ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ВИКОРИСТАННЯ НОВОГО ПРЕПАРАТУ - ГРАНУЛ ЦЕОЛІТУ ЯК ЕНТЕРОСОРБЕНТУ ПРИ ПАТОЛОГІЇ ШЛУНКОВО-КИШКОВОГО ТРАКТУ : ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ НОВОГО ПРЕПАРАТА - ГРАНУЛ цеолита в качестве энтеросорбента ПРИ ПАТОЛОГИИ ЖКТ

brief description

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ¢Я УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ ФАРМАЦЕВТИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ЦЕНТРАЛЬНА НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЛАБОРАТОРІЯ

На правах рукопису

УДК: 549.67: 612.014.462.9: 616.33: 616.345: 616.37-002: 616.36-002

Бондарєв Євген Вікторович

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ВИКОРИСТАННЯ НОВОГО ПРЕПАРАТУ - ГРАНУЛ ЦЕОЛІТУ ЯК ЕНТЕРОСОРБЕНТУ ПРИ ПАТОЛОГІЇ ШЛУНКОВО-КИШКОВОГО ТРАКТУ

Спеціальність 14.03.05 фармакологія

Дисертація на здобуття наукового ступеня
кандидата фармацевтичних наук

Науковий керівник Яковлєва Лариса Василівна,
доктор фармацевтичних наук, професор

Харків 2005 р.

ЗМІСТ
ВСТУП..................................................................................................................5
РОЗДІЛ 1 СУЧАСНІ ПРОБЛЕМИ СТВОРЕННЯ ЕНТЕРОСОРБЕНТІВ
(Огляд літератури)
1.1 Сучасні методи сорбції та їх характеристика ...........................9
1.2 Ентеросорбенти на фармацевтичному ринку України............20
1.3 Природні цеоліти: класифікація, номенклатура, загальні властивості та шляхи застосування...................................25
РОЗДІЛ 2 МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ...............................36
РОЗДІЛ 3 ДОСЛІДЖЕННЯ ФАРМАКОДИНАМІКИ ГРАНУЛ ЦЕОЛІТУ
НА МОДЕЛЯХ ПАТОЛОГІЇ ШЛУНКОВО-КИШКОВОГО ТРАКТУ.............................................................................................57
3.1 Скринінгове вивчення противиразкової дії гранул цеоліту
на моделі оцтово-кислої виразки шлунка у щурів................57
3.2 Вивчення противиразкової дії гранул цеоліту на моделі
гострого етанол-преднізолонового ураження слизової
оболонки шлунка щурів59
3.3 Вивчення противиразкової активності гранул цеоліту на
моделі субхронічного ураження слизової оболонки
шлунка щурів лікарським препаратом - ацетилсаліциловою кислотою....................................................................................61
3.4 Дослідження протизапальної активності гранул цеоліту на
моделі експериментального проктиту....................................63
3.4.1 Ультраструктурні зміни клітин прямої кишки щурів
при моделюванні фенолового проктиту68
3.5 Дослідження лікувальної дії гранул цеоліту на експери-ментальній моделі гострого панкреатиту у щурів................. 81
РОЗДІЛ 4. ВИВЧЕННЯ ГЕПАТОПРОТЕКТОРНОЇ АКТИВНОСТІ
ГРАНУЛ ЦЕОЛІТУ....................................................................... 85
4.1 Гепатопротекторна активність гранул цеоліту в умовах
гострого гепатиту у щурів, викликаного тетрахлорметаном.85
4.1.1 Результати біохімічних досліджень................................86
4.1.2 Патоморфологічне дослідження структури печінки
у щурів при гострому токсичному гепатиті..................90
4.2 Дослідження лікувальної дії гранул цеоліту в умовах експериментальної моделі печінкового холестазу.................96
РОЗДІЛ 5. ВИВЧЕННЯ ТОКСИЧНОСТІ ГРАНУЛ ЦЕОЛІТУ......................101
5.1 Гостра токсичність гранул цеоліту............................................101
5.2 Вплив гранул цеоліту на шлунково-кишковий тракт у здорових щурів..............................................................................................105
5.2.1 Вивчення впливу гранул цеоліту на перистальтику
шлунково-кишкового тракту..................................................105
5.2.2 Вивчення впливу гранул цеоліту на секреторну функцію шлункових залоз у щурів .......................................................106
5.3 Вивчення впливу гранул цеоліту на активність панкреатичних ферментів ШКТ у здорових щурів..............................................107
5.4 Дослідження адсорбційної активності гранул цеоліту............111
5.5 Дослідження ембріотоксичної дії гранул цеоліту.111
5.6 Вивчення мутагенних властивостей гранул цеоліту.113
5.7 Дослідження імунотропних властивостей гранул цеоліту114
5.8 Вивчення кумулятивної здатності гранул цеоліту.115
5.9 Вивчення хронічної токсичності субстанції цеоліт на щурах.118

АНАЛІЗ ТА УЗАГАЛЬНЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЖЕННЯ.................136
ВИСНОВКИ..................158
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ.............................................................159

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, ОДИНИЦЬ, СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ
АКА активна шкірна анафілаксія;
АКТГ адренокортикотропний гормон;
АлАТ- аланінамінотрансфераза;
АОС антиоксидантна система;
АсАТ аспартатамінотрансфераза;
БАР біоактивні речовини;
ВІ виразковий індекс;
ВХШ виразкова хвороба шлунка;
ДВ дуоденальний вміст;
ДК дієнові кон¢югати;
ЕГП експериментальний гострий панкреатит;
ЕПР ендоплазматичний ретикулум;
ЕС ентеросорбція;
ЕТ ендотоксикоз;
ЛІІ лейкоцитарний індекс інтоксикації;
ЛФ лужна фосфатаза;
МДА малоновий діальдегід;
МКП масовий коефіцієнт печінки;
НПЗЗ нестероїдний протизапальний засіб;
ПВА противиразкова активність;
ПДГК показник дегрануляції гладких клітин;
ПЗ підшлункова залоза;
ПОЛ перекисне окиснення ліпідів;
РСЗ робочий стандартний зразок;
СМ компоненти середньої молекулярної маси;
СОШ слизова оболонка шлунка;
ШКТ шлунково-кишковий тракт;
GSH відновлена форма глутатіону;

