Akutna ozljeda leđne moždine mijenja dispoziciju nekih, ali ne svih lijekova koji se daju intravenski | leđna moždina

Akutna ozljeda leđne moždine mijenja dispoziciju nekih, ali ne svih lijekova koji se daju intravenski | leđna moždina

Anonim

Sažetak

Studirati dizajn:

Eksperimentalna laboratorijska ispitivanja na paraplegičnim štakorima.

Cilj:

Da bi se razumjelo zašto akutna ozljeda leđne moždine (SCI) mijenja dispoziciju nekih, ali ne svih lijekova koji se daju intravenski (iv), farmakokinetički parametri lijekova s ​​različitim farmakološkim svojstvima procijenjeni su kako bi se utvrdio utjecaj SCI na fiziološke procese poput distribucije, metabolizam i izlučivanje.

Mjesto radnje:

Mexico City, Meksiko.

metode:

Štakori su bili podvrgnuti teškim SCI (konturama) na razini T-9; farmakokinetička ispitivanja fenacetina, naproksena ili gentamicina provedena su 24 sata nakon. Ovi lijekovi nisu odabrani kao markeri zbog svojih terapijskih svojstava, već zbog svojih farmakokinetičkih karakteristika. Dodatna ispitivanja, koja uključuju bjelančevine plazme, testove jetre i bubrežne funkcije, te mikrovaskularni jetreni protok, također su provedena istodobno nakon ozljede.

Rezultati:

Akutni SCI značajno je smanjio distribuciju lijekova s ​​intermedijarnim i slabim vezanjem na proteine ​​u plazmi (fenacetin 30% i gentamicin 10%, respektivno), ali distribucija se nije promijenila kada se koristio naproksen - lijek koji se jako veže na proteine ​​u plazmi (99%), u nedostatku promjena proteina plazme. Metabolizam je značajno izmijenjen samo za lijek s jetrenim protokom krvi - ograničenim klirensom (fenacetin), a ne za lijek s ograničenim klirensom jetre (naproksen). Test jetrene funkcije nije se promijenio, dok se jetreni mikrovaskularni krvotok značajno smanjio nakon SCI. Bubrežna ekskrecija, procijenjena klirensom gentamicina, značajno je smanjena kao posljedica SCI, bez značajnih promjena u serumskom kreatininu.

Zaključak:

Promjene u dispoziciji lijeka povezane s akutnim SCI su složene i generalizacija nije moguća. Oni su vrlo ovisni o svojstvima svakog lijeka kao i o promijenjenim fiziološkim procesima. Rezultati motiviraju potragu za strategijama za poboljšanje raspolaganja selektivnim iv lijekovima tijekom šoka kralježnice, u nastojanju da se izbjegne terapijski neuspjeh.

Uvod

Izvješća o farmakokinetičkim promjenama vezanim uz ozljedu leđne moždine (SCI) u bolesnika liječenih oralnim, 1 intramuskularnim, 2, 3 i intravenskim (iv) 4, 5 lijekovima započela su prije otprilike 20 godina. Za razliku od drugih patoloških entiteta, poput bubrežne i jetrene kronične disfunkcije, postoji nedostatak povezanosti između izmijenjenih fizioloških procesa i promjena raspoloženja lijekova u SCI kod ljudi. Teško je provoditi sustavna farmakokinetička ispitivanja u bolesnika s SCI. Stoga se čini da je uporaba eksperimentalnih modela prikladna strategija za razumijevanje farmakokinetičkih promjena uslijed SCI, kao i uključenih patofizioloških mehanizama. 6, 7

Sistemske i metaboličke promjene povezane s SCI mogu proizvesti promjene u raspoloženju lijekova, koje ovise o varijablama kao što su karakteristike ozljede (intenzitet, razina i vrijeme proteklo nakon ozljede), farmakološka svojstva testiranih lijekova i način primjene.

Prethodno su istraženi mehanizmi koji sudjeluju u farmakokinetičkim promjenama korištenjem lijekova oralno nakon visokih i niskih torakalnih akutnih SCI različitog intenziteta. Oralna bioraspoloživost paracetamola, 8 salicilata, 9 i ciklosporina 10 smanjuje se nakon eksperimentalnog SCI. Ove su promjene vidljivije u akutnom stadiju, a smanjenje oralne bioraspoloživosti vjerojatno je uzrokovano oštećenjem želučanog pražnjenja.

