Ūmus nugaros smegenų pažeidimas keičia kai kurių, bet ne visų vaistų, suleidžiamų į veną, polinkį | nugaros smegenys

Ūmus nugaros smegenų pažeidimas keičia kai kurių, bet ne visų vaistų, suleidžiamų į veną, polinkį | nugaros smegenys

Anonim

Anotacija

Studiju dizainas:

Eksperimentiniai laboratoriniai tyrimai su parapleginėmis žiurkėmis.

Tikslas:

Siekiant suprasti, kodėl ūmus nugaros smegenų pažeidimas (SCI) keičia kai kurių, bet ne visų vaistų, švirkščiamų į veną, pobūdį (iv), siekiant nustatyti BSK įtaką fiziologiniams procesams, tokiems kaip pasiskirstymas, buvo įvertinti skirtingų farmakologinių savybių turinčių vaistų farmakokinetiniai parametrai., metabolizmas ir išsiskyrimas.

Nustatymas:

Meksikas, Meksika.

Metodai:

Žiurkėms buvo padarytas stiprus SCI (sumušimas) T-9 lygyje; Fenacetino, naprokseno ar gentamicino farmakokinetiniai tyrimai buvo atlikti praėjus 24 val. Šie vaistai nebuvo pasirinkti kaip žymekliai ne dėl jų terapinių savybių, bet dėl ​​farmakokinetinių savybių. Tuo pat metu po sužalojimo taip pat buvo atlikti papildomi tyrimai, apimantys plazmos baltymus, kepenų ir inkstų funkcijos tyrimus bei mikrovaskulinę kepenų kraujotaką.

Rezultatai:

Ūmus SCI žymiai sumažino vaistų pasiskirstymą, kai vidutiniškai ir mažai jungiasi su plazmos baltymais (atitinkamai 30% fenacetino ir 10% gentamicino), tačiau pasiskirstymas nepasikeitė, kai buvo naudojamas naproksenas - vaistas, stipriai jungiantis su plazmos baltymais (99%), nesant plazmos baltymų pokyčių. Metabolizmas reikšmingai pakito tik vaistams, kurių kraujo tekėjimas kepenyse yra ribotas (fenacetinas), o ne vaistams, kurių kepenų talpa yra riboti (naproksenas). Kepenų funkcijos testas nepasikeitė, tuo tarpu kepenų mikrovaskulinė kraujotaka reikšmingai sumažėjo po SCI. Inkstų ekskrecija, vertinama pagal gentamicino klirensą, buvo reikšmingai sumažinta dėl SCI, be reikšmingų serumo kreatinino pokyčių.

Išvados:

Su ūmiu SCI susiję vaistų dispozicijos pokyčiai yra sudėtingi ir apibendrinti neįmanoma. Jie labai priklauso nuo kiekvieno vaisto savybių, taip pat nuo pakitusių fiziologinių procesų. Rezultatai skatina ieškoti strategijų, kaip pagerinti selektyvių intraveninių vaistų dispoziciją stuburo šoko metu, stengiantis išvengti terapinio nesėkmės.

Įvadas

Pranešimai apie farmakokinetinius pakitimus, susijusius su stuburo smegenų pažeidimu , buvo pradėti vartoti maždaug prieš 20 metų pacientams, gydomiems tiek geriamaisiais, tiek 1 raumenų, tiek 2, 3 ir intraveniniais (iv) 4, 5 vaistais. Skirtingai nuo kitų patologinių vienetų, tokių kaip inkstų ir kepenų lėtinė disfunkcija, trūksta koreliacijos tarp pakitusių fiziologinių procesų ir vaistų dispozicijos pokyčių žmogaus SCI. Sunku atlikti sistemingus farmakokinetinius tyrimus su SCI sergantiems pacientams. Todėl atrodo, kad eksperimentinių modelių taikymas yra tinkama strategija norint suprasti farmakokinetinius pakitimus, susijusius su SCI, taip pat susijusius patofiziologinius mechanizmus. 6, 7

Sisteminiai ir metaboliniai pokyčiai, susiję su BNK, gali sukelti vaistų dispozicijos pokyčius, kurie priklauso nuo kintamųjų, tokių kaip sužalojimo charakteristikos (intensyvumas, laipsnis ir laikas, praėjęs po sužalojimo), išbandytų vaistų farmakologinių savybių ir vartojimo būdo.