ВСТУП

Актуальність теми. Частота захворювань шлунково-кишкового тракту (ШКТ) в загальній структурі хвороб людини неухильно зростає навіть в економічно розвинутих країнах. Це відбувається внаслідок забруднення середовища різними техногенними відходами, стрімкої адаптації патогенних мікроорганізмів, підвищення інтенсивності життя: підвищення темпу діяльності, порушення ритму вживання їжі та відпочинку та ін. Вказані шкідливі впливи призводять до виснаження адаптаційних можливостей організму людини і збільшення числа осіб, що страждають на хронічні захворювання ШКТ [7, 17, 24, 25, 26, 49, 51, 96, 132, 207].
За даними медичної статистики України за 2003 рік лікувально-профілактичними закладами зареєстровано зростання хвороб органів травлення на 46 %, що складає 5.948.531 захворювань дорослого населення. В структурі поширеності захворювань в Україні хвороби ШКТ займають третє місце.
Провідним синдромом при хронічних захворюваннях ШКТ є ендогенна інтоксикація організму [137], тому сучасна комплексна терапія цієї групи захворювань широко використовує метод ентеросорбції [ 4, 16, 19, 30, 34, 40, 42, 54, 64, 108, 110, 123, 128].
Відзначено позитивний вплив ентеросорбції на відновлення функціональної активності печінки при гепатитах різної етиології, цирозі печінки, патологіях жовчовивідних шляхів, перитонітах [5, 51, 53, 60, 62, 73, 82, 103].
У клінічній практиці знайшли своє місце ентеросорбенти різної хімічної структури вуглецеві, вуглецевомінеральні, іонообмінні, мінеральні та полімерні [78, 87, 86, 98, 140, 142]. Вони значно відрізняються один від одного по текстурі та хімічній природі поверхні. Арсенал існуючих ентеросорбентів складається головним чином з імпортних препаратів. Перелік вітчизняних ентеросорбентів досить обмежений і представлений препаратами синтетичного походження (ентеросгель, сорбогель) та препаратами активованого вугілля
[167, 200].
Враховуючи вищезазначене: збільшення захворювань ШКТ [182, 206], тенденції до їх хронізації та особливості патогенезу, - актуальним науковим напрямком є розширення асортименту сучасних ентеросорбентів в Україні, які б були ефективними та водночас не виявляли негативного впливу на функції життєво важливих органів та систем при тривалому вживанні.
У зв'язку з цим актуальним представляється вивчення в експерименті реакцію організму на введення нового ентеросорбенту - гранул цеоліту - у порівнянні з відомим на українському фармацевтичному ринку препаратом ентеросгелем.
Дисертаційна робота присвячена фармакологічному вивченню ентеросорбенту гранул цеоліту, розробленому на основі природнього глинистого мінералу, та робить внесок у проблему розширення асортименту ентеросорбентів, ефективних при лікуванні захворювань ШКТ.
Зв¢язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана у рамках науково-дослідної програми Національного фармацевтичного університету: Фармакологічні дослідження біологічно активних речовин і лікарських засобів синтетичного та природнього походження, їх застосування у медичній практиці” (№ Державної реєстрації 0103U000078).
Мета і завдання дослідження. Метою роботи було експериментальне обґрунтування використання в медичній практиці нового сорбційного препарату - гранул цеоліту для патогенетичного лікування захворювань ШКТ.
Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання:
1. Виявити інтервал ефективних доз гранул цеоліту за сорбційною та протизапальною активностями в умовах фармакологічного скринінгу.
2. Дослідити фармакологічні властивості гранул цеоліту: сорбційні, протизапальні та антиоксидантні.
3. Вивчити ефективність ентеросорбенту гранул цеоліту у порівнянні з ентеросгелем на експериментальних патологіях ШКТ: виразки шлунку, проктиту, панкреатиту та патологіях печінки.
4. Вивчити вплив гранул цеоліту на функціональну активність ШКТ у здорових тварин.
5. Вивчити можливі токсичні властивості гранул цеоліту.
Об¢єкт дослідження - гранули цеоліту, розроблені на основі природнього глинистого мінералу цеоліту на кафедрі заводської технології ліків Національного фармацевтичного університету доцентом Рибачуком Д.В.
Предмет дослідження - фармакологічна ефективність гранул цеоліту при експериментальних патологіях ШКТ.
Методи дослідження. При виконанні дисертаційної роботи були використані фармакологічні, токсикологічні, біохімічні, гематологічні, гістологічні методи дослідження та методи математичної статистики.
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше встановлено, що новий ентеросорбент гранули цеоліту при лікуванні різних експериментальних патологій ШКТ виявляє виражені сорбційні, детоксикаційні, протизапальні й антиоксидантні властивості та за рівнем виразності фармакологічної дії перевищує відомий ентеросорбент - ентеросгель. Встановлено, що гранули цеоліту не токсичні, не мають ульцерогенних властивостей, не впливають на секрецію і кислотність шлункового соку та перистальтику кишечнику.
Новизна роботи підтверджена деклараційним патентом № 54205А від 17.02.2003 р. на ентеросорбент Грацеол”, рекомендований для комплесної терапії хвороб ШКТ.
Практичне значення одержаних результатів. Результати дисертаційної роботи є фрагментом доклінічного вивчення нового ентеросорбенту гранул цеоліту, який буде впроваджено у фармацевтичну практику та промислове виробництво на ООО „Червона зірка”.
Особистий внесок здобувача. Разом з науковим керівником визначені мета, завдання, розроблені методичні підходи, згідно з якими відібрані моделі та методи для виконання експериментальної частини дисертаційної роботи. Особисто проведені: патентно-інформаційний пошук, експериментальні дослідження, статистична обробка, аналіз та систематизація отриманих результатів, сформульовані висновки дисертації. У статтях, опублікованих у співавторстві, дисертантом наведені результати власних експериментальних досліджень. Також дисертант приймав участь в узагальненні отриманих даних.
Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи викладені і обговорені на різних наукових конференціях і симпозіумах: на Міжнародному медичному конгресі Медицина на межі століть: Відкриття та перспективи” (м.Харків, 1999); на III Республіканській науково-практичній конференції Нове у клінічній фармакології та фармакотерапії хвороб внутрішніх органів” (м. Харків, 2000); на науковій конференції молодих вчених та студентів (м.Харків, 2001); на VIII Російському національному конгресі «Человек и лекарство» (г. Москва, 2001); на II Національному з´їзді фармакологів України Фармакологія 2001 крок у майбутнє” (м. Дніпропетровськ, 2001); на IV Всеукраїнській науково-практичній конференції Нове у клінічній фармакології та фармакотерапії хвороб внутрішніх органів” ( м. Харків, 2002); на Всеукраїнській науково-практичній конференції „Фармація XXI століття”, (м. Харків, 2002); на III Міжнародній науково-практичній конференції „ Наука і соціальні проблеми суспільства: медицина, фармація, біотехнологія”, (м. Харків, 21-23 травня 2003); на Всеукраїнській науково-практичній конференції „Терапевтичні читання пам'яті академіка Л.Т.Малої”, (м. Харків, 20-21 травня 2004); на наукових семінарах ЦНДЛ НФаУ.

