Спосіб оцінки абсолютної доступності лікарських засобів до тканин організму

Спосіб оцінки абсолютної доступності лікарських засобів (ЛЗ) до тканин організму, який відрізняється тим, що спочатку обчислюють площі під концентраційними кривими ЛЗ у крові 3 29084 судять про абсолютну доступність ліків до тканин Корисна модель відноситься до області медицини, а саме фармакології, і може бути використаний для визначення параметрів фармакокінетики лікарських засобів (ЛЗ) в організмі. Біологічну доступність ліків визначають як частину дози, яка досягає системного кровотоку (центральної камери кінетичної схеми розподілу) після їх введення [1]. Біофармацевтичне визначення доступності ліків до внутрішнього середовища організму ґрунтується на зіставленні результатів дослідження кінетики їх вмісту у крові після внутрішньо- і позасудинного введення [1, 2]. Оскільки «біофазою дії» більшості ЛЗ є ті чи інші тканини або морфофункціональні структури, в яких звичайно здійснюють кількісне їх визначення у фармакокінетичних експериментах, то актуальним є обґрунтовування чітких критеріїв оцінки доступності ЛЗ до досліджуваних тестоб’єктів і розробка методів їх обчислення. У фармакокінетичних дослідженнях використується тільки метод визначення абсолютної біодоступності ЛЗ у крові [1, 2]. У сучасній фармакокінетиці відсутні критерії оцінки доступності ЛЗ або біологічно активних речовин (БАР) до органів і тканин, а також методи їх обчислення. У основу корисної моделі поставлена задача розробки способу оцінки «абсолютної доступності» ЛЗ до тканин організму (W ai) шляхом аналізу даних їх фармакокінетики, що дозволить підвищити точність і надійність методів фармакологічного прогнозування дії ліків на організм. Поставлена задача вирішується тим, що, згідно корисної моделі, спочатку обчислюють площі під концентраційними кривими ЛЗ у крові (AUC1(0-t)) і в органах (AUCi(0-t)) для різних інтервалів часу після введення речовини (t) за формулою «методу трапецій», ділять їх на відповідні величини концентрацій в тканинах (Ci,t) і обчисленні інтеграли концентрацій ЛЗ у крові при ( 0 - ¥) нескінченній експозиції (AUC1 ), після чого визначають величини, зворотні рівноважній константі розподілу (1/Кpі), і кількості ЛЗ, що поступає з крові в одиницю об’єму досліджуваного органу (1/qi), шляхом регресійного аналізу одержаних даних у відповідності з рівнянням (1): AUC( 0 -t ) 1 ( AUC10 -¥ ) × Ci, t = ( AUC10 -t ) AUC(0 1 - ¥) 1 1 × + × Ci,t Kpi qi , де: AUCi - площа під концентраційною кривою ЛЗ у крові від 0 до t; (0-t) ( 0 - ¥) AUC1 - площа під концентраційною кривою ЛЗ у крові в інтервалі від 0 до ¥ ; Крі - рівноважна константа розподілу ЛЗ між кров’ю і органами; qi - кількість ЛЗ, що поступає з крові в одиницю об’єму досліджуваного органу, 4 (органів) організму. при цьому, визначувані параметри ( 0 - ¥) ( 0 - ¥) фармакокінетики (AUC1 , AUCi , Kpi, qi) також обчислюють відповідно рівнянням (2), (4) і (5), що є варіантами рівняння (1): ( AUC10 - t ) ( AUC10 - ¥ ) = × Ci, t 1 AUC( 0 - ¥) i величину AUCi AUC(0 - ¥) i ( AUC10 - t ) AUC( 0 1 -¥ ) × Ci, t = = ( AUC10 - ¥ ) AUC( 0 -t ) 1 - ¥) AUC( 0 i ( AUC10 - t ) ( AUC10 - ¥) ( 0 - ¥) × Ci,t = × Ci, t AUC( 0 - t ) 1 Ci, t + 1 qi , визначають як: × Kpi × K pi × 1 qi , , 1 ( AUC10 - ¥) AUC( 0 - t ) 1 Ci, t 1 qi , де позначення аналогічні рівнянню (1), а, визначивши з даних рівнянь величину qi, обчислюють величину абсолютної біодоступністі ліків до тканини W ai за рівнянням (6): ¥ q Q M k Wai = i = i × = i1 Ci,t × dt d Vi Д d ò 0 , де: Сіt - концентрація ЛЗ в тканині («і-тому» компартменті) у момент часу t; Vi - об’єм компартмента (i); Qi - кількість ЛЗ, яка поступила та елімінувала з тканини в інтервалі часу від t=0 до t= ¥ після введення досліджуваної речовини у масі Д; М - маса тварини; d - доза введеного в організм ЛЗ (розмірність «маса ліків/маса тварини»); кi1 - величина константи швидкості зворотного масопереміщення ЛЗ з тканини (відсік i) у кров (відсік 1), а також визначають величину константи швидкості зворотного масопереміщення ЛЗ з тканини (відсік i) у кров (відсік 1) за рівнянням (7): qi ki1 = AUC( 0 - ¥) 1 , і по значенню частки від ділення кількості ЛЗ, що поступила з крові в одиницю об’єму досліджуваного органу на величину дози введеного ЛЗ в організм судять про абсолютну доступність ліків до тканин (органів) організму. Вище викладене підтверджує наявність причинно-наслідкових зв’язків між сукупністю заявлених ознак і досягнутими результатами. Спосіб здійснюється наступним чином. По-перше, запропоновано обґрунтовування критерію біодоступності ліків до тканини (W ai). Основною фармакокінетичною характеристикою тканини, яка представлена у кінетичній схемі розподілу ЛЗ в організмі деяким («і-тим») ком (1) 5 29084 партментом (об’ємом Vi), є його кількість (Qi), яка поступила та елімінувала з тканини в інтервалі часу від t=0 до t= ¥ після введення досліджуваної речовини в дозі Д. Швидкість надходження досліджуваного ЛЗ у n момент часу (t) із крові в тест-об’єкт ( (1i) t ) є рівною добутку його кількості (А1t) на константу швидкості процесу його масопереміщення (k1i) з крові (компартмент (1) об’ємом (V1)) в (i): ì ïn(1i)t = k 1i × V1 × C1t , í ïC1t = A1t / V1, î де: С1t - концентрація ЛЗ у крові у момент часу t. Швидкість елімінації БАР у момент часу (t) з n компартмента (i) ( (1i) t ) дорівнює добутку його вмісту (Ait) на константу зворотного масопереміщення (ki1) з (i) в (1): ìn(1i )t = k i1 × Vi × Cit , ï í ïCit = A it / Vi , î де Сi,t – концентрація ЛЗ в тканині («і-тому» компартменті) у момент часу t. Швидкість зміни вмісту речовини у досліджуваному компартменті у момент (і) складає: dCit n(1i )t - n(i1)t= Vi dt , Інтегруючи за часом (від 0 до ¥ ) перші рівняння систем рівнянь (8) і (9) і рівняння (10), визначають, чому рівні кількість речовини, яка поступила в компартмент (Q1i) і яка елімінувала з нього (‘Qi1): ¥ ¥ ì ïQ = n (1i)t × dt = k1i × V 1 × C1t × dt, ï 1i 0 0 ï ï ¥ ¥ ï í' Qi1 = n (i1)t × dt = k i1 × Vi × Cit × dt, ï 0 0 ï Q1i =' Qi1. ï ï ï î ò ò ò ò ¥ ò C dt it 0 ¥ òC 1t dt 0 Величини i , розраховані на підставі аналізу даних концентрацій БАР у крові (C1t) і тканині (Cit), у фармакокінетиці позначають ( ( AUC10 -¥ ) AUC(0 -¥ ) AUC10 -¥ ) i як: і . Величину використовують при визначенні біодоступності ліків [1, 2]. Безпосереднє