Zabilježene su značajne promjene u distribuciji i eliminaciji lijekova danih iv kod bolesnika s kroničnim (dužim od jedne godine) SCI. 5, 11, 12 Međutim, fiziološki procesi koji su uključeni u izmjene i biološke raspoloživosti povezane s SCI nisu dovoljno proučavani.

U ovoj je studiji istraženo je li bioraspoloživost lijekova različitih farmakokinetičkih svojstava drugačije promijenjena kada se daje iv nakon eksperimentalnog akutnog SCI i povezanost s nekim funkcionalnim varijablama, uključujući bjelančevine plazme, testove jetre i bubrežne funkcije, te mikro-cirkulaciju jetre. Fenacetin, naproksen i gentamicin nisu odabrani kao markeri zbog svojih terapijskih svojstava, već zbog njihovih farmakokinetičkih karakteristika, od kojih posljednja omogućava proučavanje raspodjele, metabolizma i izlučivanja lijekova.

metode

životinje

Korištene su ženke štakora Sprague – Dawley (240-260 g). U 12 sati prije ispitivanja povučena je hrana iako su životinje imale slobodan pristup vodi. Lokalni odbor za zaštitu životinja odobrio je studiju. Potvrđujemo da su tijekom ovog istraživanja primijenjena sva primjenjiva institucionalna i vladina pravila koja se tiču ​​etičke uporabe životinja.

Ozljeda leđne moždine

Životinje su podvrgnute kondiciji leđne moždine metodom Allena smanjenja težine modificirane za štakore, kako je ranije opisao García-López. 7 Ukratko, štakori su anestezirani mješavinom ketamina (77, 5 mg kg -1 ) i ksilazin hidroklorida (12, 5 mg kg -1 ). U aseptičnim uvjetima provedena je laminektomija na razini T-9. Štakori su zatim postavljeni na stereotaksični uređaj i cilindar od nehrđajućeg čelika težine 15 g ispušten je s visine od 10 cm kroz vodilicu na izloženu traku. Lako ozlijeđene kontrole podvrgnute su samo laminektomiji na istoj razini.

Studirati dizajn

Farmakokinetička ispitivanja fenacetina, naproksena i gentamicina izvedena su 24 sata nakon ozljede ili lažne ozljede u šest skupina (eksperimentalna i kontrolna skupina za svaki lijek; n = 5).

Za biokemijske studije, devet štakorica podneseno je SCI, a devet štakorica je lažno ozlijeđeno; uzorci krvi su povučeni iz kaudalne arterije 24 sata nakon operacije kralježnice.

Za procjenu mikro-cirkulacije jetre, površina jetre ozlijeđenih i lažno ozlijeđenih štakora ( n = 8) procijenjena je laserskom doplerskom metmetrijom.

Farmakokinetička studija

Odgovarajući lijek za farmakokinetičke studije davao se iv. Za štakore s fenacetinom doza je bila 23 mg kg -1 uzorka krvi (100-150 µl) oduzeto je iz kaudalne arterije u 0, 5, 10, 20, 30, 45, 60, 90, 120 i 180 min nakon primjene lijeka. Štakorima s naproksenom primljeno je 6 mg kg -1 uzoraka krvi nakon 0, 5, 10, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240, 360, 480 i 600 min nakon primjene lijeka. Štakorima s gentamicinom davano je 15 mg kg- 1 uzorci krvi oduzeti su 0, 5, 15, 30, 60, 120 i 240 min nakon primjene lijeka. Ukupni volumen izvađene krvi bio je ograničen na <2 ml po štakoru za sve lijekove. Koncentracije fenacetina i naproksena u cijeloj krvi određene su HPLC-om kao što je ranije opisano; Koncentracija 13, 14 gentamicina u plazmi određena je fluorescentnom imunološkom analizom primjenom TDx analizatora (Abbott Diagnostics, Irvin, TX, USA). Pojedinačne koncentracije fenacetina, naproksena i gentamicina u cjelovitoj krvi prikazane su u krivulji, a farmakokinetička analiza izvršena je nepristranskim pristupom (Professional Win Nonlin, Scientific Consulting Inc., Lexington, KY, USA). Procjenjena je količina distribucije i klirens svakog spoja.

Biokemijski parametri u krvi

Uzorci krvi uzeti su u hepariniziranim staklenim epruvetama i odmah centrifugirani na 4000 g 10 min. Alikvoti plazme pohranjeni su na -20 ° C do provedene biokemijske analize. Albumin plazme, ukupni proteini, alanin aminotransferaza (ALT), aspartat aminotransferaza (AST), alkalna fosfataza (AP), laktat dehidrogenaza (LDH) i kreatinin izmjereni su komercijalno dostupnim testnim kitom (Merck, Darmstadt, Njemačka). Apsorbancija je mjerena spektrofotometrom (Carry 50, Bio, UV vidljivi spektrofotometar Varian, SAD). Rezultati su izraženi u jedinicama po leglu.