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 20 наукових робіт. З них 9 статей у наукових фахових виданнях, 10 тез доповідей та 1 патент. Робота викладена на 179 сторінках машинописного тексту, ілюстрована 51 таблицями, 19 рисунками, 4 формулами. Перелік використанних джерел містить 279 найменувань з яких 68 іноземних авторів.

bibliography

АНАЛІЗ ТА УЗАГАЛЬНЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЖЕННЯ

Відомо, що за останнє сторіччя людина опинилась у вкрай агресивному зовнішньому середовищі. Це відбулося настільки стрімко, що організм людини виявився нездатним остаточно адаптуватися до цих змін, що призвело до напруги його адаптаційних і біохімічних механізмів. Особливе значення при цьому має несприятлива зміна стану внутрішнього середовища організму, що характеризується накопиченням шкідливих для здоров'я речовин при одночасному дефіциті необхідних компонентів.
Найбільш небезпечними забруднюючими факторами є хімічні речовини - продукти хімічної, нафтохімічної й ін. галузей промисловості, важкі метали (ртуть, свинець, кадмій і ін.), радіоактивні сполуки, вихлопні гази автомобілів і т.ін. Причому, переважна більшість вказаних речовин мають гідрофобні властивості, важко виводяться із організму та легко вбудовуються в біомембранні ліпідні структури клітин, що порушує їх функцію. Ще одне зовнішнє джерело забруднення внутрішнього середовища організму - це стрімко збільшене споживання лікарських препаратів. Але є і внутрішні джерела забруднення: це має місце в умовах порушення функцій ШКТ (запори; дисбактеріози, якими страждає 90% населення ; неправильне харчування, шкідливі звички). За цих умов у товстому кишечнику накопичуються залишки неперетравленої їжі, фекалії, слиз, які обволікають стінки кишечника, перешкоджаючи його нормальному функціонуванню, що сприяє поступовому накопиченню ендогенних токсинів. У кров надходять високотоксичні речовини: феноли, індоли, аміак, меркаптани, детоксикація яких здійснюється ферментами печінки. Описаний механізм сприяє розвитку запальних процесів різної локалізації ШКТ, які можуть бути визначені за низкою показників, серед яких чільне місце займають молекули середньої маси у крові.
Практично у патогенезі усіх захворювань ШКТ має місце активація вільнорадикального і перекисного окиснення ліпідів, в результаті яких утворюються велика кількість токсичних для організму продуктів ПОЛ а саме: ДК, ГП, та альдегідів. Поряд з цим як наслідок ПОЛ відбувається ушкодження структури клітинних та субклітинних мембран, порушення процесів клітинного обміну та накопичення токсичних продуктів.
Оскільки клітина, тканина, орган нормально існують і функціонують тільки в біологічно чистому середовищі, ендоекологічна реабілітація є обов'язковою умовою здоров'я. Зважаючи на те, що кишечник є найбільш серйозним резервуаром і джерелом токсичних речовин, очищення кишечника у всіх системах оздоровлення є одним з найважливіших факторів підтримки і збереження здоров'я. Однією з ефективних і безпечних систем очищення кишечника є використання еферентних методів.
За останні десятиліття еферентні методи все частіше використовують для детоксикації організму. Гемо-, ентеро-, аплікаційна сорбція — набули широкого поширення в багатьох областях медицини. Адсорбція речовин з біологічних рідин є складним процесом, що протікає в багатокомпонентній системі з постійно мінливим складом в умовах конкурентної сорбції. Сорбційні матеріали через свої текстурні особливості (пориста структура, велика питома поверхня) і хімічну природу поверхні при контакті з біологічною рідиною поряд з адсорбцією здійснюють запуск каскаду реакцій, підсилюють іонообмінні процеси, донорно-акцепторні взаємодії, каталітичні і біоспецифічні перетворення.
Ентеросорбція як відносно простий та ефективний спосіб детоксикації останнім часом набула широкого застосування в клінічній практиці при лікуванні отруєнь та багатьох захворювань (у пульмонології, у терапії ниркової недостатності, при інфекційних захворюваннях, при захворюваннях органів травлення, при променевих поразках, при лікуванні атеросклерозу, у хірургії й ін.). Як метод детоксикації ЕС займає все значніше місце в корекції багатьох патологічних станів, що супроводжуються як ендо-, так і екзотоксикозами, а також використовується як компонент комплексного впливу при профілактиці, оздоровленні населення, у тому числі й в умовах санаторно-курортного лікування. Потреба в сорбентах різного типу для СРСР оцінювалася в 9000 тон на рік, але випускалося не більш 10% від необхідної кількості.
Механізм лікувальної дії ентеросорбції зв'язаний з прямим і опосередкованим ефектом. Теоретичні основи механізму дії ентеросорбції містять:
- зворотний пасаж токсичних речовин із крові до кишечника з подальшим їх зв'язуванням на сорбенті;
- очищення травного хімусу соків шлунково-кишкового тракту, що несе в собі велику кількість токсичних речовин при різних патологічних станах;
- модифікацію ліпідного й амінокислотного складу хімусу;
- видалення токсичних речовин, що утворюються в самому кишечнику.
Відомо, що токсичні продукти перш ніж вийти з організму з калом багаторазово всмоктуються і знову екскретуються кишковою стінкою. Безсумнівно, що ця багаторазова дія токсинів сприяє більш інтенсивному завантаженню шлаками внутрішнього середовища організму. Ідея використання ентеросорбентів полягає в перериванні цього порочного кола” і фіксуванні ауто- і екзотоксинів на поверхні сорбенту з наступним видаленням їх природним шляхом. Опосередкована дія — запобігання або ослаблення токсично-алергійних реакцій, профілактика екзотоксикозу, зниження метаболічного навантаження на органи екскреції і детоксикації, корекція обмінних процесів, відновлення цілісності і проникності слизуватих оболонок, поліпшення кровопостачання, стимуляція моторики кишечника.
