Проникает через гэб в цнс. Что такое гематоэнцефалический барьер? Выбор антимикробных препаратов при абсцессе головного мозга

Проникновение антимикробных средств через гематоэнцефалический барьер

При инфекциях ЦНС эффективность лечения принципиально зависит от степени проникновения антимикробного средства через ГЭБ и уровня его концентрации в спинномозговой жидкости. У здоровых людей большинство антимикробных средств плохо проникает через ГЭБ, но при воспалении мозговых оболочек степень прохождения для многих лекарственных средств увеличивается.

2.Препараты сульфаниламидов пролонгированного действия.

К препаратам длительного действия относятся сульфапиридазин (сульфа-метоксипиридазин, спофадазин) и сульфадиметоксин (мадрибон, мадроксин). Они хорошо всасываются из желудочно-кишечного тракта, но медленно выво­дятся. Максимальные концентрации их в плазме крови определяются через 3-6 ч.

Длительное сохранение в организме бактериостатических концентраций пре­паратов, по-видимому, зависит от их эффективной реабсорбции в почках. Может иметь значение и выраженная степень связывания с белками плазмы крови (на­пример, для сульфапиридазина она соответствует примерно 85%).

Таким образом, при использовании препаратов длительного действия в орга­низме создаются стабильные концентрации вещества. Это является несомнен­ным преимуществом препаратов при антибактериальной терапии. Однако если возникают побочные явления, продолжительный эффект играет отрицательную роль, так как при вынужденной отмене вещества должно пройти несколько дней, прежде чем закончится его действие.

Следует учитывать также, что концентрация сулфапиридазина и сульфадиметоксина в спинномозговой жидкости невелика (5-10% от концентрации в плазме крови). Этим они отличаются от сульфаниламидов средней продолжительности действия, которые накапливаются вликворе в довольно больших количествах (50-80% от концентрации в плазме).

Назначают сульфапиридазин и сульфадиметоксин 1-2 раза в сутки.

Препаратом сверхдлительного действия является сульфален (келфизин, сульфаметоксипиразин), который в бактериостатических концентрациях задержива­ется в организме до 1 нед.

Препараты длительного действия наиболее целесообразно использовать при хронических инфекциях и для профилактики инфекций (например, в послеопе­рационном периоде).

Вернуться к номеру

Алгоритм выбора антибактериальных препаратов в отделении интенсивной терапии

Авторы: В.И. Черний, А.Н. Колесников, И.В. Кузнецова и соавт., Кафедра анестезиологии, интенсивной терапии и медицины неотложных состояний факультета последипломного образования Донецкого национального медицинского университета им. М. Горького

Практическое применение основных принципов назначения антибактериальных препаратов (АБП) в медицине критических состояний было реализовано нами на клинических базах Донецкого областного клинического территориального медицинского объединения (ДОКТМО).

При анализе данных спектра чувствительности АБП к выделенным патогенам в отделениях интенсивной терапии (ОИТ) ДОКТМО была выявлена их разнородность и низкая чувствительность практически ко всем группам АБП. Эта ситуация связана с тем, что в ОИТ, кроме первичных пациентов, находятся пациенты, поступающие из других отделений хирургического и терапевтического профиля ДОКТМО. В силу происходящего «микста» до получения информации об индивидуальной чувствительности сложно назначить эффективную антибактериальную терапию. В связи с этим была разработана программа алгоритмизации для назначения эмпирической деэскалационной терапии.

Необходимость разграничения нозокомиальных инфекций на приобретенные в ОИТ и возникшие в других отделениях стационара связана не с различной локализацией этих инфекций, а со спецификой спектра возбудителей и их антибио-тикочувствительности. В отличие от соматических отделений, в том числе профильных хирургических, в ОИТ значительно выше доля инфекционных осложнений со стороны верхних и нижних дыхательных путей и первичной бактериемии.

С учетом выявленных в ДОКТМО стабильных патогенов, реализующих нозокомиальную инфекцию уже в течение 6 лет, интересна топография колонизации теми или иными патогенами отделений ДОКТМО и динамика этого процесса наряду с динамикой изменения чувствительности преобладающих штаммов. Данный подход наиболее актуален с точки зрения препятствия селекции резистентных штаммов в ОИТ.

Главным шагом этой программы было условное разделение векторов потока больных в ОИТ, нуждавшихся в АБ-терапии, на следующие группы:

1. Первичные больные — больные с явлениями внебольничной инфекции, ранее (не менее 48 часов) не лечившиеся в стационаре (то есть не имеющие госпитальных штаммов микроорганизмов).

2. Больные, переведенные в ОИТ из других отделений ДОКТМО (как хирургического, так и терапевтического профиля).

3. Больные в крайне тяжелом состоянии, находящиеся на продленной искусственной вентиляции легких (ИВЛ) (с высоким риском развития вентилятор-ассоциированной пневмонии).

4. Больные, длительно находящиеся в ОИТ (с высоким риском развития нозокомиальной инфекции).

На основании анализа спектра основных векторов потока больных в ОИТ была выявлена чувствительность основных патогенов и разработана политика деэскалационной антибактериальной терапии (АБТ) (до получения данных индивидуальной чувствительности): у первичных больных (по данным поликлинической службы) была выявлена тенденция к преобладанию грамположительной флоры (до 59 %). Наиболее тяжелой инфекцией, не связанной с хирургическим вмешательством или, что чаще, сопутствующей ей, является внегоспитальная пневмония. Внебольничная инфекция дыхательных путей (ВИДП) — инфекция, возникшая в домашних условиях или в первые 48 часов после госпитализации.

Наиболее распространены две формы ВИДП: обострение хронического бронхита и внегоспитальная пневмония (ВГП).

В последнее время наблюдается тенденция к росту заболеваемости ВГП, особенно на фоне тяжелой гриппозной инфекции. Тяжелой ВГП принято считать (критерии американского торакального общества) при наличии минимум 3 признаков:

— частота дыхания более 30 вдохов в минуту;

— диастолическое АД < 60 мм рт.ст.;

— гипоксемия с парциальным давлением кислорода < 8 кПа (60 мм рт.ст.);

— необходимость механической вентиляции легких;

— признаки двустороннего воспаления или поражение нескольких долей;

— потребность в лечении вазопрессорными препаратами на протяжении 4 часов и более.

Основой патогенеза ВГП является микроаспирация бактерий, составляющих нормальную микрофлору верхних дыхательных путей (ВДП). При этом имеет значение массивность дозы микроорганизмов или их повышенная вирулентность на фоне снижения противоинфекционной защиты нижних дыхательных путей (НДП).

Менее часто наблюдающийся путь возникновения ВГП — вдыхание аэрозоля, содержащего возбудитель, что обычно отмечается при инфицировании облигатными патогенами.

Еще меньшее значение по частоте встречаемости имеет гематогенное распространение микроорганизмов из внелегочного очага инфекции (эндокардит трехстворчатого клапана, септический тромбофлебит вен таза) и непосредственное распространение инфекции из соседних пораженных тканей (абсцесс печени, проникающие ранения грудной полости и др.).

Стабильными возбудителями ВГП являются:

— Streptococcus pneumoniae — 30-50 %;

— Haemophilus influenzae — 10- 20 %;

— Chlamydia pneumoniae;

— Mycoplasma pneumoniae — до 20 %.

При так называемых аспирационных пневмониях, возникающих в 6-10 % случаев на фоне психической заторможенности, энцефалопатии, травм, цереброваскулярных заболеваний, возбудителями являются анаэробы микрофлоры полости рта (Peptostreptococcus spp., Bacteroides spp., Veilonella spp. и др.).

Чувствительность к антибиотикам

Часто мультирезистентность, ограничен выбор антибиотиков. Чувствительность к большинству антибиотиков (кроме лактамов).
Постгриппозные пневмонии чаще вызываются гемолитическим стрептококком серогруппы А (Streptococcus pyogenes), S.aureus, H.influenzae или S.pneumoniae. В последнее время наиболее актуальной становится проблема внебольничного метициллинрезистентного стафилококка (MRSA) (табл. 1).

Большинство исследователей пришли к мнению, что вирулентность MRSA связана с генами, кодирующими субъединицы Panton-Valentine leucocidin. Встречаемость S.aureus, продуцирующих PVL, достигает 85 % у внебольничных штаммов. Именно S.aureus вызвал более 73 % летальных случаев бактериальных инфекций во время эпидемии гриппа в США в 2006-2007 годах.