Anksčiau buvo ištirti mechanizmai, susiję su farmakokinetiniais pokyčiais vartojant vaistus per burną po skirtingo intensyvumo ūmaus ir aukšto krūtinės ląstos krūtinės ląstos. Peroralinis paracetamolio, 8 salicilatų, 9 ir ciklosporino 10 biologinis prieinamumas sumažėja po eksperimentinės BST. Šie pokyčiai yra akivaizdesni ūmios stadijos metu, todėl sumažėjęs burnos biologinis prieinamumas greičiausiai atsiranda dėl sutrikusio skrandžio ištuštinimo.

Pacientams, sergantiems lėtine (ilgiau nei vienerių metų) SCI, buvo pranešta apie reikšmingus sušvirkštų vaistų pasiskirstymo ir pašalinimo pokyčius. 5, 11, 12, tačiau fiziologiniai procesai, susiję su intraveninio biologinio prieinamumo pokyčiais, susijusiais su SCI, yra nepakankamai ištirti.

Šiame tyrime buvo tiriama, ar skirtingai keičiasi skirtingų farmakokinetinių savybių vaistų biologinis prieinamumas, kai švirkščiama į veną po eksperimentinės ūminės SCI, ir santykis su kai kuriais funkciniais kintamaisiais, įskaitant plazmos baltymus, kepenų ir inkstų funkcijos testus bei kepenų mikrocirkuliaciją. Fenacetinas, naproksenas ir gentamicinas nebuvo pasirinkti kaip žymekliai ne dėl jų gydomųjų savybių, bet dėl ​​jų farmakokinetinių savybių, iš kurių pastarosios leidžia tirti vaistų pasiskirstymą, metabolizmą ir išsiskyrimą.

Metodai

Gyvūnai

Buvo naudojamos patelės Sprague – Dawley (240–260 g). Likus 12 val. Iki tyrimų, maistas buvo pašalintas, nors gyvūnai turėjo laisvą prieigą prie vandens. Vietinis gyvūnų globos komitetas patvirtino tyrimą. Patvirtiname, kad šio tyrimo metu buvo laikomasi visų taikytinų institucinių ir vyriausybinių taisyklių, susijusių su etišku gyvūnų naudojimu.

Stuburo smegenų pažeidimas

Gyvūnams buvo atliktas nugaros smegenų sutrenkimas Allen svorio metimo metodu, modifikuotu žiurkėms, kaip anksčiau aprašė García-López. 7 Trumpai tariant, žiurkės buvo anestezuotos ketamino (77, 5 mg kg – 1 ) ir ksilazino hidrochlorido (12, 5 mg kg – 1 ) mišiniu. Aseptinėmis sąlygomis buvo atlikta laminektomija T-9 lygyje. Tada žiurkės buvo dedamos ant stereotaksinio prietaiso, o nerūdijančio plieno cilindras, sveriantis 15 g, buvo nuleistas iš 10 cm aukščio per kreipiamąjį vamzdelį ant atidengto ilgio. Šamai sužeista kontrolė atlikta tik to paties lygio laminektomija.

Studiju dizainas

Fenacetino, naprokseno ir gentamicino farmakokinetiniai tyrimai buvo atlikti praėjus 24 valandoms po sužalojimo ar fiktyvaus sužalojimo šešiose grupėse (kiekvieno vaisto eksperimentinė ir kontrolinė grupės; n = 5).

Biocheminių tyrimų metu devynioms žiurkėms buvo pateiktos SCI, o devynios žiurkės buvo sužeistos fiktyviai; kraujo mėginiai buvo paimti iš kaukolės arterijos praėjus 24 valandoms po stuburo operacijos.

Kepenų mikrocirkuliacijai įvertinti sužeistųjų ir apgamu sužalotų žiurkių ( n = 8) kepenų paviršius buvo įvertintas lazerinio Doplerio srauto matavimo metodu.