Procjena jetrene mikro-cirkulacije

Mikro cirkulacija jetre mjerena je laserskim doplerovim mjeračem protoka (MoorLab, Moor Instruments, Devon, Velika Britanija) metodom prethodno opisanom i potvrđenom za štakore koji su bili podvrgnuti dijelu leđne moždine. 15 Ukratko, optička sonda s procijenjenom dubinom penetracije od 0, 5 mm (MP3, Moor Instruments) postavljena je na medijalni režanj jetre srednjom linijskom trbušnom laparatomijom. Poduzete su mjere opreza kako bi se izbjegli artefakti povezani s trbušnim pokretima povezanim s disanjem. Zapisi protoka (produkt prosječne koncentracije i brzine kretanja crvenih krvnih zrnaca), koncentracije (broj pokretnih crvenih krvnih zrnaca) i brzine dobiveni su kod anesteziranih štakora prije ozljede ili lažne ozljede (bazalna) i 24 sata nakon.

Statistička analiza

Rezultati farmakokinetičke studije, kao i testovi jetre i bubrega, funkcionalni testovi kod ozlijeđenih i lažno ozlijeđenih životinja uspoređeni su koristeći Studentov t- test. Za studije mikro-cirkulacije jetre, signal je snimljen i analiziran pomoću Moorsoft softvera za Windows V 1.1. Dovoljne jedinice dobivene iz mjerača protoka pretvarane su u postotke, pretpostavljajući osnovnu vrijednost za svaku životinju kao 100%. Razlike između baznih snimaka i onih dobivenih nakon 24 sata nacrtane su i statistički analizirane pomoću Student-ovog t- testa za uparene podatke. Razina značajnosti postavljena je na P <0, 05.

Lijekovi i reagensi

Fenacetin, naproksen i gentamicin kupljeni su od tvrtke Sigma Chemical Co. (St Louis, MO, USA). Svi ostali reagensi bili su analitičke klase. Visokokvalitetna voda, korištena za pripremljene otopine, dobivena je korištenjem Milli-Q Reagent Water System (Continental Waters Systems, El Paso, TX, USA).

Rezultati

Sve su ispitivane životinje pokazale normalnu lokomotornu aktivnost prije početka ispitivanja. Dan nakon kirurškog zahvata, ozlijeđeni štakori pokazali su potpunu mlaku paraplegiju, dok su lažno ozlijeđene životinje pokazale normalan hod nakon oporavka od anestezije.

Koncentracije fenacetina, naproksena i gentamicina u krvi

Koncentracije pune krvi fenacetina prikazane su na slici 1a. SCI je značajno povećao razinu fenacetina u krvi u usporedbi s kontrolama. Razine naproksena u krvi bile su slične kod ozlijeđenih i kontrolnih životinja (slika 1b). Plazemske koncentracije gentamicina umjereno su smanjene u SCI štakora u usporedbi s kontrolama (Slika 1c).

Image

Cjelovita koncentracija fenacetina ( a ), naproksena ( b ), gentamicina ( c ) kod štakora koji su podvrgnuti ozljedi leđne moždine (•) i kod lažne ozljede (○). Podaci predstavljaju prosjek ± SEM za pet životinja

Slika pune veličine

Farmakokinetički parametri

SCI je značajno smanjio volumen raspodjele fenacetina i gentamicina u usporedbi s kontrolama ( P <0, 05). Volumen distribucije naproksena nije utjecao na usporedbu ozlijeđenih štakora sa kontrolama (tablica 1).

Tablica pune veličine

SCI je značajno smanjio klirens fenacetina i gentamicina u usporedbi s kontrolama ( P <0, 05). Čišćenje naproksena bilo je slično između SCI-ja i lažno ozlijeđene skupine (tablica 2).

Tablica pune veličine

Biokemijski parametri u krvi

Ukupna razina proteina i albumina bila je slična između ozlijeđenih i kontrolnih štakora (Tablica 3). Nisu utvrđene značajne razlike u LDH, AST i ALT između SCI i kontrolne skupine (tablica 4). Kreatinin u serumu pokazuje neznatan trend porasta nakon SCI (0, 90 ± 0, 21 naspram 0, 66 ± 0, 02 mg / dl).