Основными проблемами при терапии ВГП являются:

1. Эмпирический подход (патогены редко идентифицируются, тесты могут занять много времени).

2. Резистентность:

а) природная — некоторые бактерии нечувствительны к определенным классам препаратов (Micoplasma spp., например, не чувствительна к аминопенициллинам);

б) приобретенная (развивается в процессе антибиотикотерапии):

— перенос плазмид (быстрый и наиболее часто встречаемый процесс);

— хромосомные мутации (относительно редко встречаемый и медленно протекающий процесс).

3. Подбор дозы и длительность терапии.

4. Восприимчивость пациента к проводимой терапии (зависит от пути введения, кратности назначения, переносимости препарата).

Антибиотикорезистентность

Streptococcus pneumoniae:

— развили резистентность к пенициллинам путем модификации пенициллин-связывающего протеина стенки бактерии;

— становятся все более резистент-ны к макролидам, тетрациклинам и хлорамфениколу;

— сохраняют высокую чувствительность к новым фторхинолонам (левофлоксацин (лефлоцин), гатифлоксацин (бигафлон)).

Haemophilus influenzae и Moraxella catarrhalis:

— развили резистентность к β-лактамным антибиотикам путем синтеза β-лактамаз;

— некоторые штаммы Haemophilus также резистентны к хлорамфениколу и триметоприму;

— сохраняют высокую чувствительность к новым фторхинолонам (левофлоксацин (лефлоцин), гати-флоксацин (бигафлон)).

В соответствии с протоколом оказания помощи больным с пневмонией, утвержденным приказом МЗ Украины № 128 от 19.03.2007 г., при отсутствии клинического эффекта от стартовой дозы в течение 48-78 ч лечение ВГП продолжают респираторными фторхинолонами III-IV поколений.

1. Амбулаторные больные:

— доксициклин (вибрамицин Д), макролид (рокситромицин, кларитромицин, азитромицин) или респираторный фторхинолон (левофлоксацин, моксифлоксацин, гатифлоксацин); у пожилых или с СП: респираторный фторхинолон (левофлоксацин, моксифлоксацин, гатифлоксацин).

2. Госпитализированные больные:

— цефалоспорин II-III поколений + макролид;

— амоксициллин/клавуланат + макролид;

— респираторный фторхинолон (левофлоксацин (лефлоцин), гати-флоксацин (бигафлон)).

3. Streptococcus pneumoniae PR:

— цефотаксим, цефтриаксон или респираторный фторхинолон (левофлоксацин (лефлоцин), гатифлоксацин (бигафлон)).

В отношении этой категории пациентов, согласно данным нашего клинического опыта и международным рекомендациям, наиболее эффективно назначение в качестве стартовой терапии комбинации защищенных аминопенициллинов (тиментин, аугментин, амоксиклав, амписульбин, уназин) с макролидами, пригодными для внутривенного введения — кларитромицин (клацид), рокситромицин (рулид), сумамед и др. Либо комбинации защищенных цефалоспоринов (цефоперазон/сульбактам — сульперазон) с макролидами.

При исходной тяжести пациентов с ВГП рекомендовано назначение респираторных фторхинолонов — моксифлоксацин (авелокс) либо гатифлоксацин (бигафлон, тебрис, флоксиум). Возможным вариантом может быть использование как на догоспитальном, так и на госпитальном этапах нового карбапенема — эртапенема (инванз).

При отсутствии эффекта от проводимой терапии рекомендовано подозревать наличие PVL S.aureus и лечение начинать по алгоритму (рис. 1).
Теоретически и практически необходимо отдавать предпочтение комбинации линезолида (зивокс) и клиндамицина (далацин), поскольку они снижают продукцию экзотоксинов и существенно подавляют продукцию PVL уже в начале лечения. Однако эмпирически данную комбинацию назначать нельзя в связи с потенциальной возможностью наличия резистентности по так называемому макролид-линкозамид-стрептограмин В (MLSB)-индуцибельному типу.

У больных хирургического профиля (рис. 2-7) по-прежнему преобладает смешанная микрофлора грамотрицательных и грамположительных аэробов. Около 30 % от общего числа занимают энтеробактерии, представленные как монокультурой, так и в комбинации с энтерококками (до 29 %), стафилококками (до 36 %), стрептококками (до 20 %), а иногда и синегнойной палочкой (не более 10-15 %). В течение 10 лет процентное соотношение внутри этой группы микроорганизмов менялось, лидерство удерживали Escherichia coli и Enterococcus, однако в последние 2 года принципиально увеличилась доля S.aureus. Значительно реже стали выделять синегнойную палочку.

В настоящее время проблема лечения больных с гнойной хирургической инфекцией остается одной из актуальных в связи с высоким уровнем летальности и большим числом послеоперационных гнойно-септических осложнений. Очевидно, что лечение больных с гнойной инфекцией не может ограничиваться решением чисто хирургических проблем, сколь явным бы ни был прогресс в их решении. Успех лечения больных обеспечивается комплексом мероприятий, в котором важную роль играет рациональная антибактериальная терапия. С точки зрения фармакокинетических и фармакодинамических свойств, для лечения перитонита наиболее приемлемыми являются антибактериальные препараты, быстро создающие минимальную подавляющую концентрацию в крови, желчи и полостях абсцессов, имеющие длительный период полувыведения, возможность как внутримышечного, так и внутривенного введения и минимальное количество побочных эффектов. При выборе антибиотика большое значение имеет также влияние его на выброс эндотоксинов.

Коломицин (колистин, группа полимиксинов) в дополнение к своей бактериальной активности, связываясь с липидами А, которые являются бактериальным эндотоксином, нейтрализует биологический эффект липополисахаридов (ЛПС): 1 мг коломицина связывает 5 мг эндотоксина.

Предпочтение следует отдавать препаратам, не вызывающим существенного увеличения уровня эндотоксинов в крови. При этом в качестве стартовой эмпирической деэскалационной терапии, согласно данным чувствительности, возникает необходимость комбинации АБП.
АБП выбора являются аминогликозиды (нетромицин), карбапенемы (дорибакс, тиенам, меронем) и фторхинолоны (авелокс, бигафлон). В качестве комбинации при лечении перитонита необходимо добавление метронидазола.

С учетом развившейся в течение последних лет резистентности микроорганизмов за счет бета-лактамазы расширенного спектра действия наиболее перспективно использование защищенных от действия лактамаз как пенициллинов (тиментин), так и цефалоспоринов (сульперазон). Также актуально широкое использование нового карбапенема — дорипенема (дорибакс), который обладает широким спектром действия и минимальным потенциалом развития резистентности. Использование незащищенных цефалоспоринов уже привело к критическому снижению чувствительности к большинству из них.

Для больных из торакальных отделений (рис. 8), где господствует грамотрицательная флора (68 %) с преобладанием псевдомонад (32) % и энтеробактерий (32 %), в настоящее время в распоряжении клиницистов имеется ограниченный круг антибактериальных средств. В порядке убывания степени активности in vitro эти препараты могут быть представлены следующим образом: коломицин > авелокс > бигафлон > дорипенем > имипенем > нетромицин. Чувствительность к этим препаратам в каждом конкретном случае предсказать сложно. Не выявлено резистентности только к коломицину. С целью усиления бактерицидного эффекта (% киллинга) и предотвращения развития резистентности в процессе терапии инфекции АБТ требует комбинированного подхода.

Пациенты различных отделений хирургического профиля

Больные, поступившие из ЛОР-отделения в 2007-2008 гг., характеризовались умеренным преобладанием грамположительной флоры, вероятно, за счет внегоспитальных штаммов (рис. 9). Наличие грамотрицательной флоры указывает на госпитальные штаммы. С учетом изменившихся условий бактериального пейзажа препаратами выбора для этих пациентов рекомендованы следующие АБП: макролиды (кларитромици-клацид СР) = > респираторные фторхинолоны (моксифлоксацин, гатифлоксацин) > защищенные цефалоспорины (сульперазон). В случае устойчивых штаммов: дорипенем = > эртапенем = > гликопептиды (ванкомицин, тейкопланин) = > линезолид.

Повышение удельного веса синегнойной палочки у пациентов ЛОР-отделения не случайно и, по-видимому, связано с тем, что во многих клинических ситуациях патологический процесс имеет полиорганный характер.