Farmakokinetinis tyrimas

Atitinkamas vaistas farmakokinetikos tyrimams buvo vartojamas intraveniniu būdu. Žiurkėms, sergančioms fenacetinu, dozė buvo 23 mg kg –1 kraujo mėginių (100–150 μl), paimtų iš kaukolės arterijos 0, 5, 10, 20, 30, 45, 60, 90, 120 ir 180 min. po vaisto vartojimo. Žiurkėms su naproksenu buvo sušvirkšta 6 mg kg − 1 kraujo mėginiai po 0, 5, 10, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240, 360, 480 ir 600 min. Po vaisto vartojimo. Žiurkėms su gentamicinu buvo duota 15 mg kg − 1 kraujo mėginiai, paimti 0, 5, 15, 30, 60 120 ir 240 min. Po vaisto vartojimo. Iš visų ištrauktų kraujo tūrių žiurkėms buvo nustatytas <2 ml. Fenacetino ir naprokseno koncentracija kraujyje buvo nustatyta HPLC metodu, kaip aprašyta anksčiau; 13, 14 gentamicino koncentracija plazmoje buvo nustatyta atliekant fluorescencinę poliarizacijos imuninę analizę, naudojant TDx analizatorių (Abbott Diagnostics, Irvin, TX, USA). Buvo nubraižytos atskiros viso kraujo fenacetino, naprokseno ir gentamicino koncentracijos, atsižvelgiant į laiko kreives, ir atlikta farmakokinetinė analizė, naudojant nedalomą metodą („Professional Win Nonlin“, „Scientific Consulting Inc.“, Lexington, KY, JAV). Buvo įvertintas kiekvieno junginio pasiskirstymo tūris ir klirensas.

Kraujo biocheminiai parametrai

Kraujo mėginiai buvo paimti atšaldyto stiklo mėgintuvėliuose ir iš karto centrifuguojami 4000 g 10 min. Plazmos alikvotinės dalys buvo laikomos –20 ° C temperatūroje, kol buvo atlikta biocheminė analizė. Plazmos albuminas, bendrieji baltymai, alanino aminotransferazė (ALT), aspartato aminotransferazė (AST), šarminė fosfatazė (AP), laktato dehidrogenazė (LDH) ir kreatininas buvo išmatuoti naudojant parduodamą bandymų rinkinį (Merck, Darmštatas, Vokietija). Absorbcija buvo matuojama naudojant spektrofotometrą („Carry 50“, Bio, UV matomas spektrofotometras Varian, JAV). Rezultatai buvo išreikšti vienetais vienam kraikui.

Kepenų mikrocirkuliacijos įvertinimas

Kepenų mikrocirkuliacija buvo matuojama naudojant lazerinį Doplerio srauto matuoklį („MoorLab“, „Moor Instruments“, Devonas, JK) anksčiau aprašytu ir patvirtintu metodu žiurkėms, kurioms buvo atliktos nugaros smegenų dalys. 15 Trumpai tariant, šviesolaidinis zondas, kurio numatytas prasiskverbimo gylis yra 0, 5 mm (MP3, „Moor Instruments“), buvo uždėtas ant medialinės kepenų skilties per vidurinę pilvo laparatomiją. Buvo imtasi atsargumo priemonių, kad būtų išvengta artefaktų, susijusių su pilvo judesiais, susijusiais su kvėpavimu. Kraujo įrašai (vidutinės koncentracijos ir judančių raudonųjų kraujo kūnelių greičio sandauga), koncentracija (judančių raudonųjų kraujo kūnelių skaičius) ir greitis buvo gauti anestezuotoms žiurkėms prieš sužalojimą ar fiktyvią traumą (bazinę) ir 24 valandas po to.

Statistinė analizė

Farmakokinetinių tyrimų rezultatai, taip pat kepenų ir inkstų funkcijos testai sužeistais ir fiktyviai sužalotais gyvūnais buvo lyginami naudojant Studento t- testą. Kepenų mikrocirkuliacijos tyrimams signalas buvo užfiksuotas ir analizuotas naudojant „Moorsoft“ programinę įrangą, skirtą „Windows V 1.1“. Iš srauto matuoklio gauti savavališki vienetai buvo perskaičiuoti į procentus, darant prielaidą, kad kiekvieno gyvūno pradinė vertė yra 100%. Skirtumai tarp bazinių įrašų ir gautų po 24 val. Buvo nubraižyti ir statistiškai išanalizuoti naudojant Studento t- testą suporuotiems duomenims gauti. Reikšmingumo lygis buvo nustatytas P <0, 05.

