Антидот при острых отравлениях сероводородсодержащими газами

 

Изобретение относится к медицине, в частности к токсикологии, и касается разработки антидота при острых отравлениях газами с высоким содержанием сероводорода. В качестве антидота предлагается использовать известный иммуномодулятор-леакадин. Леакадин обеспечивает инактивацию ионов гидросульфида и сероводорода путем связывания их своими реактивными группами, препятствуя H₂S осуществлять повреждающий эффект на другие структуры, ферменты и процессы, лежащие в основе клинической картины острых отравлений H₂S. Такая разработка дала возможность впервые предложить специфический антидот при острых отравлениях сероводородсодержащими газами. Антидот может быть использован сразу на месте в очаге поражения. 1 ил., 14 табл.

Изобретение относится к медицине к разделу токсикологии и может быть использовано при острых отравлениях газами с высоким содержанием сероводорода.

Острые отравления большими дозами сероводородсодержащего газа (свыше 800 мг/м³) характеризуются выраженным преобладанием токсического компонента в клинической картине с поражением нервной, сердечно-сосудистой, дыхательной систем, паренхиматозных органов (печени, почек) крови. В тяжелых случаях отравления заканчиваются смертью пострадавших в очаге поражения от паралича дыхательного центра. (Гигиенические критерии состояния окружающей среды. 18. "Сероводород" Женева, ВОЗ, 1986, c.51; Р.И.Асфандияров и др. " Острые отравления серосудержащими газами". Астрахань, 1995, с.156).

В основе токсического действия сероводорода лежит способность его блокировать вначале ферменты энергетического метаболизма, прерывая электроно-транспортную цепь в биологическом окислении. Формируются состояние гистотоксической гипоксии и аноксии, не совместимые с жизнью.

("Введение в клиническую биохимию". Изд. "Медицина", Ленингр. отдел., под ред. проф. И.И.Иванова, 1969, с.279-332; Л.Д.Лукьянова " Биоэнергетическая гипоксия - понятие, механизмы и способы коррекции // Бюл. эксперим. биол. и мед., 1977, т.1, с.244-254).

Поступивший в организм сероводород диссоциирует на ионы гидросульфида и водорода (H-HS). Гидросульфид оказывает патогенное воздействие на все тканевые и клеточные элементы, вызывая сдвиги в их гомеостазе.

Специфического лекарственного средства-антидота, инактивирующего H₂S и, таким образом, предотвращающего отравление, в настоящее время нет.

Имеется сходство в течении биохимических реакций при отравлениях цианистым калием и H₂S. Оно выражается в блокаде окислительного фермента цитохром-оксидазы (ЦО), однако воздействия H₂S более агрессивны, т.к. дают тот же эффект на ЦО при меньших дозах по сравнению с цианидами (Amer.Methods in enzymology. Akad. Press, Neu-York.l967, 10,-p- 48-56).

Течение реанимационного периода при отравлениях (его тяжесть, длительность развитие осложнений) зависят от степени удаления патогенного агента из организма.

В экспериментальной и клинической медицине известны научно-практические разработки, направленные на создание детоксикационных средств при острых отравлениях серусодержащими газами.

Так со времени открытия Р. Г.Хопкинсом (1929) глутатиона он привлекает внимание исследователей, как внутриклеточный восстанавливающий агент, действующий на молекулярном уровне. Основная функция глутатиона состоит в том, чтобы защитить SH - группы белков, сохраняя их восстановленными ( Д. Мецлер. Биохимия, М.: Мир ,т. 2, 1980).

Smith R. P., Abbanat R.A. (Toxicol.AppI Pharmacol-1966- 209, N2, p.209- 217), используя окисленный глутатион (0,58 ммоль на кг массы) показали его защитный эффект. Защитным эффектом обладают инъекции 10% раствора глюкуроната CA и милдроната (Володина Е.П. и др. Отчет о НИР ГР N 0190019534, - Астрахань, 1990).