Tablica pune veličine

Tablica pune veličine

Jetreni mikro-vaskularni protok krvi

U štakora podvrgnutih SCI, jetreni mikrovaskularni krvotok značajno se smanjio u usporedbi s lažno ozlijeđenim životinjama ( P = 0, 002). Razlika u protoku povezana je sa značajnim padom brzine crvenih krvnih stanica u ozlijeđenih štakora u usporedbi s lažnom kontrolom ( P = 0, 023), dok je koncentracija bila vrlo slična između obje skupine ( P = 0, 499) (Slika 2).

Image

Parametri jetre mikrocirkulacije zabilježeni neposredno prije operacije kralježnice (početna vrijednost) i 24 sata nakon nje. Jetreni krvni udar značajno pada u ozlijeđenih štakora u odnosu na lažnu ozljeđenu skupinu. Ova promjena uglavnom ovisi o padu brzine jetrene krvi. Koncentracija jetre u krvi ostaje slična među skupinama. Podaci predstavljaju prosjek ± SEM za osam životinja; * P <0, 05

Slika pune veličine

Rasprava

Iako je poznato da SCI mijenja dispoziciju nekih lijekova s ​​obzirom na iv, 5, 11, 13, nedostaje informacija o mehanizmima koji su uključeni u takve promjene. Ova je tema posebno zanimljiva, uzimajući u obzir da tijekom spinalnog šoka pacijenti primaju značajan broj iv lijekova, uključujući neuroprotektivne agense (poput metilprednizolona), antibiotike, antikoagulanse, vazoaktivne agense itd.

Ovdje je ustanovljeno da akutni SCI modificira dispoziciju nekih, ali ne i svih lijekova s ​​obzirom na i. Razlike u raspoređivanju lijekova analizirat će se prema farmakološkim svojstvima lijeka i temeljnim fiziološkim procesima koji su uključeni u sistemsku bioraspoloživost lijekova danim iv, naime distribucijom i eliminacijom, Ovi su procesi ovdje procijenjeni volumenom distribucije i klirensom.

Distribucija podrazumijeva transport lijeka do tkiva i konačan do stanica u cijelom krvotoku. Taj proces ovisi o nekoliko čimbenika, uključujući srčani ishod, sistemsku makro i mikro cirkulaciju i vezanje proteina za lijekove. 16

Proces eliminacije uključuje biotransformaciju i izlučivanje lijeka. Za većinu lijekova koji su podložni promjenama, biotransformacija se provodi u jetri. Lijekovi čiji metabolički klirens ovisi o protoku krvi u jetri (poput fenacetina, metilprednizolona ili ciklosporina) - također poznatih kao lijekovi s velikom ekstrakcijom - podvrgavaju se velikom metabolizmu jetre, što ovisi o količini lijeka koji stigne u jetru. Suprotno tome, biotransformacija lijekova s ​​niskom ekstrakcijom (poput većine nesteroidnih protuupalnih lijekova) ne ovisi o protoku jetre. Uglavnom ovisi o enzimskoj aktivnosti jetre. 17, 18, 19

Tijekom šoka kralježnice postoji mali volumen cirkulacije i nizak srčani udio, što važno doprinosi smanjenju protoka krvi u ne-vitalne organe, uključujući jetru. 15, 20, 21, 22 To bi moglo dovesti do značajnih promjena u distribuciji i uklanjanju lijekova, posebno za lijekove koji se visoko ekstrahiraju.

Raspored lijekova čija eliminacija ovisi o protoku krvi u jetri i pokazuju nisko do srednje vezivanje proteina

Fenacetin je prototip lijekova koji eliminacija ovisi o protoku krvi u jetri i pokazuju nisko do srednje vezivanje proteina (30%). Glavne promjene farmakokinetičkih parametara za ovaj lijek su značajno smanjenje volumena distribucije i klirensa, koje odražavaju promjene u distribuciji i uklanjanju lijeka.

Kod fenacetina smanjenje distribucije može biti povezano s vezanjem na bjelančevine s malim i srednjim količinama. Kinetički se slobodni (nevezani) lijek difuzuje od plazme do intersticijske tekućine na takav način da je protok krvi korak koji ograničava brzinu u distribuciji tih lijekova. Zbog smanjenog protoka krvi nakon SCI, slobodni lijek koji mora ići u tkiva ostaje u cirkulacijskom volumenu, što objašnjava lošu raspodjelu lijekova u tkivima i visoke koncentracije u plazmi koje su primijećene u ovom istraživanju.

