Введение к работе
Актуальность проблемы. В основе патогенеза различных заболеваний органа зрения лежит нарушение процессов доставки кислорода к тканям -гипоксия. В последние годы доля заболеваний органа зрения, обусловленных нарушением гемодинамики возросла [Тарасова Л.Н. и соавт., 2003]. Это связано с увеличением заболеваемости атеросклерозом, гипертонической болезнью, сахарным диабетом и т.д. Кроме того, все чаще ишемическое поражение сетчатки и зрительного нерва развивается не только у людей старшей возрастной группы, но и у лиц среднего возраста. Стойкое и выраженное снижение зрительных функций, возникающее вследствие недостатка поступления кислорода к тканям сетчатки и зрительного нерва, приводит к инвалидности большой группы населения. Все это требует значительных социально-экономических затрат со стороны государства. Рациональная терапия этих состояний способствует уменьшению количества больных, ослепших в результате ишемических и дегенеративных заболеваний глазного яблока.
Одним из направлений в лечении ишемических процессов сетчатки и зрительного нерва является нейропротекторная терапия. Нейропротекция подразумевает защиту сетчатки и волокон зрительного дерва от повреждающего действия различных факторов. В настоящее время все больше и больше внимания уделяется изучению и поиску новых способов нейропротекторнойтерапии.
История изучения патогенетических аспектов гипоксии и способов их коррекции насчитывает более 100 лет. Однако она по-прежнему далека от решения. Это связано не только со сложностью патогенетических механизмов повреждения тканей в условиях недостаточного поступления кислорода, вовлечением в патологический процесс широкого спектра метаболических систем, контролирующих его на разных уровнях, и необходимостью коррекции разнообразных метаболических сдвигов. Прежде всего, это обусловлено отсутствием сведений о накоплении
2 лекарственных препаратов в тканях глазного яблока и способах наиболее рационального их введения.
Гипоксия - это сложный динамический процесс, в одних случаях он может быть компенсированным, в других - некомпенсированным [Поборский А.В., 1991; Лукьянова Л.Д., 1997; Медведев Ю.В., Толстой А.Д., 2000]. При нарушении поступления кислорода к тканям продолжительность сохранения функциональной способности ткани зависит от ее внутренних резервов [Власова И.Г., Лукьянова Л.Д., 1990; Дудко В.А., Соколов А.А., 2000]. В сетчатке существует несколько механизмов защиты от повреждения при экстремальных ситуациях. Это в первую очередь интенсивный анаэробный гликолиз [Лютов В.П., 1988; Pirie A., R. Van Heyningen, 1968]. При развитии гипоксии в сетчатке происходит перестройка метаболизма путем активации тормозных процессов [Гизатуллин А.Г. и соавт., 1986; Юсупов Р.Г., Сафина З.М., 1987]. При недостатке поступления кислорода и усилении процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) важную адаптационную роль играет пигментный эпителий [Донцов А.Е., Островский М.А., 1984]. Показано, что содержащийся в его клетках меланин обладает антиоксидантной активностью, ускоряя дисмутацию анион-радикалов кислорода [Островский М.А., Донцов А.Е., 1983]. Кроме того, нельзя забывать о роли стекловидного тела, как «резервуара» глюкозы и кислорода [Pirie A., R. Van Heyningen, 1968].
Все это способствует достаточно длительному сохранению
функциональных резервов сетчатки [Зак П.П. и соавт., 2001; Webster Н., Ames А., 1965; Steinman L., Ames А., 1974]. Однако следует отметить, что сведения о высокой устойчивости тканей сетчатки к недостаточному поступлению кислорода получены в экспериментах на животных, сетчатка которых содержит только колбочки. Кроме того, эти исследования были проведены на изолированных препаратах сетчатки при поддержании постоянной кислотности и концентрации глюкозы в растворе, используемом для перфузии.
При гипоксии одним из основных механизмов повреждения клеток является активизация процессов ПОЛ и увеличение концентрации свободных радикалов, поэтому для защиты сетчатки от повреждения при нарушении поступления кислорода нашли применение препараты, оказывающие антиоксидантое действие [Лукьянова Л.Д., 1989].
Другим важным механизмом повреждения нейронов в условиях гипоксии является нарушение ионного баланса и, прежде всего, увеличение концентрации ионов Са и Na в цитоплазме [Владимиров ЮА, Арчаков А.И., 1972; Дудко В.А, Соколов АА, 2000; Медведев Ю.В., Толстой А.Д., 2000; Шевченко Ю.Л. и соавт., 2000]. Одним из способов коррекции нарушения ионного равновесия является применение препаратов, воздействующих на работу ионных каналов [Orgul S., Flammer J., 2000].