Для пациентов клиники нейрохирургии ДОКТМО (рис. 11, 12) не столь характерна разнородность потоков, которая отмечается в ОИТ областного реанимационного центра. В течение последних 5 лет практически не выявлено изменений в микробиологическом пейзаже. Исходя из определения чувствительности, практически единственной группой препаратов, пригодной для применения в нейрохирургии, являются карбапенемы, в частности меропенем, дорипенем.

При менингитах бактериального происхождения проникновение антибиотиков через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) крайне затруднено, хотя и несколько повышено при воспалении менингеальных оболочек.

Заболеваемость бактериальным менингитом составляет в среднем около 3 случаев на 100 тыс. населения. В более чем 80 % случаев бактериальные менингиты вызываются N.meningitidis, S.pneumoniae и H.influenzae. В России N.meningitidis является причиной около 60 % случаев бактериальных менингитов, S.pneumoniae — 30 % и H.influenzae — 10 %. Необходимо отметить, что в развитых странах после внедрения широкомасштабной вакцинации против H.influenzae типа B заболеваемость бактериальным менингитом данной этиологии снизилась более чем на 90 %. Кроме того, бактериальный менингит может вызываться другими микроорганизмами (листериями, стрептококками группы B, энтеробактериями, S.aureus и др.) (табл. 2).

Возбудителями бактериального менингита могут быть спирохеты: при болезни Лайма у 10-15 % пациентов в первые 2 нед. после инфицирования имеется менингеальный синдром. В целом этиология во многом определяется возрастом и преморбидным фоном пациентов.

Бактериальный менингит может возникать в стационаре после нейрохирургических или оториноларингологических операций, в этом случае в этиологии важную роль играет грамотрицательная (до 40 %) и грамположительная флора (до 30 %). Нозокомиальная флора, как правило, характеризуется высокой резистентностью, и летальность при такой этиологии достигает 23-28 %.

Выбор антимикробных препаратов при менингите

Успех лечения острого бактериального менингита зависит от целого ряда факторов и в первую очередь от своевременности и правильности назначения антимикробных препаратов (АМП). При выборе антибиотиков нужно помнить, что не все они хорошо проникают через ГЭБ (табл. 3, 4).

Антимикробная терапия должна быть начата немедленно после установления предварительного диагноза. Важно, чтобы люмбальная пункция и забор материала (СМЖ, кровь) для микробиологического исследования выполнялись до введения антибиотиков.

Если быстрые методы диагностики не позволяют предварительно идентифицировать возбудителя или по каким-либо причинам происходит задержка с выполнением люмбальной пункции, то антибактериальная терапия назначается эмпирически (табл. 5). Выбор АМП в данной ситуации диктуется необходимостью перекрыть весь спектр наиболее вероятных возбудителей.

При менингите в ликвор проникают в значительных количествах бета-лактамные препараты группы пенициллина, цефалоспоринов III поколения, карбапенемов; фторхинолоны, гликопептид ванкомицин в больших дозах, химиопрепараты: левомицетин, метронидазол, диоксидин (табл. 7).

В нейрохирургии антибиотикотерапия нозокомиальных интракраниальных осложнений основывается на целом комплексе объективных клинических и лабораторных, в том числе микробиологических показателей, которые определяют взаимодействие антибиотика, макроорганизма больного и бактериального возбудителя. Важное значение имеет ургентное начало антибиотикотерапии согласно эмпирическим схемам с учетом наиболее вероятного нозокомиального возбудителя с известным уровнем антибиотикорезистентности либо использование препаратов широкого спектра действия для парентерального введения и эндолюмбально — 0,5-1,0 % раствора диоксидина. По результатам экспресс-микроскопии окрашенного по Граму нативного ликвора возможна своевременная коррекция эмпирической антибиотикотерапии с учетом определения тинкториальных и морфологических свойств (грамположительные, грамотрицательные бактерии, кокки, палочки).

Этиологической причиной абсцесса головного мозга могут быть бактерии, грибы, простейшие и гельминты. Из бактериальных возбудителей наиболее частыми являются зеленящие стрептококки (S.anginosus, S.constellatus и S.intermedius), которые встречаются в 70 % случаев. В 30-60 % случаев им сопутствуют другие бактерии. S.aureus высевается у 10-15 % больных, часто в монокультуре, особенно при ЧМТ, инфекционном эндокардите. Анаэробы выделяются в 40-100 % случаев, причем в 20-40 % — это бактероиды или превотеллы. Энтеробактерии встречаются в 23-33 % случаев, особенно часто при отогенном инфицировании или у больных с иммунологическими нарушениями.

При использовании иммуносупрессивной терапии, антибиотиков широкого спектра действия, кортикостероидов повышается риск развития абсцесса головного мозга грибковой этиологии. Как и при менингите, этиология абсцесса головного мозга зависит от преморбидного фона (табл. 8).

Выбор антимикробных препаратов при абсцессе головного мозга

Данное заболевание требует наряду с хирургическим лечением применения АМП. До выяснения этиологии процесса антибактериальные средства назначаются эмпирически (табл. 9). После идентификации возбудителя может потребоваться смена антибиотиков. При лечении абсцесса головного мозга так же, как и при остром менингите, используются максимальные дозы препаратов (табл. 10).

Рациональная схема антибиотикотерапии бактериальных осложнений интракраниальной локализации в нейрохирургии предполагает использование комбинированных путей введения препаратов:

1) парентеральный — внутривенный, внутримышечный — с учетом дифференцированного проникновения препаратов через ГЭБ и создания терапевтических концентраций в режиме монотерапии или комбинированной антибиотикотерапии для достижения синергидного взаимодействия;

2) интратекальный — введение в ликвор (эндолюмбальный, интравентрикулярный, введение в дренаж, субокципитальный) с учетом рационального выбора препаратов (аминогликозиды, диоксидин, ванкомицин, полимиксин Е (коломицин) в целях достижения синергидного взаимодействия с вводимыми парентерально антибиотиками (табл. 11);

3) регионарное введение:

а) длительная внутриартериальная (интракаротидная) инфузия при дренировании поверхностной височной артерии до уровня бифуркации общей сонной артерии и введение препаратов при помощи инфузомата;

б) внутриаортальный метод введения пенициллина, разработанный и применяемый в Центральном военном госпитале им. Н. Бурденко в Москве, который предполагает катетеризацию бедренной артерии через аорту к устью общей сонной артерии под рентгеновским контролем и введение антибиотиков инфузоматом. Регионарный путь не нашел пока широкого распространения из-за технических сложностей, его использование предполагает дополнительное эндолюмбальное введение адекватных антибиотиков.

Выбор антибиотиков для парентерального введения:

1. Бета-лактамные антибиотики.

1.1. Пенициллины. Среди традиционных антибактериальных препаратов, сохранивших свою эффективность до настоящего времени, в эмпирической терапии при черепно-мозговой травме (ввиду значительной антианаэробной активности), по данным В.В. Лебедева и В.В. Крылова (1998), применяют бензилпенициллина натриевую соль в больших дозах — до 42 млн ЕД в сутки (7 млн ЕД через каждые 4 ч).

Использовавшийся ранее препарат первого ряда широкого спектра действия для лечения менингитов — ампициллин — назначают только при избирательной чувствительности, так как большинство современных возбудителей устойчивы к этому антибиотику. Доза ампициллина для взрослых — до 10 г и более, разделенная на 4-6 приемов; для детей — до 150-200 мг/кг, разделенная на 4-6 приемов.

При лечении нозокомиальных менингитов, вызванных новым «проблемным» мультирезистентным возбудителем Acinetobacter baumannii, по данным M.E. Jimenez-Mejias, значительную эффективность показал комбинированный препарат — ампициллин/сульбактам (уназин), который применяют у больных старше 12 лет в дозе 2 г каждые 6 ч (максимальная суточная доза 12 г) в комбинации с интратекальным введением аминогликозидов: нетилмицина — по 15-20 мг/день или амикацина — по 15 мг/день.

1.2. Цефалоспорины III поколения — цефотаксим, цефтриаксон, цефтазидим. Предлагаемые в 1980-х годах эмпирические схемы антибактериальной терапии цефалоспоринами III поколения революционизировали лечение менингитов, в том числе послеоперационных и посттравматических.

По данным J.J. Scheld (1989), при грамотрицательных менингитах излечение с применением цефалоспоринов III поколения достигало 78-94 % по сравнению с уровнем летальности в 40-90 % при использовании стандартных схем «левомицетин + гентамицин». R.G. Finch (1990) показал высокую эффективность цефалоспоринов III поколения при лечении менингитов, вентрикулитов, послеоперационных стафилококковых абсцессов спинного и головного мозга.