визначення величини Q1i (розмірність: «маса») у більшості випадків є складним: 1) у експерименті звичайно визначають концентрації ліків (Cit) у зразках (пробах) досліджуваного тест-об’єкту, а не його кількості в компартментах; 2) величина (Vi) є умовною і часто фізичному визначенню не підлягає; 6 3) у експерименті звичайно вводять дослідним тваринам однакові (фіксовані) «питомі» дози (d) (розмірність «маса ліків/маса тварини»): d=Д/M, де М - маса тварини; Д - доза (маса) ЛЗ, яка вводиться. Зручнішою є оперування величиною «питомої кількості» ЛЗ, яка поступає в одиницю об’єму (або маси) тканини: qi=Qi/Vi= AUC(0-)¥ .ki1, i З урахуванням рівнянь (11-13) «біодоступність ліків до тканини» («і-того» компартменту кінетичної схеми його розподілу в біосистемі) (W ai) може бути представлена наступним виразом: (8) ¥ Wai = qi Qi M k i1 = × = Ci,t × dt d Vi Д d ò 0 , Як видно з рівняння (14), для обчислення величини (W ai) необхідно попередньо розрахувати площу під фармакокінетичною кривою ЛЗ в ¥ æ ö ç ÷ AUCi( 0 - ¥ ) » Ci,t × dt ÷ ç ç ÷ 0 ø і константу (або тканини è суму констант) його елімінації з тест-об’єкту (в даному прикладі - це ki1). Значення d (мг/кг) задається умовами експерименту. Таким чином, після обгрунтовання критерію біодоступністі ліків до тканини спосіб обчислювання здійснюється наступним чином: у рівняння (10) підставляємо значення V(1i) t і V(i1)t з перших рівнянь систем рівнянь (8) і (9). Одержане фундаментальне рівняння матеріального балансу розподілу речовини між кров’ю (відсік (1)) і тканинами (відсік (i)), інтегруємо за часом (від 0 до t); замість інтегралів концентрації підставляємо (9) ò ( AUC10 - t ) AUC(0 - t ) i відповідні величини і . Паралельно інтегруємо це ж рівняння за часом від ¥, 0 до замість множника (k1iVі)/(ki1Vі) підставляємо величину рівноважної константи розподілу (Крі) речовини між кров’ю (відсік 1) і тканиною (відсік i), ділимо одержане рівняння матеріального балансу ЛЗ і представляємо результати у вигляді чотирьох лінійних анаморфоз, які є результуючими рівняннями чотирьох варіантів методу регресійного аналізу дослідних даних (рівняння (1), (2), (4) і (5)). Приведені віще рівняння дозволяють виконати лінійний регресійний аналіз даних методом найменших квадратів відповідно до рівняння: yx=a+xyb, де ух і xу - одержані в досліді величини, а а і b шукані параметри процесу. У табл. 1 представлені величини, які використовуються для виконанні регресійного аналізу і які визначаються на підставі даного аналізу Номер рівняння yх (10) (11) xy 7 29084 ( 0- t ) AUC( 0 - t ) 1 (1) AUC( 0 - ¥ ) 1 AUC i ( AUC10-¥ ) × Ci,t AUC (0 - t ) 1 (2) (5) C i,t AUC( 0 - t) i AUC ( 0- ¥ ) × Ci,t i AUC( 0 - t) i AUC ( 0- ¥ ) × Ci,t i AUC ( AUC10 -t ) Ci,t Розроблені варіанти регресійного аналізу не являються рівнозначними і при аналізі результатів дослідження може бути віддана перевага одному з них, виходячи з наступного. Якщо величина ( 0-¥ ) AUCi не може бути визначена методом трапецій, то вона, як і інші параметри, може бути обчислена з рівняння (2), з наступним залученням AUC(0 - ¥) 1 рівняння (3), аналогічно - величина - з рівнянь (3) і (5). Визначивши з