Кроме того, при гипоксии наблюдается нарушение синаптической передачи и процессов синтеза в нейронах. Все это приводит к функциональным нарушениям. В организме существует система собственной регуляции функциональных нарушений, которую осуществляют специфические белки. Применение нейропептидов может способствовать нормализации функциональной способности нейронов сетчатки [Хавинсон В.Х., Трофимова СВ., 2002].
На сегодняшний день имеются сведения о влиянии ряда
лекарственных препаратов, относящихся к различным фармакологическим
группам, на процессы ПОЛ, реологические свойства крови и
микроциркуляцию в зоне ишемии. Однако большинство подобных исследований проводилось в отношении миокарда и тканей головного мозга. Данные о влиянии препаратов на течение гипоксии в сетчатке немногочисленны. Кроме того, большая доля исследований проводилась in vivo, что не дает полного представления о структурных и функциональных изменениях, происходящих в сетчатке на фоне применения лекарственной коррекции ишемических состояний.
Рациональная терапия любого заболевания основана не только на сведениях, отражающих фармакодинамические свойства лекарственного средства, но и на особенностях его фармакокинетики. Исследования глазной фармакокинетики малочисленны. В отношении препаратов, применяемых для коррекции метаболических процессов в тканях сетчатки, они практически отсутствуют. Однако, не зная особенностей распределения лекарственного препарата в тканях сетчатки, невозможно выбрать наиболее эффективный способ введения и режим применения лекарственного средства.
Таким образом, учитывая необходимость широкого использования нейропротекторной терапии в офтальмологии, можно выделить два направления решения данной проблемы. Необходимо расширить представления о фармакодинамике и изучить фармакокинетические свойства препаратов, уже применяющихся в офтальмологии, и на основании полученных данных разработать рациональные способы их применения. Перспективной является разработка новых препаратов, оказывающих нейропротекторное действие. Однако данное направление требует больших временных и экономических затрат.
В связи с этим, настоящее исследование имело целью провести
экспериментально-клиническую оценку фармакокинетики и
фармакодинамики препаратов, применяемых для лечения ишемических заболеваний сетчатки и зрительного нерва, и разработать рациональные схемы их комбинированного применения.
' В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:
Изучить распределения нейропротекторных препаратов в различных тканях глазного яблока с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии.
Разработать методику математического анализа основных фармакокинетических параметров, характеризующих глазную фармакокинетику лекарственных средств.
Оценить особенности глазной фармакокинетики следующих препаратов - 1% раствора эмоксипина, 0,02% раствора гистохрома, 0,25% раствора цитохрома С, 400 000 ЕД/мл раствора супероксиддисмутазы, 0,5% раствора бетаксолола и 0,5% раствора ретиналамина.
Сравнить распределение исследуемых препаратов в различных тканях глазного яблока и изучить влияние способа введения лекарственного средства на параметры его глазной фармакокинетики.
Исследовать влияние нейропротекторных препаратов на степень изменения электрофизиологических параметров на фоне циркуляторной гипоксии сетчатки и зрительного нерва и выявить взаимосвязь динамики оцениваемых показателей со скоростью накопления и выведения веществ из сетчатки.
Разработать методику определения основных временных фармакокинетических параметров препаратов, оказывающих нейропротекторное действие, in vivo по биологической реакции тканей.
Оценить морфологические изменения ткани сетчатки в поздние сроки после нарушения артериального кровообращения на фоне применения исследуемых препаратов.
Изучить влияние нейропептида - ретиналамина на состояние зрительных функций у больных первичной открытоугольной глаукомой.
По степени изменения психофизических и электрофизиологических параметров у больных глаукомой с нормализованным ВГД сравнить выраженность нейропротекторных свойств антиоксидантов - супероксиддисмутазы, эмоксипина и гистохрома
Провести сравнительную оценку влияния неселективных и селективных бета-адреноблокаторов на гемодинамику и зрительные функции органа зрения больных первичной открытоугольной глаукомой.
На основании полученных данных разработать практические рекомендации по рациональному применению исследуемых препаратов для лечения ишемических заболеваний сетчатки и зрительного нерва.
Научная новизна
Проведено широкое изучение особенностей распределения в различных тканях глазного яблока лекарственных препаратов, оказывающих нейропротекторное действие.
Разработана методика математического анализа фармакокинетических параметров, характеризующих глазную фармакокинетику лекарственных препаратов.
По данным электрофизиологического исследования выявлена взаимосвязь фармакодинамических и фармакокинетических параметров лекарственных средств.