Экстренная медицинская помощь при отравлениях серусодержащими газами в настоящее время оказывается следующими мерами: 1) ингаляция чистого (100%) кислорода (при давлении в 1 атм); 2) внутривенное введение хромосмона (1% р-р метиленовой сини в 25% р - ре глюкозы); 3) вдыхание амилнитрита. Если пациент выживает, то далее осуществляется симптоматическое лечение (Справочник по токсикологии. М.: Медицина. Под ред. акад. АМНСССР С.Н.Голикова, 1977). Вместе с тем, используемый для оксигенации крови кислород обладает прооксидантным действием, ухудшает клеточный и тканевый метаболизм, способствует более активному образованию радикалов. Чистый O₂ патогенен для легочной паренхимы. Вдыхаемый амилнитрит действительно защищает железо гема эритроцитов от агрессии сероводородом. Но защита идет через образование в эритроцитах метгемоглобина.т.е. происходит дополнительно уменьшение дыхательной (кислородной) емкости крови. В практической медицине способ распространения не получил. Метиленовая синь (хромосмон) может служить донором и акцептором ионов Н, обеспечивая тканевое дыхание в бескислородной среде. (М. Д. Машковский "Лекарственные средства", 1996, 42., с. 473). Однако метиленовая синь образует метгемоглобин, способствует внутрисосудистому гемолизу эритроцитов, вызывает одышку, рвоту, флебиты (М.В.Кораблев и др. в книге "Фармакологическая коррекция гипоксических состояний" М., 1989, с.149-154). Кроме того, при тяжелых отравлениях вены оказываются спавшимися и возникают технические трудности с внутривенным введением (в/в) хромосмона. Способ детоксикации также не распространен.

Окисленный глутатион несмотря на его положительную роль в антидотной терапии у нас не применяется: 1) вещество очень не стойкое (легко восстанавливается), в силу чего лишено надежности; 2) очень дорог в ценовом выражении; 3) возможна сенсибилизация организма.

Перечисленные препараты, кроме O₂, не нашли широкого применения в практической медицине из-за их риска или малой эффективности.

Целью предлагаемого изобретения является уменьшение патогенного воздействия серусодержащего газа на организм и сохранение жизни пострадавшего с помощью лекарственного средства, как нового антидота при острых отравлениях.

Для решения этой задачи предлагается использовать лекарственное средство уже известное, как иммунокорректор (М.Д.Машковский, "Лекарственные средства" 1996, ч.2, с.200). Вещество легко растворимо в воде. Проникает через гематоэнцефалический барьер, в силу чего доступен мозгу, повышает АД. Внутримышечные инъекции возможны сразу в очаге поражения. Препарат малотоксичен и не вызывает изменений со стороны сердечно-сосудистой системы неврологического статуса, функционального состояния печени и почек.

Антидотные свойства леакадина основаны на инактивации сероводорода и гидросульфида путем вступления с ними в химическую реакцию и присоединения к себе. В силу этого происходит уменьшение самого патогенного фактора, а не борьба с последствиями от интоксикации. Действия известных средств, используемых в неотложной терапии при отравлениях, в основной массе направлены на купирование последствий от воздействия серусодержащих газов (антигипоксанты, антиоксиданты, противоэкссудативные средства мембраностабилизаторы).

Критериями защитного эффекта средства служит уровень изучаемых показателей - маркеров. После воздействия они должны соответствовать контрольным или приближаться к ним.

Предполагаемый ход химической реакции леакадина с H₂S представлен на чертеже. Леакадин (а) взаимодействует с сероводородом (б). В результате взаимодействия 2-х веществ образуется амид цистеин (в) с реакционноспособной SH- группой, способной к дальнейшей трансформации.

Опыты были выполнены в затравочной камере Курляндского с проточной вентиляцией на половозрелых крысах линии Вистр с массой тела 200,0 - 240,0г. Газовая смесь представляла собой осушенный пластовый газ, содержащий 24 объемных % сероводорода. Концентрация H₂S контролировались газоанализатором (щ-813) постоянно и составляла 700-900 мг/м³. Длительность воздействия - 20 мин. Леакадин вводили внутримышечно (в/м) в фармакопейной дозировке (0,2 г/кг) за 1 мин до размещения животных в герметичной затравочной камере. Учитывая длительность затравки (20 мин) и способ введения лекарства (внутримышечный), полученные результаты мы отнесли к воздействию антидота сразу после отравления.