У сучасній медичній практиці вугільні адсорбенти складають основу еферентних методів у комплексному лікуванні різних захворювань. На цей час існує широкий набір дозволених до застосування вугільних сорбентів гранульованої і волокнистої структури, що були одержані з різної сировини.
Полімерні синтетичні адсорбенти представлені високомолекулярними сполуками. Багато природних полімерних матеріалів також мають сорбційні властивості і використовуються для виробництва медичних адсорбентів. До їх числа відносяться поліфепан, хітозан, пектини і харчові волокна. З кремнієвих сполук у медицині як сорбенти застосовують алюмокремнезем, силікагель і поліметилдисилоксан.
Таким чином, медицина має у своєму розпорядженні вагомий експериментальний і теоретичний базис для широкого використання еферентних методів. Зберігається необхідність одержання нових сорбентів високої чистоти. Технологічні схеми одержання синтетичних сорбентів відрізняються високою вартістю. Тому подальший пошук ефективних медичних сорбентів повинен враховувати проблему їх здешевлення.
У народній медицині здавна відомі ранозагоювальні, протизапальні, антимікробні властивості природних цеолітів, які обумовлені широким спектром сорбційної дії. У даний час цеоліти знайшли практичне впровадження в медичній практиці у якості БАД. На основі природних цеолітів поки що немає медичних препаратів, тому доцільним було розробити новий вітчизняний препарат сорбційно-детоксикаційної дії.
Перелічені фактори стали передумовою для розробки фармакологічної субстанції цеоліту із природнього глинистого мінералу цеоліту і проведення представлених у даній роботі фармакологічних досліджень з метою створення нового сорбційно-детоксикаційного засобу гранул цеоліту „Грацеолу”.
Завданням даної роботи було виявлення фармакологічної активності субстанції цеоліту, визначення доцільності розробки препарату з сорбційно-детоксикаційними властивостями на її основі, встановлення його ефективності і переваги перед існуючим вітчизняним сорбційно-детоксикаційним засобом - ентеросгелем.
Було проведено вивчення сорбційної активності і спектру фармакологічної дії субстанції і гранул цеоліту „Грацеол” на експериментальних моделях патологій ШКТ, адекватних комплексу реакцій, які виникають у людини при захворюваннях різного ступеня тяжкості, що супроводжуються інтоксикацією, а також вивчення токсичних властивостей нового препарату.
Дані літератури про лікувальні властивості цеолітів дозволили передбачити полівалентність фармакологічної дії гранул цеоліту при пероральному застосуванні і, в першу чергу, їх сорбційну активність, що вимагало експериментального підтвердження при захворюваннях шлунково-кишкового тракту. Це і стало одним з перших завдань даної роботи. Для його вирішення спочатку був проведений фармакологічний скринінг гранул цеоліту на моделі хронічного ураження шлунка, викликаного оцтовою кислотою, який дозволив визначити умовнотерапевтичну дозу.
Дана модель обрана з урахуванням її високої відтворюваності і відповідності за гістоморфологічними характеристиками виразці шлунка у людини. У попередніх експериментах нами було встановлено, що виразковий дефект слизової шлунка при ураженні оцтовою кислотою розвивається вже через 48 годин і являє собою велике кратероподібне ураження з грануляційним валом по периметру. Діаметр виразок досягав 8,0 - 9,0 мм. Спонтанне рубцювання відбувалося на 10-11 день досліду.
Серед вивчених доз природного глинистого мінералу гранул цеоліту (50-500 мг/кг) найбільш ефективною виявилася доза 500 мг/кг, яка викликала зниження кількості виразок більш ніж у 6,3 рази, а також сприяла максимальному зниженню кількості тварин, що мають ушкодження слизової оболонки шлунка в порівнянні з контрольною групою. Доза 500 мг/кг була обрана для подальших досліджень як умовнотерапевтична. Активність гранул цеоліту в обраній дозі за максимально короткий термін експерименту (10 діб) перевищує дію препарату порівняння ентеросгелю за проти-виразковою активністю в 2,4 рази. Противиразкова дія гранул цеоліту проявляється перш за все за рахунок його сорбційно-детоксикаційної дії та мікроелементів у його складі, які здатні підсилювати відновні процеси у слизовій шлунка. Крім того у своєму складі гранули цеоліту містять крохмаль, який має обволікаючу дію та захищає слизову оболонку.
На другому етапі дослідження використовували модель етанол-преднізолонового ушкодження слизової оболонки шлунка, що є однією із швидко відтворюваних експериментальних моделей "гострої" виразки. Провідну роль у формуванні пошкоджень шлунка в даному випадку має інгібування біосинтезу простагландинів - ульцеропротекторів СОШ. Внаслідок цього порушується трофіка слизової шлунка, знижується енергетичне і пластичне забезпечення тканин і підсилюється вплив агресивних факторів шлункового соку. Введення кортикостероїдів супроводжується порушенням їхнього співвідношення в організмі з адренокортикотропним гормоном (АКТГ), підсиленням шлункової секреції, циркуляторної ішемії ворсин СОШ, порушенням процесів ПОЛ і слизоутворення. На тлі розвинених порушень, викликаних преднізолоном, збільшуються гастродеструктивні ефекти 80 % етанолу, що викликає дегідратацію і коагуляційний некроз СОШ.
