитохрома Р450 в печени, изоформо-специфические и изоформо-неспецифические монооксигеназные активности в печени и лимфоцитах.
-
Изучение экспериментальной и клинической фармакокинетики бемитила при однократном и курсовом введении, а также анализ влияния феномена фармакокинетической интерференции на фармакокинетические параметры бемитила и других лекарственных препаратов при совместном их применении в единой лекарственной форме.
-
Изучение эффективности включения бемитила в комплекс реабилитационных мероприятий контингента, пострадавшего от аварии на Чернобыльской АЭС.
Научная новизна.
Впервые изучено влияние бемитила и его сочетанного применения с антидотами метиленовым синим и цистамином на длительность жизни экспериментальных животных и процессы ПОЛ при остром смертельном отравлении нитритом натрия и хронической нитритной интоксикации. Показано, что механизмы потенцирования защитного эффекта сочетанного применения метиленового синего или цистамина, обладающих деметгемоглобинезирующей активностью, с бемитилом, в фармакологическом спектре которого присутствует антигипоксическая и антиоксидантная активность, обусловлены их действием на различные звенья токсикогенеза. Продемонстрировано, что одним из механизмов реализации защитных эффектов сочетанного применения бемитила с антидотами является восстановление нарушенного прооксидантно-антиоксидантного равновесия.
Выявлено, что использование бемитила в качестве дополнительного к антидотам средства восстановительного лечения после тяжелых отравлений ФОС полностью предупреждает падение активности Na+/K+ АТФазы и увеличение продуктов ПОЛ-диеновых конъюгатов, оснований Шиффа (ШО) в органах крыс. Бемитил в комбинации с атропином, в отличие от атропина, применяемого отдельно, предупреждает развитие структурно-функциональных нарушений в мембранах эритроцитов, и как следствие, изменение флуоресценции мембранного зонда 1-анилинонафталин-8-сульфоната (АНС) в мембранах эритроцитов крыс на 14 и 21 сутки после отравления карбофосом. Показано, что в основе механизма защитного влияния на эритроциты лежат три основных механизма: стимулирующее действие препарата на эндогенные антиоксидантные системы, антирадикальный эффект, мембраностабилизирующее действие.
Выявлено преимущество бемитила перед гепатопротектором силимарином в условиях экспериментального цирроза печени, вызванного смесью полихлорированных бифенилов и этанола. Применение бемитила способствует восстановлению активности сукцинатдегидрогеназы (СДГ), малатдегидрогеназы (МДГ), ферментов синтеза мочевины (аргиназы и карбамоилфосфатсинтетазы (КФС)), стабилизации процессов ПОЛ, активности каталазы, а также нормализует скорость использования Гл-6-Ф через пентозофосфатный шунт.
Определены особенности влияния бемитила на изоформо-специфические (7-этоксирезоруфин-О-деэтилазную (ЭРОД), бензилоксирезоруфин-О-дебензилазную (БРОД)) и изоформо-неспецифические (аминопирин-О-деметилазную, анилин-р-гидроксилазную, 4-нитроанизол-О-деметилазную и 2,5-дифенилизоксазол-р-гидроксилазную) активности в печени и лимфоцитах, что позволило оценить возможное участие конкретных изоформ цитохрома Р450 в метаболизме препарата и прогнозировать характер фармакокинетической интерференции в рамках комплексной терапии.
Впервые исследовано влияние феномена фармакокинетической интерференции на фармакокинетические параметры бемитила и других лекарственных препаратов при совместном их применении в единой лекарственной форме.
Показано, что механизмами реализации защитно-восстановительного действия бемитила, повышающего функциональное состояние организма и работоспособность при воздействии экстремальных факторов среды обитания и деятельности, являются антирадикальная активность, влияние препарата на ферменты антиоксидантной защиты (супероксиддисмутаза (СОД), каталаза), а также на ряд других ферментных систем, биоэнергетику клетки и состояние биологических мембран. Благодаря оптимальным фармакокинетическим свойствам препарата, а именно интенсивному распределению бемитила в органы и ткани, бемитил способен взаимодействовать с водорастворимыми и липофильными свободными радикалами.