Цефалоспорины III поколения создают в ликворе терапевтические концентрации для большинства возбудителей менингитов, за исключением синегнойной палочки, ацинетобактера, энтерококков и листерий. Цефалоспорины III поколения входят в состав препаратов выбора эмпирической схемы комбинированной антибиотикотерапии при госпитальных менингитах: «ЦФ III + аминогликозид» или «ЦФ III + рифампицин ± ванкомицин». Среди цефалоспоринов III поколения цефтриаксон по сравнению с цефотаксимом и цефтазидимом имеет значительные преимущества, обусловленные его фармакокинетическими характеристиками — периодом полувыведения 8 ч у взрослых и 16 ч у новорожденных, «двойным» путем экскреции (почки и печень), значительным, но обратимым связыванием с белками сыворотки крови, что обеспечивает сохранение высоких концентраций цефтриаксона в органах и тканях более 24 ч и возможность введения препарата только 2 раза в сутки при менингите.

1.3. Карбапенемы — меропенем, дорипенем. Представители нового класса бета-лактамных антибиотиков — карбапенемы — обладают самым широким спектром антимикробной активности среди современных антибактериальных средств, охватывающим 98 % бактериальных патогенов человеческого организма, включая все виды клинически значимых анаэробов. Исключение составляет немногочисленная группа аэробов: Stenotrophomonas maltophilia, Enterococcus faecium, метициллинрезистентных штаммов Staphylococcus aureus и Staphylococcus epidermidis.

Карбапенемовые антибиотики характеризуются удовлетворительными фармакодинамическими и фармакокинетическими характеристиками — проницаемостью через гистогематологические барьеры, включая ГЭБ, значительным уровнем биодоступности в тканях; хорошей переносимостью в больших дозах; обладают выраженной стабильностью к существующим бета-лактамазам и незначительным уровнем развития антибиотикорезистентности.

Для карбапенемов определен выраженный постантибиотический эффект в отношении аэробной грамотрицательной микрофлоры, включая Pseudomonas aeruginosa, Staphylpcoccus aureus, Enterococcus faecalis, а также анаэробов Bacteroides fragilis. B отношении метициллинрезистент-ных штаммов Staphylococcus aureus карбапенемы синергидно взаимодействуют в комбинации с ванкомицином, пенициллинами, цефалоспоринами; в отношении Pseudomonas aeruginosa — в комбинации с гентамицином или другими аминогликозидами.

Инновационный карбапенем, появившийся на рынке Украины в 2009 г., уже показал превосходные результаты в лечении тяжелых форм инфекционных процессов различной локализации. Основными его преимуществами являются наиболее широкий спектр активности и бактерицидное действие в отношении большинства грамположительных и грамотрицательных, аэробных и анаэробных патогенов, стабильность к гидролизу различными β-лактамазами (включая бета-лактамазы расширенного спектра), повышенная активность в отношении неферментирующих бактерий (P.aeruginosa, Acinetobacter spp.), благоприятные фармакокинетические параметры и профиль безопасности. Кроме этого, дорипенем имеет низкий потенциал развития резистентности, что позволяет препарату оставаться эффективным длительное время. Благодаря высокой стабильности его можно использовать в качестве длительных инфузий (4 часа) в отношении штаммов с промежуточной резистентностью.

Меропенем — второй антибактериальный препарат группы карбапенемов, разрешенный для применения в клинической практике с 1994 года, в Украине зарегистрирован в 1998 г. В многочисленных контролируемых клинических исследованиях меропенем продемонстрировал высокую эффективность при лечении тяжелых форм инфекционных процессов, включая инфекции интракраниальной локализации. По данным П.В. Марютина, применение меропенема обосновано в нейрохирургии в виде как стартового антибиотика эмпирической схемы, так и целенаправленного препарата в случаях тяжелой политравмы, включавшей ЧМТ. Его применяют при вторичных менингоэнцефалитах и консервативном лечении внутримозговых абс-цессов у взрослых пациентов. Назначение меропенема целесообразно в виде этиотропного препарата целенаправленной терапии при гнойных процессах интракраниальной локализации с учетом приоритетной грамотрицательной госпитальной мультирезистентной микрофлоры — Enterobacteriaceae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, при полиэтиологических инфекционных осложнениях интра- и экстракраниальной локализации, особенно грам-отрицательном сепсисе.

Сообщение сотрудников Института педиатрии РАМН (Г.В. Яцык, 1998) об эффективном использовании препарата в неонатологии у больных с гнойно-септическими процессами, включая менингиты, позволило отказаться от комбинированной антибиотикотерапии в пользу монотерапии меропенемом и значительно расширило клиническое использование антибиотика у новорожденных, так как инструкция по применению меропенема для внутривенного введения рекомендует назначать препарат с 3-месячного возраста. Важным преимуществом меропенема является его большая безопасность по сравнению с имипенемом при использовании в детском возрасте (неонатологии). Основными особенностями имипенема являются:

1. Некоторое токсическое действие на центральную нервную систему (ЦНС) имипенема, связанное с его эпилептогенной активностью, которая потенцирует судорожный синдром. В связи с этим имипенем не показан для лечения менингита и имеет ограниченное применение у больных с ЧМТ.

2. Некоторое нефротоксическое действие циластатина — ингибитора инактивации имипенема в почках.

3. Превосходящая активность в отношении грамположительных бактерий и сниженная (в 5-10 раз) в отношении грамотрицательных микроорганизмов.

— меропенем — по 1,0-2,0 г 3 раза в сутки (до 6 г/сутки);

— детям старше 28 дней: меропенем — по 60-120 мг/кг в сутки, разделенная на 3 приема;

— детям в возрасте от 3 мес. до 12 лет: меропенем — по 40 мг/кг 3 раза в сутки;

— новорожденным: меропенем — по 15-20 мг/кг в сутки.

2. Антимикробный химиопрепарат — диоксидин, производное ди-N-оксихиноксалина, имеет широкий антимикробный спектр бактерицидного действия, к нему высокочувствительны как аэробы, так и факультативные анаэробы: стафилококки, стрептококки, энтеробактерии, синегнойная палочка. Препарат проявляет выраженную активность в отношении большинства анаэробных бактерий: бактероидов, пептококков. Диоксидин при парентеральном введении проникает через ГЭБ и создает терапевтические концентрации при менингитах, вызванных бактериальными возбудителями, в том числе госпитального происхождения с высоким уровнем резистентности к антибиотикам.

Препарат обладает мутагенными, тератогенными и эмбриотоксическими свойствами, разрешен для внутривенного введения у взрослых. В 1989 г. МЗ СССР разрешил клиническую апробацию диоксидина у новорожденных по жизненным показаниям при неэффективности предшествующей антибиотикотерапии гнойно-септических заболеваний, включая менингиты, в комбинации с корректором цитогенетического эффекта — бемитилом.

Н.С. Богомолова обосновала комбинированное применение бета-лактамов и диоксидина, потенцирующего бактерицидный эффект антибиотиков.

Рекомендуемые дозы диоксидина при внутривенном введении (эмпирическая терапия): взрослым — 0,5% раствор 0,6-0,9 г в 2-3 приема; новорожденным по жизненным показаниям при менингите, сепсисе — суточная доза не более 10 мг/кг внутривенно капельно в 2 приема + бемитил в суточной дозе 20 мг/кг в 2 приема внутрь.

3. Фторхинолоны — ципрофлоксацин, офлоксацин, пефлоксацин, гатифлоксацин, левофлоксацин.

В последние годы достаточно надежными и эффективными зарекомендовали себя новые синтетические антимикробные препараты с принципиально отличным от существующих антибиотиков механизмом антимикробного действия — ингибицией ДНК-гиразы микроб-ной клетки и нарушением биосинтеза ДНК бактерий, оптимальными фармакокинетическими и фармакодинамическими характеристиками. Системное использование фторхинолонов обеспечивает высокую антибактериальную активность при тяжелых формах вторичных бактериальных менингитов, вызванных полирезистентными возбудителями нозокомиального происхождения, включая стрептококковые инфекции (при использовании «новых» фторхинолонов — левофлоксацина, гатифлоксацина).

Фторхинолоны применяют для лечения вторичных менингитов при избирательной чувствительности к ним. Их вводят внутривенно в режиме целенаправленной или эмпирической терапии при неэффективности предшествующего антибактериального лечения.