даних рівнянь величину qt, обчислюють величину W ai за рівнянням (6). Приклад використання пропонованих варіантів регресійного методу аналізу даних 14 фармакокінетики С-феназепама (7-бром-5ортохлорфеніл)-1,2-дигідро-2Н-1,4-бенздіазепін-2она-2-14С (І)) в організмі мишей лінії BALB/c. Зміна вмісту вихідної сполуки (І) у плазмі крові і головному мозку мишей при внутрішньоочеревинному введенні їм 14С-І (питома активність 2 Cu/mol) у дозі 14мг/кг представлено на Фіг.1 (результати виконаного авторами раніше дослідження [4]). За допомогою запропонованих методів регресійного аналізу можливе визначення ( 0-¥ ) ( AUC10 - ¥) AUCi параметрів ( запропонованих , , qi, Kpi) кожним із варіантів, які вимагають попереднього визначення величин ( 0-¥ ) AUCi Параме три (0 - t ) 1 (0-¥ ) × C i, t i AUC ( AUC10 - ¥) або (і) . На Фіг.2 наведена, як приклад, графічна інтерпретація процесів розподілу сполуки І між кров’ю (1) і головним мозком (і) мишей у відповідності з рівнянням (1). На Фіг.3 наведена, як приклад, графічна інтерпретація процесів розподілу сполуки І між кров’ю (1) і головним мозком (і) мишей у відповідності з рівнянням (2). На Фіг.4 наочно наведена графічна інтерпретація процесів розподілу сполуки І між кров’ю (1) і головним мозком (і) мишей у відповідності з рівнянням (4). На Фіг.5 наочно наведена, як приклад, графічна інтерпретація процесів розподілу сполуки І між кров’ю (1) і головним мозком (і) мишей у відповідності з рівнянням (5). Результати регресійного аналізу процесів розподілу 14С-І між плазмою крові і головним мозком мишей, трансформовані у величини, відповідні ух і ху, які обчислені методом найменших квадратів та у відповідності з рівняннями (1), (2), (4), (5), наведені у табл. 2. Таблиця 1 K pi 1 qi × Ci,t ( AUC 10 - t ) ( AUC 10 -¥ ) × C i,t (4) 8 Крі qі wai Ki1 ( AUC10 - ¥) ( 0-¥ ) AUCi 1 варіант,1 q заснова i ний на 1 рівнянні qi (1) 1,68 - 1 q 714,3 i 4,25 1,79 ... 2 варіант, заснова ний на рівнянні (2) 1,68 714,3 4,25 1,79 ... 399,8 400,0 2 3 4 1 варіант, ( 0-¥ ) варіант, AUC заснова i заснова ний на K ний на рівнянні pi рівнянні (4) (5) 1,68 10-¥ )1,70 AUC( 666,7 1 666,7 3,97 3,97 1,77 1,77 224,6 222,2 ... ... Запропоноване технічне рішення вперше дозволяє одночасно комплексно оцінити основні параметри фармакокінетики ліків, які характеризують масопереміщення цих речовин між центральним кінетичним відсіком їх розподілу (1) (кров’ю, плазмою крові) і периферичними компартментами (досліджуваними органами і тканинами), що не було можливим у сучасній фармакокінетиці. Література: 1. Boroujerdi М. Bioavalability and Bioequivalence evaluation/ In.: Pharmacokinetics Principles an applications. - McGraw-Hill Companies, 2002. - P.315-331. 2. Проблемы фармакокинетики: Итоги науки и техники/ Серия Фармакология. Химиотерапевтические средства. - Москва, 1984. Т.14. - 227с. 3. Соловьев В.Н., Фирсов А.А., Филов В.А. Фармакокинетика. -М.: Медицина, 1980. - 421с. 4. Экспериментальное изучение генетических различий в метаболизме распределения 14Сфеназепама/ С.Б. Серединин, В.Г. Зиньковский, Н.Я. Головенко, И.В. Рыбина// Химикофармацевтический журнал. - 1981. - №9. - С.23-26. 9 29084 10