Оскільки протікання зазначеної моделі виразки шлунка є коротким, констатували профілактичну противиразкову дію гранул цеоліту.
Найбільш ефективним виявились гранули цеоліту у дозі 500 мг/кг, які викликали зниження площі та кількості виразок більш ніж у 2,7 рази, а також сприяли максимальному зниженню кількості тварин, що мали ушкодження слизової оболонки шлунка в порівнянні з контрольною групою. Гранули цеоліту в обраній дозі не поступаються за противиразковою дією препарату порівняння ентеросгелю, що підтверджується вірогідним зниженням площі та кількості виразок більш ніж у 1,4 рази.
За даними світової статистики, виразковою хворобою шлунка і дванадцятипалої кишки страждає близько 10% дорослого населення, приблизно в половини з них протягом 5ти років виникають загострення. Відсутність істотної тенденції до зниження захворюваності, часто рецидивуючий плин, ускладнення, а також високий відсоток непрацездатності хворих змушують дослідників розробляти нові препарати та удосконалювати відомі методи лікування хворих. Запропоновано багато теорій патогенезу виразкової хвороби, однак механізм розвитку цього захворювання досить складний, що і пояснює складність його лікування.
Сучасні уявлення про етіологію, патогенез та методи лікування виразкової хвороби шлунка і дванадцятипалої кишки відбивають не тільки соціальну значущість захворювання, але і актуальність створення ефективних сучасних противиразкових засобів. Тому наступним етапом нашої роботи було вивчення сорбційних властивостей гранул цеоліту при субхронічній виразці шлунка.
Субхронічну модель виразкового ураження викликали відомим препаратом із групи НПЗЗ ацетилсаліциловою кислотою. Обгрунтуванням такої моделі стали дані літератури про те, що гастропротекторні засоби мають здатність не тільки прискорювати рубцювання виразок і запобігати рецидивам виразкової хвороби, а також можуть ефективно застосовуватися для профілактики пошкоджень слизової оболонки шлунка при лікуванні препаратами з групи НПЗЗ. Ключову роль у зазначеній патології відіграє інгібування синтезу простагландинів. Виражені противиразкові властивості гранул цеоліту, установлені в попередніх експериментах, дозволили припустити лікувальну дію гранул цеоліту при ураженні СОШ НПЗЗ.
Лікування гранулами цеоліту субхронічного ураження СОШ, викликаного ацетилсаліциловою кислотою, проведено в найбільш ефективній дозі 500 мг/кг у порівнянні з синтетичним фармакологічним аналогом ентеросгелем.
Результати дослідження виявили, що гранули цеоліту у дозі 500 мг/кг викликали зниження площі та кількості виразок у 4,2 рази, а також сприяли в порівнянні з контрольною групою зниженню кількості тварин, що мають ушкодження слизової оболонки шлунка. Ентеросгель виявив у 1,4 рази менш виразне зниження площі та кількості виразок.
Вивчені препарати значно знижували виразність запально-некротичних уражень СОШ, що свідчить про їх виражені гастрозахисні властивості.
Таким чином, гранули цеоліту мають виразну сорбційно-детоксикаційну дію, що дозволяє обгрунтовувати можливість профілактичного застосування препарату для перешкоджання розвитку гастротоксичного ефекту НПЗЗ.
За даними медичної статистики в Західній Європі і США щорічно виявляється до 60 хворих на 100.000 населення з захворюваннями товстої кишки: коліти, ентероколіти та проктити. Більше 50% з них мають вік від 20 до 40 років. Середній вік у момент виникнення хвороби складає 29 років. Початок захворювань товстої кишки у віці до 15 років відзначено тільки у 15% хворих, виникнення неспецифічного коліту після 40 років не характерно. На виникнення коліту впливають інфекційні, імунологічні, генетичні фактори, а також зовнішнє середовище. Продовжуються дослідницькі роботи по вивченню ролі мікрофлори, вірусів та ендогенної інтоксикації в патогенезі цього захворювання. Протягом останнього десятиріччя моделювання запалення кишечника на тваринах в експерименті сприяло більш глибокому розумінню патогенезу неспецифічного виразкового коліту, особливо ролі медіаторів запалення, цитокинів та дії кишкової флори.
Наступним етапом роботи стало вивчення сорбційно-детоксикаційної активності гранул цеоліту на моделі фенолового проктиту, викликаного ректальним введенням формаліну. Показано, що в розвитку експериментального ураження прямої кишки у щурів одним з механізмів є активація процесів ПОЛ. У нашому досліді це підтвердилося достовірним підвищенням рівня ТБК-реагентів у сироватці крові у тварин з патологією, поряд з виснаженням пула G-SH у сироватці в порівнянні з інтактним контролем. Гіперферментемія АсАТ підтверджує вираженість цитолітичних процесів, що можна вважати порушенням цілісності клітинних мембран внаслідок активації перекисного окислення мембранних фосфоліпідів.
Формалін, зв'язуючись з аміногрупами білків клітинної оболонки, викликає їхню денатурацію, що призводить до порушення структурної цілісності клітини, виходу в міжклітинний простір лізосомальних ферментів і медіаторів запалення. Вираженість запального процесу в нашому досліді характеризувалася лейкоцитозом. Анемія, що викликана синдромом порушеного всмоктування в кишечнику і ректальними кровотечами, які спостерігалися в групі контрольної патології, супроводжувалася достовірним зменшенням рівня гемоглобіну у периферичній крові в порівнянні з інтактним контролем. Останнє підтверджувалося також зниженням загальнотрофічних процесів, що характеризувалося падінням маси тіла щурів протягом усього періоду експерименту.