Впервые в мировой практике разработана методика оценки временных фармакокинетических параметров in vivo с помощью анализа динамической электроретин ограммы.
Сравнение морфологических изменений, наблюдающихся в сетчатке в поздние сроки после нарушения артериального кровообращения на фоне применения наиболее известных нейропротекторных препаратов, позволило выявить особенности их фармакодинамики.
Проведено сравнение влияния применяемых для нейропротекторной терапии препаратов на сохранение зрительных функций при ишемических процессах в сетчатке и зрительном нерве на примере больных первичной открытоугольной глаукомой.
Практическая значимость работы
Внедрена методика хроматографического анализа распределения нейропротекторных препаратов в тканях глазного яблока.
Предложены и внедрены принципы математического моделирования
фармакокинетических параметров, характеризующих глазную
фармакокинетику лекарственных средств.
Разработан и внедрен способ определения основных временных
фармакокинетических параметров in vivo по данным
электрофизиологического исследования, который позволяет получить
7 оптимальный объем информации об особенностях фармакокинетики препарата у животного или человека, не прибегая к травмирующим и дорогостоящим методам.
На основании полученных данных о распределении нейропротекторных препаратов в сетчатке предложены рациональные способы введения и режимы дозирования широко применяемых лекарственных средств.
Используя полученные данные о фармакодинамике исследуемых
нейропротекторных препаратов, оптимизированы схемы их
комбинированного применения."
Внедрение полученных результатов позволит повысить эффективность нейропротекторной терапии ишемических состояний сетчатки и зрительного нерва.
Основные положения, выносимые на защиту
Применение исследуемых препаратов способствует уменьшению деструктивных процессов в сетчатке.
При любом способе местного введения исследуемых препаратов концентрация вещества в сетчатке достигает терапевтически значимого уровня. Однако сохранение терапевтической концентрации непродолжительно. Поэтому для поддержания постоянной концентрации необходимо увеличение частоты введения лекарственных средств. Эффект пептидного каскада, характерный для ретиналамина, обеспечивает сохранение протекторного влияния препарата в течение суток при однократном его введении.
3. Наблюдается высокая корреляционная взаимосвязь изменения
электроретинографических показателей и фармакокинетических параметров,
характерных для нейропротекторных препаратов.
4. Наиболее выраженное протекторное влияние на состояние
электрофизиологических показателей при продолжительном нарушении
артериального кровоснабжения оказывают бетаксолол, ретиналамин и
эмоксипин. В свою очередь гистохром и СОД обладают умеренно выраженным нейропротекторным действием. Инсталляционное применение цитохрома С не приводит к сохранению функциональной способности сетчатки в условиях циркуляторной гипоксии
Динамическая электроретинография позволила выявить усиление протекторных свойств некоторых лекарственных средств при повторном их введении.
Парабульбарное введение эмоксипина не имеет преимуществ перед инсталляционным использованием. Нейропротекторный эффект гистохрома более выражен при парабульбарном введении.
В клинике комплексное применение исследуемых препаратов способствует сохранению зрительных функций больных ПОУГ. Продолжительность сохранения протекторного влияния антиоксидантов не превышает 1-2 месяцев.
Внедрение результатов в практику
Результаты проведенных исследований внедрены в клиническую практику кафедры глазных болезней лечебного факультета РГМУ, 13 и 15 глазных отделений, консультативно-диагностического центра при городской клинической больнице №15, Московского городского глаукоми ого центра, а также в учебную программу курса ФУВ «Клиническая офтальмология».
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы доложены на XI Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2004 г.), I - III Всероссийской школе офтальмологов (Москва, 2002-2004 гг.), Международном офтальмологическом конгрессе «Белые ночи» (Санкт-Петербург, 2002 г.), научно-практической конференции «Федоровские чтения» (Москва, 2003 г.), 6-й научно-практической конференции Федерального управления «Медико-биологических и экстремальных проблем» при МЗ РФ «Актуальные проблемы офтальмологии» (Москва 2003 г.), Центрально-азиатской конференции офтальмологов (Иссык-Куль, 2004),
Всероссийской научно-практической конференции «Глаукома: проблемы и решения» (Москва, 2004 г.), клинических конференциях кафедры глазных болезней лечебного факультета РГМУ. Публикации
По теме диссертации опубликовано 32 статьи и 2 монографии, из них в
центральной печати - 9, за рубежом - 1. Получено положительное решение по
заявке на изобретение «Способ исследования фармакокинетических и
фармакодинамических свойств лекарственных препаратов,
предназначенных для лечения глазного ишемического синдрома»
(№2004124702/14(026883).
Объем и структура работы