Kako je fenacetin lijek s visokom ekstrakcijom, smanjenje klirensa uočeno u ovoj studiji sugerira da dolazi do slabog protoka krvi u jetri, umjesto da dolazi do poremećaja jetrenog enzimskog kapaciteta. Eksperimentalna promatranja provedena u ovom istraživanju potvrđuju takav prijedlog: jetreni protok krvi značajno se smanjuje, dok nisu primijećene promjene u jetrenom funkcionalnom testu u usporedbi s ozlijeđenim i lažno ozlijeđenim životinjama.

Raspored lijekova čija eliminacija ovisi o jetrenoj enzimskoj aktivnosti i pokazuju visoko vezanje proteina

Naproksen je primjer lijekova čija eliminacija ne ovisi o protoku jetre, već ovisi o enzimskoj aktivnosti jetre i pokazuju visoko vezanje proteina (99%). Rezultati ove studije pokazuju da bilo koji farmakokinetički parametar ovog lijeka nije izmijenjen nakon akutnog SCI, što pokazuje da se eliminacija i distribucija ne mijenjaju u odnosu na lažno ozlijeđene ispitanike.

S naproksenom, nedostatak promjena u distribuciji može biti povezan s visokim vezanjem proteina. U tom slučaju, vezani lijek ostaje u plazmi i samo slobodni lijek ide u intersticijsku tekućinu. Kako koncentracija proteina u plazmi nije bila izmijenjena ozljedom, teoretski se nošenje vezanog i slobodnog lijeka nije modificiralo.

Kako je naproksen lijek s niskom stopom ekstrakcije, na biotransformaciju nije utjecao SCI, u skladu s odgovarajućom enzimskom funkcijom jetre uočenom u ovom istraživanju. U ovom su slučaju promjene u protoku krvi u jetri nevažne.

Uzimajući u obzir da nije bilo promjena farmakokinetičkih parametara ovog lijeka, pretpostavljeno je da se i drugi lijekovi sličnih farmakoloških karakteristika - poput većine nesteroidnih protuupalnih lijekova - mogu upotrijebiti u preporučenom doziranju i na rasporedu subjektima koji ispunjavaju uvjete.

Raspored nepromijenjenih lijekova čiji eliminacija ovisi o bubrežnoj funkciji

Zbog svojih farmakoloških svojstava gentamicin je atraktivan lijek koji se koristi kao marker izlučivanja. Ne metabolizira se, pa eliminacija ne ovisi o jetrenom protoku krvi ili enzimskoj aktivnosti jetre. Oko 90% izlučuje se bez promjene u urinu, a njegovo uklanjanje se vrši glomerularnom filtracijom. 23 U ovom istraživanju, ustanovljeno je da je klirens gentamicina značajno smanjen, što ukazuje da se bubrežna ekskrecija značajno smanjuje u odnosu na lažno ozlijeđene životinje. Količina distribucije također je značajno smanjena.

Te se promjene mogu objasniti izmjenom bubrežnog protoka krvi tijekom šokom kralježnice 15, 20 i posljedično promjenom glomerularne filtracije. 24, 25 Rezultati ispitivanja serumskog kreatinina u ovom istraživanju upućuju na to da globalno zatajenje bubrega nije uključeno.

Uzimajući u obzir promjene u izlučivanju gentamicina, koji je ototoksičan i nefrotoksičan, kao i svi aminoglukozidi, smatralo se temeljnim provesti pažljivo praćenje koncentracije ove vrste lijekova u krvi.

Ukratko, SCI inducira promjene na dispoziciji nekih, ali ne svih lijekova danih iv, koje ovise o oba farmakološka svojstva danih lijekova. Bolje razumijevanje patofiziološkog mehanizma uključenog u distribuciju, metabolizam i promjene izlučivanja nakon SCI trebalo bi biti vrlo korisno za odgovarajuće upravljanje, kao i za optimizaciju farmakološke terapije u ovoj populaciji.

Važno je napomenuti da se nije u svim lijekovima koji se primjenjuju i distribucija promijenila distribucija; faktor koji određuje promjenu distribucije ovisi o farmakološkim karakteristikama.

Lijekovi smanjenog volumena raspodjele i uklanjanje ovisni o jetrenom protoku krvi, poput fenacetina i metilprednizolona, ​​neće u potpunosti dostići hipoperfuzirana tkiva. Kao posljedica toga, doći će do veće razine lijekova u krvi, a lijekovi će ostati više vremena u krvi zbog smanjene eliminacije.