На клітинному рівні експериментальний проктит у тварин контрольної патології супроводжувався дистрофічними змінами органел стовпчастих епітеліоцитів, бокаловидних екзокриноцитів і ендотеліоцитів мікроциркуляторного русла слизової оболонки прямої кишки.
Провідним фактором цих порушень стало зниження рівня окиснювально-відновних реакцій, пов'язаних зі зміною структури мітохондрій. Внаслідок порушення біоенергетичних процесів знижувалася активність внутрішньоклітинного синтезу білків і мукоїдного секрету, що підтверджувалося вакуолізацією цистерн гранулярної ендоплазматичної мережі стовпчастих епітеліоцитів і бокаловидних екзокриноцитів.
Виявлені ультраструктурні порушення органел цих клітин знаходилися на межі зриву компенсаторних резервів. Часто дистрофічні зміни переходили до розряду деструктивних, що структурно виражалося в частковому лізисі мембран мітохондрій і ендоплазматичного ретикулуму.
Дослідження протекторних властивостей гранул цеоліту в дозі 500 мг/кг на моделі проктиту показало, що препарат перешкоджав ульцерогенним проявам, викликаним формаліном, більш ефективно, ніж ентеросгель. Так, за показником некрозу слизової оболонки прямої кишки гранули цеоліту перевершували ентеросгель у 2,4 рази, за протизапальною дією у 2,1 рази, за здатністю скорочувати довжину ураженої ділянки у 2,0 рази.
Більш виражений позитивний вплив гранул цеоліту на протікання репаративного процесу в прямій кишці відбився на активності загальнотрофічних процесів в організмі тварин, про що робили висновок за достовірним підвищенням маси тіла дослідних щурів у порівнянні з вихідними даними.
Відмінності в ефективності лікувальної дії гранул цеоліту і ентеросгелю на моделі проктиту можна пояснити різним хімічним складом досліджуваних препаратів. Так, ефект гранул цеоліту і ентеросгелю опосередкований мембраностабілізувальними властивостями, на що вказує зменшення цитолітичних процесів (АсАТ). Підтвердженням цього є також пригнічення процесів ліпопереокиснення і відновлення компонентів антиоксидантної системи, про що свідчить динаміка показників ПОЛ.
Електронно-мікроскопічне дослідження клітин прямої кишки на тлі лікування гранулами цеоліту і ентеросгелю показало, що на ультраструктурному рівні відбуваються різні за глибиною репаративно-адаптаційного процесу зміни органел.
Дослідження субмікроскопічної архітектоніки слизової оболонки прямої кишки щурів на тлі лікування гранулами цеоліту свідчать не тільки про припинення деструктивного процесу, але й про перехід внутрішньоклітинних структур на більш високий рівень метаболічної активності. Цей факт структурно підтверджується гіперплазією гранулярного ендоплазматичного ретикулуму, гіпертрофією пластинчастого цитоплазматичного комплексу Гольджі та збільшенням кількості рибосом і полісом.
Варто підкреслити, що після введення гранул цеоліту спостерігали нормалізацію структури мітохондрій зі збільшенням кількості крист. Це свідчить про істотне поліпшення біоенергетичного забезпечення синтетичних і репаративних процесів, що протікають на рівні внутрішньоклітинних мембран, органел і макромолекул.
Під впливом ентеросгелю також відзначене припинення деструктивного процесу на рівні органел і мембран стовпчастих епітеліоцитів, бокаловидних екзокриноцитів і ендотеліоцитів прямої кишки щурів. У цих клітинах були відсутні ділянки деструкції мембранних компонентів цитоплазми, трохи збільшувався вміст рибосом, а також кількість крист у мітохондріях, що свідчить про активацію внутрішньоклітинного синтезу і стабілізацію біоенергетичного обміну.
Разом з тим, зберігалися дистрофічні зміни у вигляді значної вакуолізації цистерн гранулярної ендоплазматичної мережі й високого ступеня набрякання мітохондрій.
Порушення структури щіткової облямівки дозволяє констатувати порушення всмоктувальної функції стовпчастих епітеліоцитів.
У бокаловидних екзокриноцитах спостерігалися скупчення конгломератів із секреторних гранул, що характеризує порушення процесів синтезу слизу.
Таким чином, аналіз результатів клінічних, біохімічних і морфофункціональних показників переконливо підтверджує, що репаративний ефект гранул цеоліту на моделі фенолового проктиту виявляється більш виразним, ніж під дією ентеросгелю.
Подальші дослідження були спрямовані на вивчення можливої сорбційнодетоксикаційної дії гранул цеоліту на моделі гострого панкреатиту. Серед гострих захворювань органів шлунково-кишкового тракту одне з провідних місць належить гострому панкреатиту [104]. Більшість випадків протікає легко і проходить самостійно, але у 20% хворих розвивається важкий перебіг панкреатиту. Причиною розвитку гострого панкреатиту (ГП) у 60-80 % випадків є важка ендогенна інтоксикація, жовчнокам'яна хвороба і прийом алкоголю, що свідчить про логічне використання ентеросорбентів для його лікування.
Експериментальний гострий панкреатит у щурів викликали після лапаротомії шляхом холодової травми підшлункової залози, при якій ушкоджується нейросудинний апарат органу [104]. Як охолоджуючий агент використовували хлоретил, який розпиляли на селезінковий сегмент підшлункової залози. Гранули цеоліту та препарат порівняння ентеросгель вводили щурам внутрішньошлунково в умовно-терапевтичній дозі за допомогою металевого зонда через годину після відтворення експериментального гострого панкреатиту (ЕГП).