В качестве маркерных реакций, свидетельствующих о состоянии гомеостаза организма и о его динамике при действии газовой смеси и антидота, были выбраны следующие показатели: 1) определение ферментов антиокислительной защиты (каталаза и супероксиддесмутаза); 2) показатели свободно-радикального окисления (первичной генерации и элиминации супероксида методом хемилюминесцении, продуктов перекисного окисления липидов - малонового альдегида, общих липидов); 3) ферментов-маркеров проницаемости мембран клеток, особенно гепатоцитов (главных структур в биотрансформации серусодержащих соединений). Выявляли фруктозу-монофосфат-альдолазу, гаммаглутамилтрансферазу, аланин-аминотрансферазу;
4) ферменты метаболического окисления и медиаторного обмена в нервной ткани мозга /АХ,АХЭ,МАО,ЦХО,ГГД-гаммаглутамилдегидрогеназа/;
5) показатели белкового синтеза в нейронах разных отделов мозга и гепатоцитах (по интенсивности включения 3H-лейцина, 14C-глутамата) митотической активности (по включению 3H-тимидина);
6) определение структурно-функциональных характеристик адено- и нейрогипофиза, как ведущего звена в нейроэндокринных регуляциях. В приведенных таблицах в сравнительном плане даны характеристики показателей при использовании антидотов и других реанимационных средств для иллюстрации различий между ними.

В таблице 1 представлен спектр секреторных клеток передней доли гипофиза у контрольных крыс, затравленных газом, и с использованием для защиты протекторов. Из таблицы видно, что число погибающих клеток у затравленных животных увеличено почти в 3 раза. Введение леакадина не только практически сохраняет % соотношение видов секреторных клеток, но значительно улучшает их сохранность. При других протекторах соотношение секреторных клеток изменено, следовательно меняется и гормональный фон.

В таблице 2 по морфологическим критериям представлено функциональное состояние крупноклеточных ядер гипоталамуса, нейросекрет которых влияет на адаптационные процессы в организме.

В условиях затравки процессы вывода гормонов усилены, поэтому в 4 раза увеличено число структур, находящихся в стадии истощения. Использование леакадина оставляет эти цифры близкими к контрольным.

В то время, как 2 других протектора значительно стимулируют активный выброс гормонов (выше, чем при действии газа) и увеличивают % истощившихся нервных окончаний.

В таблице 3 представлена активность каталазы, фермента, защищающего цитозоль клеток от перекиси водорода. Это фермент антиоксидантной системы. В тканях мозга ее практически нет. При действии газа каталаза достоверно увеличивается в тканях печени, т.к. самые активные процессы детоксикации протекают в генатоцитах, следовательно, увеличено образование H₂O₂. Использование леакадина достоверно предохраняет от возникновения супероксидных радикалов и защитного увеличения каталазы по сравнению с действием газа.

Таблица 4 также связана с содержанием каталазы в тканях органов контрольных, затравленных газом крыс и защищенных протектором. В тканях печени и легких у животных, защищенных леакадином по сравнению с животными затравленными газом уровень каталазы близок к контрольной группе.

Фруктозо-монофосфатальдолаза фермент только внутрипеченочный. Появление его в крови, как и увеличение аланин-аминотрансферазы - это четкий индикатор повышения проницаемости мембран, агрессии патогенных факторов в виде сероводорода на липопротеиды мембран. В таблице 5 приведены сведения по динамике этих показателей. При действии газа выход альдолазы в сыворотку крови увеличивается более чем в 20 раз, увеличен и выход АЛТ. Леакадин оставляет эти показатели на уровне контроля, можно предположить, что патогенное действие газа не проявилось в силу того, что леакадин инактивировал H₂S. Аналогичная динамика показателей приведена в таблице 6. Выход глутамилгрансферазы, как и альдолазы возможен только при нарушении проницаемости цитомембран клеток печени и поджелудочной железы.

При действии газа проницаемость мембран повышается. Как следует из табл. 6 - применение леакадина предотвращает повреждение и показатели соответствуют контрольным цифрам. Действие серусодержащих газов на организм, вызывая изменения в течении всех видов метаболизма, приводит к увеличению продуктов перекисного окисления. Динамическое равновесие свободнорадикального окисления липидов смещается в сторону увеличения недоокисленных продуктов. В таблице 7 представлен коэффициент соотношения недоокисленных продуктов к общим липидам.

Из таблицы следует, что в условиях опыта коэффициент соотношения наиболее высокий за счет увеличения вторичных продуктов перекисленного окисления (малонового диальдегида).

Использование леакадина в качестве протектора сохраняет это динамическое равновесие на уровне показателя контрольных животных.