Научно-практическая значимость работы:
Сформулирован подход к анализу механизмов реализации защитно-восстановительных эффектов препаратов, повышающих функциональное состояние организма и работоспособность человека при воздействии экстремальных факторов среды обитания и деятельности, с целью создания методологии доклинического изучения препаратов подобного типа действия.
Обоснована перспективность включения бемитила в качестве базисного средства, обеспечивающего позитивное влияние на выживаемость и физическую работоспособность при широком спектре неблагоприятных для профессиональной деятельности условий, в систему фармакологических комплексов, содержащих дополнительные препараты, избирательно повышающие работоспособность в конкретной экстремальной ситуации.
Полученные результаты доказывают необходимость учета феномена фармакокинетической интерференции при применении многокомпонентных лекарственных комплексов, содержащих в своем составе актопротекторы – производные бензимидазола, в условиях фармакологической коррекции экстремальных состояний, и позволяют прогнозировать потенциально опасные комбинации лекарственных средств, а также оптимизировать режимы использования актопротекторов в зависимости от их влияния на цитохром Р450-зависимые монооксигеназы и особенностей распределения по органам и тканям организма.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Присутствие неспецифических механизмов патогенеза постинтоксикационных нарушений в тканях органов-мишеней, обусловленных активацией перекисного окисления и нарушением антиоксидантной защиты, ведущих к повреждению клеточных мембран и метаболическому дисбалансу, определяет необходимость совместного применения антидотов специфического действия совместно со средствами неспецифической защиты, в частности - актопротекторов производных бензимидазола.
2. Курсовое применение производного бензимидазола – актопротектора бемитила обеспечивает кумуляцию препарата в крови преимущественно за счет его накопления в эритроцитах, при этом имеет место интенсивное распределение препарата из крови в органы и ткани-мишени с оптимальным коэффициентом распределения между полярной и неполярной фазами, что позволяет эффективно взаимодействовать с радикалами без образования активных радикальных форм ингибитора.
3. При проведении терапии токсических повреждений с использованием фармакологических комплексов необходим обязательный учет феномена фармакокинетической интерференции.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Международной конференции «Новые лекарственные средства: синтез, технология, фармакология, клиника» (Минск, 2001), конференции «Клинические исследования лекарственных средств в России» (Москва, 2001, 2007), IX, X, XI, XIV Российских национальных конгрессов «Человек и лекарство» (2002, 2003, 2004, 2007), I национальной научно-медицинской конференции «Здоровье человека» (Ереван, Армения, 2002), VI, VIII и IX Международной научной конференции «Здоровье семьи – XXI век». (Дубаи, ОАЭ, 2002; Гоа, Индия, 2004; Далянь, Китай, 2005; Бангкок, Таиланд, 2006), на научных сессиях Пермской государственной медицинской академии (Пермь, 2002, 2006), Международной конференции «Reactive oxygen and nitrogen species, antioxidants and human health» (Смоленск, 2003), II съезде Российского научного общества фармакологов «Фундаментальные проблемы фармакологии» (Москва, 2003), конференции «Основные общепатологические и клинические закономерности развития критических терминальных и постреанимационных состояний, принципы их коррекции» (Москва, 2003), IV Российской конференции «Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция» (Москва, 2005).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 69 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 283 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, главы описания материалов и методов исследования, 9 глав собственных исследований, заключения, выводов и списка литературы, включающего 621 источник, из них 339 отечественный и 282 зарубежный. Работа иллюстрирована 8 рисунками и содержит 34 таблицы.
![Патогенез кардиотоксического поражения при остром отравлении вератрином [Электронный ресурс]](/i/i/4242/180332.png "Патогенез кардиотоксического поражения при остром отравлении вератрином [Электронный ресурс] Суворова Татьяна Викторовна")