Основные характеристики фторхинолонов:

1. Механизм действия — ингибиция ДНК-гиразы микробной клетки, приводящая к нарушению биосинтеза ДНК бактерий.

2. Широкий антимикробный спектр, включающий грамотрицательные, грамположительные анаэробные и атипичные микроорганизмы.

3. Оптимальные фармакодинамические и фармакокинетические свойства: хорошо проникают в ткани, органы, биологические жидкости, через гистогематологические барьеры, в том числе через ГЭБ; имеют высокую степень биодоступности.

4. Относительно низкая токсичность и хорошая переносимость больными.

5. Системное действие при генерализованных формах инфекций и выраженный постантибиотический эффект.

6. Широкие показания к применению: бактериальные инфекции различной локализации, включая ЦНС.

7. Ограниченное применение в педиатрии (в связи с артротоксичностью, установленной в эксперименте для некоторых видов животных в определенные возрастные периоды).

3.1. Ципрофлоксацин имеет широкий антимикробный спектр, проявляет максимальную активность в отношении псевдомонад, особенно Р.aeruginosa; назначают при менингитах в режиме монотерапии (400 мг 3 раза или 800 мг 2 раза в сутки в/в капельно) или комбинированной антибиотикотерапии: парентеральное введение ципрофлоксацина дополняют интратекальным введением 20 мг амикацина в день .

3.2. Офлоксацин обладает более оптимальными фармакокинетическими характеристиками по сравнению с ципрофлоксацином и биодоступностью на уровне 95-100 %; проявляет более выраженную активность в отношении стафилококков и стрептококков. Назначают в дозе 400 мг 2 раза в сутки .

3.3. Пефлоксацин по сравнению с ципрофлоксацином проявляет большую антистафилококковую активность и меньшую в отношении энтеробактерий, ацинетобактеров, синегнойных палочек. Оказывает пролонгированное действие, обладает биодоступностью на уровне 100 %, быстро проникает в кожу и мышечную ткань, аккумулируется в полинуклеарах и макрофагах, активирует фагоцитоз. Назначают в дозе 400 мг 2-3 раза в сутки или 800 мг 2 раза в сутки.

3.4. Левофлоксацин (лефлоцин + флоксацин) по сравнению с ципрофлоксацином и офлоксацином обладает в 2-4 раза большей активностью относительно грамположительной и грамотрицательной флоры, в 100 раз реже ципрофлоксацина приводит к резистентным мутациям пневмококка . По данным исследования TRUST, за период с 2000 по 2005 г. чувствительность микроорганизмов к левофлоксацину практически не изменилась (с 0 до 0,5 %). Благодаря повышенной антипневмококковой активности левофлоксацин первым из фторхинолонов был одобрен FDA (Комиссия по контролю качества продуктов питания и лекарственных средств США) для лечения пневмоний, вызванных пенициллинорезистентными пневмококками. Левофлоксацин проявляет высокую активность относительно как продуцирующих, так и непродуцирующих β-лактамазы штаммов микроорганизмов. Благодаря длительному периоду полувыведения и выраженному постантибиотическому эффекту возможно назначение препарата 1 раз в сутки. К тому же левофлоксацин в настоящее время признан самым безопасным фторхинолоном (к 2001 году в мире левофлоксацином было пролечено 150 млн человек, ни в одном случае жизнеугрожающих побочных реакций выявлено не было). В США официально одобрено применение коротких высокодозовых курсов лечения левофлоксацином (750 мг 1 раз/сутки на протяжении 5 дней) у людей старше 18 лет с нормальной функцией почек при негоспитальных пневмониях, бактериальных синуситах, осложненных инфекциях мочевыводящих путей и остром пиелонефрите. Установлена высокая активность левофлоксацина в дозе 750 мг при синегнойной инфекции. Назначают в дозе 500 мг 1-2 раза в сутки или 750 мг 1 раз в сутки.

3.5. Гатифлоксацин — «респираторный» + «антианаэробный» фторхинолон IV поколения. Имеет более широкий, чем у фторхинолонов ранних поколений, спектр действия. Обладает повышенной антианаэробной активностью, что позволяет эффективно применять его при тяжелых госпитальных инфекциях. Имеет длительный период полувыведения и выраженный пост-антибиотический эффект. Хорошо проникает практически во все органы и ткани, образуя в них достаточные для бактерицидного действия концентрации, в связи с чем эффективен при лечении инфекций практически любой локализации.

3.6. Моксифлоксацин — фторхинолон IV поколения, обладающий высокой активностью к грамположительным и грамотрицательным аэробным микробам, атипичным микроорганизмам и анаэробам, имеет наиболее сбалансированный антимикробный спектр среди всех антибактериальных препаратов в отношении внебольничных инфекций дыхательных путей, в режиме ступенчатой монотерапии может с успехом применяться для лечения внебольничной пневмонии, осложненной интраабдоминальной инфекции различной локализации, осложненной инфекции кожи и мягких тканей (включая инфицированную диабетическую стопу), воспалительных заболеваний органов малого таза. Моксифлоксацин обладает хорошим профилем безопасности и переносимостью.

Благодаря уникальному механизму бактерицидного действия (воздействие на генетический аппарат микробной клетки) фторхинолоны не вызывают массивного высвобождения бактериальных эндотоксинов, что чрезвычайно важно при лечении генерализованных инфекций, при которых массивное высвобождение эндотоксинов может привести к эндотоксическому шоку.

Использование в педиатрии (нео-натологии). В мире обобщено 2000 наблюдений использования фторхинолонов («терапия отчаяния») при неэффективности предшествующей антибиотикотерапии и избирательной чувствительности к ним с учетом:

а) широкого антимикробного спектра, включающего «проблемные» полирезистентные возбудители;

б) удовлетворительных фармакокинетических характеристик — высокого концентрационного уров-ня и хорошей диффузии в тканях; достижения терапевтической концентрации в ликворе, составляющей 60 % от концентрации в сыворотке;

в) хорошей переносимости и низкой частоты нежелательных реакций.

4. Метронидазол — высокоэффективный противоаэробный химиопрепарат, обладает оптимальными фармакокинетическими и фармакодинамическими свойствами, хорошо проникает в ткани, органы, через ГЭБ, достигая терапевтических концентраций в ликворе для большинства анаэробных возбудителей (Bacteroides spp., B.fragilis, Clostridium sрр., Clostridium difficile, Рерtococcus sрр.).

5. Гликопептиды (ванкомицин, тейкопланин). В связи с драматическим ростом стафилококковых и стрептококковых инфекций, вызванных полирезистентными к бета-лактамам, макролидам, аминогликозидам, тетрациклинам возбудителями (метициллинрезистент-ными штаммами Staphylococcus aureus и коагулазоотрицательными штаммами Staphylococcus epidermidis, Streptococcus pyogenes, S.agalactiae; пенициллинрезистентными стрептококками S.pneumoniae, Streptococcus viridans; полирезистентными штаммами Enterococcus faecalis и Е.faecium), возникла острая потребность в применении гликопептидов, высокоактивных в отношении грамположительных «проблемных» микро-организмов.

Механизм действия гликопептидов отличается от других антибиотиков и представляет собой блокирование синтеза пептидогликана клеточной стенки грамположительных бактерий.

Согласно последним данным, гликопептиды в больших дозах проникают через ГЭБ и достигают терапевтических концентраций при менингите, поэтому показаны для целенаправленной терапии интра-краниальных осложнений, вызванных «проблемными» грамположительными возбудителями , и входят в эмпирическую схему комбинированной антибиотикотерапии нозокомиальных менингитов «цефтазидим + ванкомицин».

Рациональный выбор препаратов для введения в ликвор — интратекально (интравентрикулярно, эндолюмбально, субокципитально, введение в дренаж).

Интратекально вводят только определенные антимикробные препараты, оказывающие местное действие, — аминогликозиды, ванкомицин, полимиксин Е (коломицин), пенициллина натриевую соль, диоксидин. Введение антибиотиков в «обход» ГЭБ является высокоэффективным дополнением парентерального применения препаратов и возможностью достижения синергидного взаимодействия оптимальных сочетаний антибиотиков, вводимых комбинированными путями.

6. Аминогликозиды (при парентеральном введении создают субтерапевтические концентрации при менингитах). Препараты аминогликозидной группы синергидно взаимодействуют с вводимыми парентерально бета-лактамами. При интратекальном введении амино-гликозидов возможен феномен «дезактивации» при кислом значении рН ликвора 6,5-7,0.