Vaistai ir reagentai

Fenacetinas, naproksenas ir gentamicinas buvo įsigyti iš „Sigma Chemical Co.“ (Sent Luisas, MO, JAV). Visi kiti reagentai buvo analitinio grynumo. Aukštos kokybės vanduo, naudojamas paruoštiems tirpalams, buvo gautas naudojant Milli-Q reagento vandens sistemą (Continental Waters Systems, El Paso, TX, JAV).

Rezultatai

Prieš pradedant tyrimą, visų tirtų gyvūnų lokomotorinis aktyvumas buvo normalus. Praėjus vienai dienai po chirurginės procedūros, sužalotoms žiurkėms pasireiškė visiška suglebusi paraplegija, o fiktyviai sužaloti gyvūnai normaliai vaikščiojo atsigavę po anestezijos.

Fenacetino, naprokseno ir gentamicino koncentracija kraujyje

Fenacetino koncentracija viso kraujo kraujyje parodyta 1a paveiksle. SCI pastebimai padidino fenacetino kiekį kraujyje, palyginti su kontroliniais. Naprokseno kiekis kraujyje buvo panašus tiek sužeistų, tiek kontrolinių gyvūnų organizme (1b pav.). Lyginant su kontroline grupe, gentamicino koncentracija plazmoje buvo vidutiniškai mažesnė (1c paveikslas).

Image

Fenacetino ( a ), naprokseno ( b ), gentamicino ( c ) koncentracija viso kraujo kraujyje žiurkėms, kurioms buvo pažeisti stuburo smegenys (•), ir kontroliuojamos fiktyviškai sužeista (○). Duomenys rodo penkių gyvūnų vidurkį ± SEM

Visas dydis

Farmakokinetiniai parametrai

SCI reikšmingai sumažino fenacetino ir gentamicino pasiskirstymo tūrį, palyginti su kontroliniais ( P <0, 05). Naprokseno pasiskirstymo tūris neturėjo įtakos lyginant sužeistas žiurkes su kontrolinėmis grupėmis (1 lentelė).

Pilno dydžio lentelė

SCI reikšmingai sumažino fenacetino ir gentamicino klirensą, palyginti su kontroliniais ( P <0, 05). Naprokseno klirensas tarp SCI ir fiktyviai sužalotų grupių buvo panašus (2 lentelė).

Pilno dydžio lentelė

Kraujo biocheminiai parametrai

Bendras sužeistų ir kontrolinių žiurkių baltymų ir albuminų kiekis buvo panašus (3 lentelė). Nebuvo rasta reikšmingų LDH, AST ir ALT skirtumų tarp SCI ir kontrolinės grupės (4 lentelė). Kreatinino koncentracija serume didėja po SCI (0, 90 ± 0, 21 palyginti su 0, 66 ± 0, 02 mg / dl).

Pilno dydžio lentelė

Pilno dydžio lentelė

Kepenų mikrovaskulinė kraujotaka

Žiurkėms, kurioms atlikta SCI, kepenų mikrovaskulinė kraujotaka žymiai sumažėjo, palyginti su fiktyviai sužeistais gyvūnais ( P = 0, 002). Srauto skirtumas yra susijęs su reikšmingu raudonųjų kraujo kūnelių greičio sumažėjimu sužeistose žiurkėse, palyginti su fiktyviomis kontrolinėmis medžiagomis ( P = 0, 023), tuo tarpu abiejų grupių koncentracija buvo labai panaši ( P = 0, 499) (2 paveikslas).

Image

Kepenų mikrocirkuliacijos parametrai, užregistruoti prieš pat stuburo operaciją (pradinis) ir 24 valandas po. Kepenų kraujo pūtimas smarkiai sumažėja sužalotoms žiurkėms, palyginti su fiktyviai sužeista grupe. Šis pokytis daugiausia priklauso nuo sumažėjusio kepenų kraujo greičio. Kepenų koncentracija kepenyse išlieka panaši tarp grupių. Duomenys rodo aštuonių gyvūnų vidurkį ± SEM; * P <0, 05

Visas dydis

Diskusija

Nors yra žinoma, kad SCI keičia kai kurių vaistų, kuriems skiriama iv, 5, 11, 13, nuostatą, trūksta informacijos apie tokių pakeitimų mechanizmus. Ši tema yra ypač įdomi, atsižvelgiant į tai, kad stuburo šoko metu pacientai gauna daug intraveninių vaistų, įskaitant neuroprotekcines medžiagas (tokias kaip metilprednizolonas), antibiotikus, antikoaguliantus, vazoaktyvius agentus ir kt.