Аналіз досліджених показників на 3тю добу досліду дозволив виявити значні очікувані зміни у тварин групи контрольної патології. Спостерігали вірогідне пригнічення активності ферменту L- амілази, зниження вмісту загального білка і збільшення вмісту загальних ліпідів. На думку ряду дослідників, це може бути пов¢язане зі значними деструктивними процесами у підшлунковій залозі. Порушувалась також функціональна активність інсулярного апарату підшлункової залози, що проявилось вірогідним збільшенням вмісту глюкози у крові. Крім того, у тварин групи контрольної патології на 3тю добу досліду виявили ознаки ендогенної інтоксикації, а саме вірогідне збільшення рівня сечовини і компонентів середньої молекулярної маси (СМ) у сироватці крові.
На 10 добу досліду картина досліджуваних показників у групі щурів контрольної патології мала такий характер, як і на 3ю добу досліду, тобто зберігались ознаки інтоксикації і порушення усіх видів обміну. Введення гранул цеоліту у дозі 500 мг/кг та препарату порівняння ентеросгелю у дозі 2,1 г/кг протягом 10 діб чинило виражений лікувальний ефект. Проведення ентеросорбції гранулами цеоліту зменшувало ознаки інтоксикації, про що свідчать вірогідне зменшення СМ у дослідній групі тварин, у порівнянні з групою контрольної патології. Під дією досліджуваних препаратів цеоліту та ентеросгелю у тварин нормалізувався ліпідний обмін, секреторна активність підшлункової залози (підвищення активності l- амілази). Так, під впливом гранул цеоліту цей показник був вірогідно більшим, ніж під впливом препарату порівняння ентеросгелю. Лікувальний ефект сорбентів проявився у збільшенні рівня загального білка, при цьому цей показник у групі тварин, що приймали цеоліт, був вірогідно вищим, ніж у групі тварин, що приймали ентеросгель. Вплив цеоліту та ентеросгелю на обмін вуглеводів проявився у зменшенні концентрації глюкози. Зазначені показники досягали рівня інтактних тварин.
Таким чином, проведені дослідження на моделі експериментального гострого панкреатиту у щурів показали, що гранули цеоліту у дозі 500 мг/кг виявляють більш виражену лікувальну дію, ніж ентеросгель. Це проявляється у зменшенні інтоксикації, що позитивно відбивається на функціональній активності підшлункової залози, ліпідному, білковому та вуглеводному обмінах.
Серед захворювань органів травлення близько 40% належить ураженням печінки [17, 29, 30, 37, 48]. Останні обумовлюють постійне зростання серед населення показників короткочасної та довготривалої непрацездатності та інвалідизації хворих, зокрема, молодого і середнього віку, що підкреслює велике соціальне значення зазначеної патології і стимулює пошук засобів її спрямованої фармакологічної корекції. Доведено, що незалежно від причини виникнення уражень печінки, на певному етапі розвитку хвороби спостерігається пригнічення функції мікросомальної ферментної системи, гальмування знешкодження ендо- і екзогенних сполук та поглиблення явищ ендотоксикозу. Для зменшення ендогенної інтоксикації, розвантаження печінки від надлишку метаболітів та створення ураженому органу функціонального спокою у наш час все частіше використовують сорбційні методи лікування [120, 130, 131].
Встановлені у попередніх дослідженнях сорбційно-детоксикаційні властивості гранул цеоліту дозволили припустити його лікувальну дію in vivo на моделі гострого гепатиту, викликаного тетрахлорметаном.
Сорбційні властивості гранул цеоліту вивчали в порівнянні з ентеросгелем. Тетрахлорметан в експериментальній фармакології є класичним мембранотропним токсином, який викликає підсилення вільнорадикального і перекисного окиснення в біомембранах клітин. Печінка як основний детоксикуючий орган найбільш активно реагує на токсичну дію тетрахлорметану. Метаболізуючись монооксигеназною системою ендоплазматичного ретикулуму гепатоцитів, тетрахлорметан утворює високоактивні радикали CCl3˙ і CCl3ОН2˙, що ініціюють реакції вільнорадикального окиснення, а також ковалентно зв'язуються з макромолекулами клітин, насамперед, з поліненасиченими жирними кислотами внутрішньоклітинних і цитоплазматичних мембран. Це призводить до розриву подвійних зв'язків у молекулах жирних кислот і утворення продуктів ліпопереокиснення гідроперекисів, дієнових кон΄югатів, альдегідів, кетонів.
Поєднання результатів біохімічних і гістологічних досліджень дозволило всебічно оцінити інтенсивність патологічного процесу в печінці і лікувальний ефект гранул цеоліту.
Так, в проведених експериментах рівень малонового діальдегіду в групі контрольної патології у сироватці та гомогенаті зростав в 1,9 і 1,6 рази, дієнових кон΄югатів у гомогенаті печінки - в 2,2 рази, що свідчить про інтенсифікацію процесів ПОЛ. Значне підвищення рівня продуктів вільнорадикальних процесів внаслідок активації ПОЛ у клітинах швидко призводить до виснаження можливостей фізіологічної антиоксидантної системи, що в наших дослідах проявилося в достовірному збільшенні кількості відновленого глутатіону в гомогенаті печінки групи тварин контрольної патології в порівнянні з інтактним контролем.
Інтенсифікація ПОЛ у тварин з патологією супроводжує токсичну дію CCL4, що призводить до пригнічення функціональної активності печінки, достовірному зменшенні вмісту холестерину і зниженні швидкості секреції жовчі в порівнянні з інтактними тваринами. Отримані результати узгоджуються з даними інших авторів, що розглядають порушення процесу утворення і виділення жовчі як одну з характерних ознак гепатотоксичності тетрахлорметану.