1) гентамицин — по 5-10 мг/день взрослым ;

2) амикацин — по 20-30 мг/день ;

3) нетилмицин — по 15-20 мг 1 раз в день ;

4) стрептомицина хлоркальциевый комплекс — в случае лабораторного подтверждения чувствительности выделенной микрофлоры эндолюмбально вводят 0,075-0,15 г взрослым; детям до 3 лет — 0,01-0,015 г; от 3 до 7 лет — 0,015-0,025 г, от 7 до 14 лет — 0,03-0,05 г .
Диоксидин (эмпирически) вводят эндолюмбально до 10 мл 0,5% раствора или 2-3 мл 1% раствора.

Ванкомицин вводят интратекально: детям — по 5-10 мг/сутки, взрослым — по 10-20 мг каждый день или 5-10 мг через 48-72 ч.

Полимиксин В сульфат вводят в спинномозговой канал только с маркировкой «препарат для инъекций», разведенный в изотоническом растворе натрия хлорида: взрослым — по 5 мг (50 000 ЕД/сутки в объеме 1-2 мл); новорожденным и детям в возрасте до 12 лет — от 1 мг до 2-3 мг в сутки.

Бензилпенициллина натриевую соль вводят эндолюмбально по 50 000-200 000 ЕД в 5 мл изотонического раствора натрия хлорида.

Таким образом, эффективность лечения нозокомиального менингита зависит от рационального выбора эмпирического и этиотропного препарата (после определения вида возбудителя и его антибиотикочувствительности по данным бактериологического исследования) с учетом оптимальных фармакокинетических характеристик — проникновения через ГЭБ и достижения терапевтической концентрации, рационального использования комбинированных путей введения антибактериальных препаратов (парентерального, интра-текального в обход ГЭБ, внутриартериального), а также адекватной дозы, максимально допустимой на фоне кортикостероидной терапии, необходимых кратности введения для поддержания постоянного уровня антибиотика и продолжительности курса лечения.

Список литературы

Список литературы находится в редакции

М.И. Савельева, Е.А. Сокова

4.1. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ И СВЯЗЬ С БЕЛКАМИ ПЛАЗМЫ КРОВИ

После получения доступа к системному кровотоку через один из путей введения, ксенобиотики распределяются в органах и тканях. Серии физических и физиологических процессов, которые происходят одновременно, зависят от физико-химических свойств ЛС и тем самым формируют различные способы распределения их в организме. Примеры физических процессов - простое разведение или растворение препарата во внутриклеточных и внеклеточных жидкостях. Примеры физиологических процессов - связывание с белками плазмы, доступность тканевых каналов и проникание препарата через различные барьеры организма. На распределение препаратов могут влиять следующие факторы:

Кровоток;

Степень связывания с белками плазмы;

Физико-химические особенности препаратов;

Степень (глубина) и протяжённость проникновения препаратов через физиологические барьеры;

Степень элиминации, благодаря чему препарат непрерывно удаляется из организма, и что составляет конкуренцию феномену распределения.

Кровоток

Кровоток - объём крови, достигающий определённого участка в организме за единицу времени. Отношение объём/время и величина кровотока в разных областях организма различаются. Полный кровоток равен 5000 мл/мин и соответствует сердечной пропускной способности в состоянии покоя. Сердечная пропускная способность (минутный объём сердца) - объём крови, накачанный сердцем за одну минуту. В дополнение к минутному объёму сердца существует такой важный фактор, как объём крови в различных частях системного кровообращения. В среднем сердце содержит 7% от общего объёма крови, лёгочная система - 9%, артерии - 13%, артериолы и капилляры - 7%, а вены, венулы и вся венозная система - остающиеся 64%. Через проницаемые стенки капилляров происходит обмен ЛС, питательных и других веществ с интерстициальной жидкостью органов/тканей, после чего капилляры сливаются с венулами, которые постепенно сходятся в большие вены. В результате транскапиллярного обмена препарат за счёт разницы в давлении (осмотическое и гидростатическое давление) между внутренней и внешней частью капилляра или градиента концентрации транспортируется сквозь капиллярную стенку в ткань. Доставка ксенобиотика к тем или иным областям организма зависит от скорости кровотока и места введения препарата.

Кровоток - основной фактор в распределении ЛС в организме человека, при этом градиент концентрации играет незначительную роль (или вообще не участвует) в массовой доставке препарата к органам и тканям. Кровоток существенно определяет скорость доставки ЛС к определённой области тела и отражает относительный темп роста концентрации ксенобиотика, при котором происходит установление равновесия между органом/тканью и кровью. Количество ЛС, сохранённого или распределённого в ткани, зависит от размера ткани и физико-химических особенностей препарата, коэффициента разделения между органом/тканью и кровью.

Феномен, ограничивающий кровоток (распределение, ограниченное перфузией; феномен ограниченной передачи; распределение, ограниченное проходимостью) - зависимость транскапиллярного обмена

и хранения препарата в ткани от физико-химических особенностей препарата.

Транскапиллярный обмен препаратов, ограниченный перфузией

Для того, чтобы дифференцировать между двумя типами распределения, предположим, что капилляр - это полый цилиндр с длиной L и радиусом r, в котором течёт кровь со скоростью ν в положительном направлении х. Концентрация препарата в ткани вокруг капилляра - C ткань , а концентрация в крови - C кровь . Препарат проходит через

капиллярную мембрану за счёт градиента концентрации между кровью и тканью. Рассмотрим участок или сегмент направления между х и х+dx, где различие в массе потока препарата между началом и концом сегмента dx равно массе потока сквозь капиллярную стенку. Запишем равенство в следующей форме (4-1):

то уравнение (4-4) примет вид:

Масса потока сквозь капиллярную стенку в ткань - J ткань в выра-

жении чистой массы потока, покидающего капилляр на определён- ной длине L (4-6):

Сделав преобразование уравнения (4-6) при помощи уравнения (4-5), получаем:

Найдём капиллярный клиренс:

Капиллярный клиренс - объём крови, из которого ксенобиотик распространяется в ткань в единицу времени. Экстракционное отношение (отношение извлечения) распределения:

Уравнение (4-9) может быть преобразовано:

Уравнение (4-10) показывает, что отношение извлечения выражает фракцию балансировки между концентрацией препарата в ткани, артериальных капиллярах, на венозной стороне капилляров. Сравним уравнения (4-5) и (4-10) получим, что капиллярный клиренс равен кровотоку умноженному на отношение извлечения.

Рассмотрим распределение, ограниченное диффузией (или распределение, ограниченное проходимостью). При Q>PS или C артерия ≈ C вена

препарат является слаболипофильным и отношение извлечения - меньше, чем единица, а распределение препарата ограничено очень быстрой диффузией через капиллярную мембрану. Определим массовую передачу препарата в ткань:

Движущая сила для передачи ксенобиотика в ткань - градиент концентрации. Рассмотрим распределение, ограниченное перфузией (или распределение, ограниченное кровотоком). При Qили C вена ≈ C ткань концентрация препарата в ткани находится в равновесии

с концентрацией препарата на венозной стороне капилляров, и препарат является очень липофильным. Отношение извлечения равно или близко к единице, и потому поглощение препарата тканью термодинамически намного более выгодно, чем его присутствие в крови, а распределение ограничено лишь скоростью доставки препарата в ткань. Как только препарат достигает ткани, он немедленно поглощается. Определим массовую передачу препарата в ткань:

Связывание препаратов с белками

Связывание препаратов с белками плазмы значительно влияет на их распределение в организме. Малые молекулы ЛС, связанные с белками, могут легко проникать через барьеры. В связи с этим распределение ксенобиотика, связанного с белком, будет отличаться от распределения несвязанного препарата. Взаимодействие функциональных групп ЛС с мембранными или внутриклеточными рецепторами может быть коротким. Связывание с белком не только затрагивает распределение препарата в организме, но также влияет и на терапевтический результат. Поэтому необходимо использовать концентрацию свободного препарата в плазме для фармакокинетического анализа, регулирования режима дозирования и оптимального терапевтического эффекта.

Белковое связывание препаратов, используемых совместно с другими препаратами, может отличаться от препаратов, принимаемых по отдельности. Изменения в белковом связывании - результат замещения одного препарата другим в комплексе с белками плазмы. Подобное замещение может также произойти на клеточном уровне с другими белками и ферментами тканей. Замещение служит причиной увеличения свободной фракции препарата в плазме и ее накопления на участках рецептора пропорционально концентрации препарата. Важно отрегулировать режим дозирования препаратов при их совместном введении. Изменение белкового связывания препаратов - важная проблема, особенно для препаратов с узким терапевтическим диапазоном.