Čia buvo nustatyta, kad ūmi SCI keičia kai kurių, bet ne visų, į veną suleistų vaistų, dispoziciją. Vaistų dispozicijos skirtumai bus analizuojami atsižvelgiant į vaistinių preparatų farmakologines savybes ir pagrindinius fiziologinius procesus, susijusius su sisteminiu vaistų, gaunamų iv, ty paskirstymu ir pašalinimu, biologinį prieinamumą. . Šie procesai čia buvo įvertinti atitinkamai pagal pasiskirstymo tūrį ir klirensą.

Pasiskirstymas reiškia vaisto pernešimą į audinius ir galutinai į ląsteles per visą kraują. Šis procesas priklauso nuo kelių veiksnių, įskaitant širdies išstūmimą, sisteminę makro- ir mikrocirkuliaciją bei prisijungimą prie vaistų baltymų. 16

Šalinimo procesas apima vaisto biotransformaciją ir ekskreciją. Daugumos vaistų, kurie gali būti keičiami, biotransformacija atliekama kepenyse. Vaistai, kurių metabolinis klirensas priklauso nuo kepenų kraujotakos (pvz., Fenacetinas, metilprednizolonas ar ciklosporinas), dar vadinami dideliu ekstrakcija, yra metabolizuojami kepenyse, priklausomai nuo į kepenis patenkančių vaistų kiekio. Priešingai, mažai ekstrahuojamų vaistų (tokių kaip dauguma nesteroidinių vaistų nuo uždegimo) biotransformacija nepriklauso nuo kepenų kraujotakos. Tai daugiausia priklauso nuo kepenų fermentinio aktyvumo. 17, 18, 19

Stuburo sukrėtimo metu sumažėja kraujotaka ir sumažėja širdies veikla, o tai labai padeda mažinti gyvybiškai svarbių organų, įskaitant kepenis, kraujotaką. 15, 20, 21, 22 Tai gali sukelti reikšmingų vaistų paskirstymo ir pašalinimo pokyčių, ypač vaistų, kurių ekstrahavimas yra didelis.

Vaistų, kurių pašalinimas priklauso nuo kepenų kraujotakos, dispozicija ir jie mažai ar vidutiniškai jungiasi su baltymais

Fenacetinas yra vaistų, kurių eliminacija priklauso nuo kepenų kraujotakos, prototipas ir mažai baltymų jungiasi su baltymais (30%). Pagrindiniai šio vaisto farmakokinetiniai parametrų pokyčiai buvo reikšmingas pasiskirstymo tūrio ir klirenso sumažėjimas, kurie atitinkamai atspindi vaisto pasiskirstymo ir eliminacijos pokyčius.

Fenacetino pasiskirstymo sumažėjimas gali būti susijęs su jo silpnu ir vidutiniu prisijungimu prie baltymų. Kinetiškai laisvas (nesurištas) vaistas difuzuojamas iš plazmos į intersticinį skystį tokiu būdu, kad kraujo tėkmė yra šių vaistų paskirstymo greitį ribojantis žingsnis. Dėl sumažėjusios kraujo tėkmės po SCI laisvųjų vaistų, kurie turi patekti į audinius, likučiai cirkuliuoja, o tai paaiškina blogą vaisto pasiskirstymą audiniuose ir didelę koncentraciją plazmoje, kuri buvo pastebėta šiame tyrime.

Kadangi fenacetinas yra didelis ekstrahavimo vaistas, šiame tyrime pastebėtas klirenso sumažėjimas rodo, kad kepenų kraujotaka kepenyse, o ne kepenų fermentų funkcijos sutrikimas, yra maža. Eksperimentiniai stebėjimai, atlikti šiame tyrime, patvirtina tokį pasiūlymą: kepenų kraujotaka smarkiai sumažėja, tuo tarpu kepenų funkcinio tyrimo pokyčių nebuvo stebėta lyginant sužeistus ir apgaulingai sužeistus gyvūnus.