Известно, что аминокислота лейцин входит в состав структурных белков клеток. По интенсивности ее утилизации (включения) можно судить о реституции структур клеток. Как следует из таблицы 8 воздействия газа угнетают интенсивность включения лейцина гепатоцитами. По отношению к показателям контрольной группы животных у крыс, затравленных газом, включение лейцина снижается до 40%. У животных, которым был введен леакадин, эти показатели сохраняются на уровне контроля.

Такая же закономерность проявляется и в пирамидных нейронах коры больших полушарий.

Из сведений таблицы 9 следует, что при действии газа включения лейцина уменьшаются до 57%. Использованные для коррекции различные медикаментозные средства все оказывают положительный эффект, увеличивая синтез белка (в случае применения глутатиона)практически в 2 раза.

Однако леакадин, как и метиленовая синь сохраняют этот процесс, близкий к показателям контрольных животных. Нейроны продолговатого мозга (таблица 10) в условиях действия газа снижают включение лейцина 50%. Использование лейцина в качестве антидота способствует сохранению этого процесса на уровне контрольной группы животных. Из этой таблицы также следует, что аналогичный процесс нормализации происходит и в супраоптических ядрах. Однако следует отметить, что воздействия газа практически не снижают деятельность нейросекреторных клеток ядер, вероятно это отражает адаптационную роль нейрогармонов.

Интенсивность включения тимидина (таблица 11) гепатоцитами при действии газа значительно увеличена. Этот феномен связан с компенсаторной реакцией органа, ответственного за летоксикацию серусодержащих соединений. Однако леакадин связывает собой гидросульфид-нагрузку, в силу чего уровень включения тимидина остается прежним. Анализ материала позволяет утверждать, что леакадин имеет свойства истинного антидота, предохраняя гомеостаз организма от повреждения.

Ферменты метаболизма и медиаторной системы коры головного мозга и хвостатого ядра: монаминоксидаза (МАО,б), глутамил-дегидрогеназа (ГДГ) цитрохром-оксидаза (ЦХО), ацетилхолин (АХ), ацетилхолинэстераза (АХЭ) при действии газа снижаются в пределах 20-25% по сравнению с контролем. Они представлены в таблице 12. Колебания этих показателей в сенсомоторной зоне коры и в подкорковых структурах (хвостатое ядро) практически одинаковые. По техническим соображениям в табл.12 за 100% взяты показатели опытной группы животных. По сравнению с этими показателями использование протекторов (леакадина и ноотропила) практически нормализует активность ЦХО, незначительно интенсифицирует МАО и доводит до уровня контроля активность АХ и АХЭ.

Тканевое дыхание в нейронах мозга интенсивное и даже незначительное ослабление его включает дополнительные механизму коррекции. Так в таблице 13 показана динамика показателей глутамилдегидрогеназного шунта в пирамидных нейронах. Показатели контрольной группы означены цифрой "0". При действии газа активность ГДГ увеличивается на 20% (в третьем слое коры) и на 13% (в пятом слое). В случае использования леакадина защитное действие его весьма существенно. В третьем слое коры ГДГ увеличивается только на 4%, а в пятом слое на 8%. Однако лучшим антигипоксическим действием обладают ноотропил и ферум-лек.

Леакадин защищает кору больших полушарий от действия супероксидных радикалов. Так в контрольной группе животных супероксид-перехватывающая активность (СПА) в тканях мозга Б составляет 5,43 + 3,53 усл.ед. в опыте равно 6,4 + 2,0 усл.ед.; при использовании леакадина СПА составляет 5,42 + 1,96 (при р<0,05).

Совокупный анализ всего материала свидетельствует, что леакадин проявляет свойства антидота, предохраняя изменения показателей гомеостаза путем удаления причины - патогенного фактора.

Леакадин является лекарственным средством с уже установленной дозировкой употребления 0,1-0,3 г/кг. Поэтому тактика в оказании неотложной помощи при отравлении серусодержащими газами должна включать: 1) немедленное в/в или в/м введение леакадина как антидота. Внутривенное введение предпочтительнее в/м; при наличии технических сложностей (спавшиеся вены) ввести в/м 10% р-р 10 см³; 2) следом ввести антигипоксанты (ноотропил + рибоксин), в фармокопейной рекомендации (2% рибоксин - 5 мл, ноотропил - 5 мл.).

Формула изобретения

Применение леакадина в качестве антидота при острых отравлениях сероводородсодержащими газами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15