Белки плазмы, которые вовлечены во взаимодействие между белком и препаратом

Альбумин - основной белок плазмы и тканей, ответственный за связывание с препаратами, который синтезируется исключительно гепатоцитами печени. Молекулярная масса альбумина - 69 000 Da; жизнь полураспада равна приблизительно 17-18 дней. Белок в основном распространяется в сосудистой системе и, несмотря на большой молекулярный размер, дополнительно может распространяться в экст-раваскулярной зоне. Альбумин обладает отрицательно и положительно заряженными участками. Препарат взаимодействует с альбумином за счёт водородных связей (гидрофобное связывание) и сил Ван дер Вальса. Некоторые факторы, оказывающие на организм существенное влияние, например, беременность, хирургическое вмешательство, возраст, межэтнические и расовые различия - могут влиять на взаимодействие препаратов с альбумином. Почки не фильтруют альбумин, и поэтому препараты, которые связаны с альбумином, также не фильтруются. Степень связывания влияет не только на распределение препарата, но и на почечную элиминацию, метаболизм препарата. Только свободный препарат может быть захвачен гепатоцитами печени. Поэтому, чем больше процент связанного с белком препарата, тем ниже печёночное поглощение и уровень метаболизма препарата. Как было упомянуто ранее, степень лекарственного связывания с альбумином плазмы может также быть значительно изменена путём введения других препаратов, которые замещают основной препарат, в результате чего увеличивается концентрация свободного препарата в плазме.

Другие белки плазмы - фибриноген, глобулины (γ- и β 1 -глобулин - трансферин), церулоплазмин и α- и β-липопротеины. Фибриноген и его полимеризованная форма фибрин вовлечены в формирование кровяных сгустков. Глобулины, а именно, γ-глобулины - антитела, взаимодействующие с определёнными антигенами. Трансферин участвует в транспорте железа, церулоплазмин вовлечён в передачу меди, а α- и β-липопротеины - курьеры жирорастворимых компонентов.

Оценка параметров связывания белка

Связывание препаратов с белками плазмы обычно определяют в пробирке при физиологических условиях рН и температуре тела. Методы определения - диализ равновесия, динамический диализ, ультрафильтрация, гелевая фильтрационная хроматография, ультрацентри-

фугирование, микродиализ и несколько новых и быстро развивающихся методологий для экспериментов высокой пропускной способности. Цель - оценить концентрацию свободного препарата, находящегося в равновесии с комплексом белка и препарата. Отобранная методология и условия эксперимента должны быть такими, чтобы стабильность комплекса и равновесие были сохранены, а концентрация свободного препарата не была переоценена из-за слишком быстрого разрушения комплекса при измерении. После этого большинство комплексов препарата с белком держатся вместе за счёт слабого химического взаимодействия, электростатического типа (силы Ван дер Вальса), а водородное связывание имеет тенденцию к отделению при повышенных: температуре, осмотическом давлении и нефизиологическом рН.

Обычный метод диализа плазмы, или белкового раствора с рН 7,2-7,4 не эффективен при различных концентрациях препарата. Смесь после диализации становится изотонической вместе с NaCl [при 37°С через мембрану диализа с молекулярными сокращениями примерно 12 000-14 000 Dа против эквивалентного объёма фосфатных буферов (≈67, рН 7,2-7,4)]. Мембрану диализа в форме сумки, содержащей белок и препарат, помещают в буферный раствор. Изготовленная заводским способом изменённая версия сумки имеет два отделения, которые разделены мембраной диализа. Равновесие свободного препарата, проходящего сквозь мембрану, обычно достигается приблизительно за 2-3 ч. Концентрацию свободного препарата измеряют на стороне буфера, т.е. вне сумки или отделения, разделённого мембраной, которая должна быть равна концентрации свободного препарата внутри сумки или отделения; концентрация свободного препарата в сумке должна быть в равновесии с препаратом, прикреплённым к белку. При диализе используют раствор альбумина или чистый образец плазмы, содержащий альбумин. Параметры связывания препарата - свободная фракция или ассоциированная постоянная, которую можно определить, используя закон действия масс:

где К а - константа ассоциации; C D - концентрация свободного препарата в молекулах; C Pr - концентрация белка со свободными участками прикрепления; C DP - концентрация комплекса препарата с белком; k 1 и k 2 - константы уровня прямых и обратных реакций,

соответственно. Реципрокные связи постоянны и известны как диссоциация констант (4-14):

Величина ассоциированной постоянной К а представляет степень связывания препарата с белком. Препараты, которые связываются с белками плазмы экстенсивно, обычно имеют большую константу ассоциации. На основании уравнения (4-14) можно определить концентрацию комплекса препарата с белком:

Если концентрация общего белка (С) в начале эксперимента в пробирке известна, а концентрация комплекса препарата с белком (C) оценена экспериментально, тогда можно определить концентрацию свободного белка (С Pr), находящегося в равновесии с комплексом:

Замена уравнения (4-15) уравнением (4-16) для С Pr приводит:

Преобразуем уравнение (4-18):

При установлении C DP / С PT (число молей прикреплённого препарата на моль белка для равновесия) равно r, т.е. r = C DP / С PT , тогда уравнение (4-19) видоизменится:

При умножении уравнения (4-20) на n (n - число участков прикрепления на моль белка) получим уравнение Лангмура:

Уравнение Лангмура (Langmuir) (4-21) и график r против C D приводит к гиперболической изотерме (рис. 4-1). Упростим уравнение (4-21). Возьмём уравнение Лангмура (4-21) в обратном виде. Двойное реципрокное уравнение (4-22) показывает, что график 1/r против 1/C D является линейным с наклоном, равным 1/nK a и точкой пересечения по оси ординат 1/n (рис. 4-2):

Рис. 4-1. Изотерма Лангмура. По оси ординат - число молей препарата, прикреплённого на моль белка; по оси абсцисс - концентрация свободного препарата

Путём преобразования уравнения (4-21) можно получить два варианта линейного уравнения:

График Скатчарда (Scatchard) описывает отношение между r/C D и r как прямую линию с наклоном, равным ассоциативной константе К а (рис. 4-3). Точка пересечения с осью х равна числу связанных участков п, точка пересечения с осью у равна пК a ..

Кроме того, уравнение (4-21) можно перестроить для обеспечения прямолинейных взаимоотношений в терминах концентраций свободного и связанного препарата:

Рис. 4-2. Двойной реципрокный график Клотца

Уравнение (4-21) показывает взаимоотношения между реципрокным r (моли связанного препарата на моль белка) и C D

Рис. 4-3. Линейный график CDP/CD (отношение связанных участков к свободному препарату) против CDP (концентрация связанного препарата)

(концентрация свободного препарата). Точка пересечения с осью у - реципрокное от числа связанных участков на моль белка, а отношение наклона к точке пересечения у - ассоциативная константа равновесия.

График c dp /c d против c dp -

линия с наклоном, равным -К а и точкой пересечения по оси ординат nKC PT . Данное уравнение используют, если концентрация белка неизвестна. Оценка К а базируется на концентрации препарата, измеренной в буферном отсеке. Определение препарата, связанного с белком, основывают на оценке свободной фракции

График Скатчарда (Scatchard) (рис. 4-4) - прямая линия (для одного типа связанных участков).

Уравнение Лангмура для нескольких типов связанных участков:

где n 1 и К а1 - параметры одного типа идентично связанных участков; n 2 и К а2 - параметры второго типа идентично связанных участков и так далее. Например, остаток аспарагиновой или глютаминовой кислоты, -СОО - , может быть одним типом связанного участка, а -S - - остаток цистеина или -NH 2± - остаток гистидина - второй тип связанного участка. Когда препарат имеет сродство с двумя типами связанных участков, то график

Рис. 4-4. График Скатчарда

Скатчарда r/D против r представляет не прямую линию, а кривую (рис. 4-5). Экстраполяция начальных и конечных линейных сегментов кривой приводит к прямым линиям, которые соответствуют уравнениям:

Рис. 4-5. График Скатчарда

График Скатчарда представляет связывание с белком двух различных классов участков. Кривая представляет первые два элемента

уравнения (4-26), которые определены как прямые линии - продолжения линейных сегментов начальных и конечных частей кривой. Линия 1 представляет высокое сродство (аффинность) и низкую вместимость связующих участков, а линия 2 - низкое сродство и высокую вместимость связующих участков.