Vaistų, kurie pašalinami priklausomai nuo kepenų fermentinio aktyvumo, dispozicija ir jie jungiasi su baltymais

Naproksenas yra vaistų, kurių pašalinimas nepriklauso nuo kepenų kraujotakos, o priklauso nuo kepenų fermentinio aktyvumo, pavyzdys ir pasižymi dideliu prisijungimu prie baltymų (99%). Šio tyrimo rezultatai rodo, kad nė vienas šio vaisto farmakokinetinis rodiklis nepakito po ūminio SCI, parodant, kad eliminacija ir pasiskirstymas nesikeičia, palyginti su fiktyviai sužalotais asmenimis.

Naprokseno pasiskirstymo pokyčių nebuvimas gali būti susijęs su jo dideliu prisijungimu prie baltymų. Tokiu atveju surištas vaistas išlieka plazmoje ir tik laisvasis vaistas patenka į intersticinį skystį. Kadangi plazmos baltymų koncentracija žalos nepakeitė, teoriškai nepakeisto surišto ir laisvojo vaisto nešėjimas.

Kadangi naproksenas yra mažai ekstrahuojamas vaistas, SCI nepadarė įtakos biotransformacijai, sutinkamai su tinkama fermentine kepenų funkcija, stebėta šiame tyrime. Šiuo atveju nesvarbūs kepenų kraujotakos pokyčiai.

Atsižvelgiant į tai, kad šio vaisto farmakokinetiniai parametrai nepakito, buvo iškelta hipotezė, kad kiti vaistai, turintys panašias farmakologines savybes, pavyzdžiui, dauguma nesteroidinių vaistų nuo uždegimo, gali būti vartojami tinkamomis kūno dozėmis rekomenduojama doze ir tvarkaraščiu.

Nepakitę vaistai, kurių eliminacija priklauso nuo inkstų funkcijos

Dėl savo farmakologinių savybių gentamicinas yra patrauklus vaistas, naudojamas kaip išskyrimo žymeklis. Jis nemetabolizuojamas, todėl eliminacija nepriklauso nuo kepenų kraujotakos ar kepenų fermentinio aktyvumo. Maždaug 90% išsiskiria su šlapimu nepakitusi, o jo dalis pašalinama filtruojant glomerulus. 23 Šio tyrimo metu buvo nustatyta, kad gentamicino klirensas buvo žymiai sumažėjęs, o tai rodo, kad ekskrecija pro inkstus žymiai sumažėja, palyginti su gyvūnais, kurie buvo sužeisti. Pasiskirstymo tūris taip pat smarkiai sumažėjo.

Šiuos pokyčius galima paaiškinti inkstų kraujotakos pokyčiais stuburo šoko 15, 20 metu ir dėl to pasikeitusia glomerulų filtracija. Šio tyrimo serumo kreatinino rezultatai rodo, kad visuotinis inkstų nepakankamumas nėra susijęs.

Atsižvelgiant į ototoksinio ir nefrotoksiškojo gentamicino, kaip visų aminogliukozidų, išsiskyrimo pokyčius, manoma, kad būtina atidžiai stebėti tokių vaistų koncentraciją kraujyje.

Apibendrinant, SCI sukelia kai kurių (bet ne visų) iv vartojamų vaistų dispozicijos pokyčius, kurie priklauso nuo vartojamų vaistų abiejų farmakologinių savybių. Geresnis pasiskirstymo, metabolizmo ir ekskrecijos pokyčių, susijusių su SCI, patofiziologinis mechanizmas turėtų būti labai naudingas tinkamam gydymui, taip pat optimizuojant farmakologinį gydymą šioje populiacijoje.

Svarbu paminėti, kad ne visų iv vartojamų vaistų pasiskirstymas keičiasi; faktorius, lemiantis pasiskirstymo pokyčius, priklauso nuo farmakologinių savybių.

Vaistai, kurių pasiskirstymo tūris yra mažesnis ir kurių eliminacija priklauso nuo kepenų kraujotakos, tokie kaip fenacetinas ir metilprednizolonas, visiškai nepasieks hipoperfuzinių audinių. Dėl šios priežasties kraujyje bus didesnis vaisto kiekis, o dėl sumažėjusio eliminavimo vaistai liks daugiau laiko kraujyje.