Гістологічне вивчення печінки виявило грубі зрушення структури у групі контрольної патології. Центролобулярно і навіть перипортально спостерігали крупногніздовий стеатоз та некроз. Везікули переважно великі, ядра зміщені, часто відзначали мікрокристи. В окремих випадках мав місце розрив мікрокрист з формуванням навколо них ліпогранульом. Фокуси жирової дегенерації гепатоцитів чергуються з фокусами коагуляційного некроза і некробіоза. Цитоплазма клітин при цьому набувала інтенсивно ацидофільного забарвлення, ядра спотворені. Через мостоподібний характер некрозу порушується регулярність розташування та радіальна спрямованість клітин на значних ділянках дольок. На цих же ділянках відзначаються діапедезні крововиливи, плазмодіапедез. У гепатоцитах спостерігається дуже помірний анізонуклеоз, дрібнокрапельна жирова дистрофія, досить часто- зтертість клітинних межувань. Відзначена круглоклітинна інфільтрація в області жовчних протоків у тріадах та набухання клітин. Наведена мікроскопічна картина, характерна для ушкоджуючої дії CCl4, спостерігається у більшості досліджених зразків печінки білих щурів з групи контрольної патології.
Під впливом гранул цеоліту динаміка показників ПОЛ була спрямована на відновлення вихідного рівня показників: вірогідно знижувався вміст продуктів ПОЛ ТБК-реагентів і ДК та відновлювався рівень G-SH за рахунок сорбції токсичних сполук ендогенного походження. Ентеросгель також вірогідно знижував вміст ТБК-реагентів та ДК (тільки у гомогенаті печінки) і відновлював пул G-SH стосовно контрольної патології.
Крім цього, гранули цеоліту, на відміну від ентеросгелю, запобігали розвитку функціональних розладів гепатоцитів. Це виявлялося у вірогідному відновленні швидкості секреції жовчі і синтезу холестерину у жовчі, відносно групи контрольної патології. Під впливом ентеросгелю спостерігали відновлення швидкості секреції жовчі і синтезу холестерину в жовчі, але на рівні контрольної патології.
В основі механізму гепатопротекторної дії гранул цеоліту беруть участь не тільки сорбційно-детоксикаційні властивості але і непрямий антиоксидантний ефект. Гранули цеоліту виявляють більш виражені морфологічні зміни: зменшення набряку, поліпшення мікроциркуляції й енергозабезпечення тканин печінки, та більш швидке відновлення функціональної активності гепатоцитів.
Терапія ентеросорбентом сприяє визначеній зміні морфологічних характеристик печінки. Так, при введенні гранул цеоліту зменшена чисельність тварин з вираженими некротичними порушеннями структури тканини, на відміну від нелікованого контролю. У більшості випадків зони некрозу були меншими за площею, менш виявляються порушення місцевої гемодинаміки. Під впливом цеоліту на 43% зменшується некротичний прояв, у 1,5 рази повніше відбувається відновлення порушеної гістоструктури тканини, ніж у групі контрольної патології.
Введення ентеросгелю менш виразно впливало як на інтенсивність і характер жирової дегенерації тканини, так і на виразність некрозу і некробіозу гепатоцитів. Досить великі ділянки печінкової частки були з порушенням характерного малюнка тканини. Слабко виражені й адаптивні процеси. У більшості тварин спостерігали порушення процесів мікроциркуляції у вигляді дрібних діапедезних крововиливів, повнокров'я синусоїдальних капілярів, а іноді і стаз еритроцитів. Ентеросгель поступається гранулам цеоліту в антинекротичній дії - знижує цей показник на 26,9%, слабкіше впливає на відновлення структури печінкової паренхіми - у 1,2 рази.
Таким чином, гістологічні дослідження свідчать: що терапія ентеросорбентами поліпшувала морфоструктуру печінки: за рахунок зменшення некротичних проявів, відновлення порушеної гістоструктури тканини, менш виявлених порушень гемодинаміки. За гістологічними даними ефект дії гранул цеоліту перевершує препарат порівняння ентеросгель за антинекротичною дією та за здатністю відновлювати структуру печінкової паренхіми.
Необхідно також відзначити, що корекція стану гепатобіліарної системи під впливом гранул цеоліту є позитивним моментом у його терапевтичній дії при патологічних станах ШКТ, тому що патологія цієї системи часто супроводжується порушеннями функціональної активності печінки.
Значна кількість гострих та хронічних уражень печінки, жовчовивідних шляхів супроводжується холестатичним синдромом. При цьому, внаслідок припинення току жовчі в кишківник, її компоненти накопичуються у печінці та виводяться в кров.
Співставлення результатів біохімічних і гістологічних досліджень дозволило ґрунтовно оцінити інтенсивність патологічного процесу в печінці і лікувальний ефект гранул цеоліту при експериментальному холестазі печінки.
У проведеному дослідженні свідченням відтворення холестазу печінки були розвиток цитолітичного синдрому в печінці (підвищення в 1,3 рази рівня АлАТ), збільшення в гомогенаті печінки продуктів ПОЛ ТБК-реагентів і ДК (відповідно у 1,6 та 2,0 рази), а також включення захисних механізмів АОС, про що свідчить виснаження системи глутатіону та гальмування синтезу і секреції жовчних кислот у жовчі, в порівнянні з інтактним контролем.
Вказані зміни біохімічних показників в печінці щурів групи контрольної патології є результатом розвитку деструктивних процесів при експериментальному холестазі печінки. Підтвердженням тому стали дані гістологічних досліджень, які вказують на розвиток механічної жовтяниці.
Гранули цеоліту усували наслідки експериментального холестазу печінки, завдяки сорбційним та непрямим антиоксидантним властивостям, знижували активацію вільнорадикального переокиснення ліпідів і стабілізували захисні механізми організму: вірогідно нормал