Когда сродство и вместимость двух связующих участков различные, то линия с большей точкой пересечения у и меньшей точкой пересечения х определяет высокое сродство и низкую вместимость участков, тогда как линия с меньшей точкой пересечения у и большей точкой пересечения х определяет низкое сродство и высокую вместимость связующих участков.

4.2. ПРОНИКНОВЕНИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ ЧЕРЕЗ ГИСТОГЕМАТИЧЕСКИЕ БАРЬЕРЫ

Большинство ЛС после абсорбции и попадания в кровь распределяются в разные органы и ткани неравномерно и не всегда удается достичь желаемой концентрации препарата в органе-мишени. Существенное влияние на характер распределения ЛС оказывают гистогематические барьеры, которые встречаются на пути их распределения. В 1929 году академик Л.С. Штерн впервые на Международном физиологическом конгрессе в Бостоне доложила о существовании в

организме физиологических защитных и регулирующих гистогематических барьеров (ГГБ). Было доказано, что физиологический гистогематический барьер является комплексом сложнейших физиологических процессов, происходящих между кровью и тканевой жидкостью. ГГБ регулируют поступление из крови в органы и ткани необходимых для их деятельности веществ и своевременное выведение конечных продуктов клеточного метаболизма, обеспечивают постоянство оптимального состава тканевой (внеклеточной) жидкости. Одновременно ГГБ препятствуют поступлению из крови в органы и ткани чужеродных веществ. Особенностью ГГБ является его избирательная проницаемость, т.е. способность пропускать одни вещества и задерживать другие. Большинство исследователей признают существование специализированных физиологических ГГБ, которые имеют важное значение для нормальной жизнедеятельности отдельных органов и анатомических структур. К ним относятся: гематоэнцефалический (между кровью и центральной нервной системой), гематоофтальмический (между кровью и внутриглазной жидкостью), гематолабиринтный (между кровью и эндолимфой лабиринта), барьер между кровью и половыми железами (гематоовариальный, гематотестикулярный). «Барьерными» свойствами, защищающими развивающийся плод, обладает и плацента. Основными структурными элементами гистогематических барьеров являются эндотелий кровеносных сосудов, базальная мембрана, в состав которой входит большое количество нейтральных мукополисахаридов, основное аморфное вещество, волокна и т.д. Структура ГГБ определяется в значительной степени особенностями строения органа и варьирует в зависимости от морфологических и физиологических особенностей органа и ткани.

Проникновение лекарственных средств через гематоэнцефалический барьер

Основными интерфейсами между ЦНС и периферическим кровообращением являются гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) и гематоликворный барьеры. Площадь поверхности ГЭБ составляет примерно 20 м 2 , и в тысячи раз превышает площадь гематоликворного барьера, поэтому ГЭБ является основным барьером между ЦНС и системным кровообращением. Наличие в мозговых структурах ГЭБ, отделяющего циркуляцию от интерстициального пространства и препятствующего поступлению ряда полярных соединений непосредственно в паренхиму мозга, обусловливает особенности лекарственной тера-

пии нейрологических заболеваний. Проницаемость ГЭБ определяют эндотелиальные клетки капилляров мозга, которые имеют эпителиальноподобные, высокорезистентные плотные контакты, что исключает парацеллюлярные пути флуктуации веществ через ГЭБ, и проникновение ЛС в мозг зависит от трансцеллюлярного транспорта. Определенное значение имеют и глиальные элементы, выстилающие наружную поверхность эндотелия и, очевидно, играющие роль дополнительной липидной мембраны. Липофильные ЛС в основном легко диффундируют через ГЭБ, в противоположность гидрофильным ЛС, пассивный транспорт которых ограничен высокорезистентными плотными контактами эндотелиацитов. Определяющее значение в проникновении через гематоэнцефалический барьер имеет коэффициент растворимости в жирах. Типичным примером являются общие анестетики - быстрота их наркотического эффекта прямо пропорциональна коэффициенту растворимости в жирах. Углекислый газ, кислород и липофильные вещества (к которым относят большинство анестетиков) легко проходят через ГЭБ, в то время как для большинства ионов, белков и крупных молекул (например, маннитола) он практически непроницаем. В капиллярах мозга практически отсутствует пиноцитоз. Существуют и другие пути проникновения соединений через ГЭБ, опосредованно через рецептор, с участием специфических переносчиков. Было показано, что в эндотелии капилляров мозга экспрессируются специфические рецепторы для некоторых из циркулирующих пептидов и белков плазмы. Пептидная рецепторная система ГЭБ включает рецепторы для инсулина, трансферрина, липопротеинов и др. Транспорт крупных белковых молекул обеспечивается путем их активного захвата. Установлено, что проникновение ЛС и соединений в мозг может осуществляться путем активного транспорта с участием активных «вкачивающих» и «выкачивающих» транспортных систем (рис. 4.6). Это дает возможность контролировать селективный транспорт ЛС через ГЭБ и ограничивать их неселективное распределение. Открытие «выкачивающих» транспортеров - гликопротеина-Р (MDR1), транспортеров семейства протеинов, ассоциированных с множественной лекарственной устойчивостью (MRP), протеина резистентности рака груди (BCRP) внесло значительный вклад в понимание транспорта ЛС через ГЭБ. Было показано, что гликопротеин-Р ограничивает транспорт ряда веществ в головной мозг. Он расположен на апикальной части эндотелиацитов и осуществляет выведение из мозга в просвет сосудов преимущественно гидрофильных катио-

Рис. 4.6. Транспортеры, вовлеченные в транспорт ЛС через ГЭБ (Ho R.H., Kim R.B., 2005)

нов ЛС, например, цитостатиков, антиретровирусных препаратов и др. Значение гликопротеина-Р в ограничении транспорта ЛС через ГЭБ можно продемонстрировать на примере лоперамида, который по механизму действия на рецепторы желудочно-кишечного тракта является потенциальным опиоидным препаратом. Однако эффекты на ЦНС (эйфория, угнетение дыхания) отсутствуют, так как лоперамид, являясь субстратом гликопротеина-Р, не проникает в ЦНС. В присутствие же ингибитора mdrl хинидина, центральные эффекты лоперамида нарастают. Транспортеры из семейства MRP расположены либо на базальной, либо на апикальной части эндотелиацитов. Эти транспортеры выводят глюкуронированные, сульфатированные или глютатионированные конъюгаты ЛС. В эксперименте было установлено, что белок MRP2 множественной лекарственной устойчивости участвует в функционировании ГЭБ и ограничивает активность противоэпилептических ЛС.

В эндотелиацитах капилляров мозга экспрессированы некоторые члены семейства транспортеров органических анионов (ОАТ3), которые также играют важную роль в распределении ряда ЛС в ЦНС. ЛС-субстратами этих транспортеров являются, например фексофенадин, индометацин. Экспрессия изоформ полипептидов, транспортирующих органические анионы (ОАТР1А2) в ГЭБ, имеет важное значение для проникновения ЛС в мозг. Однако полагают, что экспрессия «выкачивающих» транспортеров (MDR1, MRP, BCRP) является причиной ограниченного фармакологического доступа ЛС в мозг и в другие ткани, когда концентрация может быть ниже той, которая необходима для достижения желаемого эффекта. Значительное

количество митохондрий в эндотелии капилляров головного мозга указывает на способность к поддержанию энергозависимых и метаболических процессов, доступных для активного транспорта ЛС через ГЭБ. В эндотелиальных клетках капилляров мозга были обнаружены ферменты, способные к окислению, конъюгации соединений для защиты самих клеток и соответственно мозга от возможных токсических воздействий. Таким образом, существует, по крайней мере, две причины, ограничивающие поступление ЛС в ЦНС. Во-первых, это структурные особенности ГЭБ. Во-вторых, ГЭБ включает активную метаболическую систему ферментов и систему «выкачивающих» транспортеров, что формирует биохимический барьер для большинства ксенобиотиков. Эта комбинация физических и биохимических свойств эндотелия ГЭБ предотвращает поступление в мозг более чем 98% потенциальных нейротропных ЛС.

Факторы, влияющие на транспорт ЛС в мозг

Фармакодинамические эффекты эндогенных веществ и заболевания влияют на функции ГЭБ, приводя к изменениям транспорта ЛС в мозг. Различные патологические состояния могут нарушать проницаемость гистогематических барьеров, например, при менингоэнцефалите резко повышается проницаемость гематоэнцефалического барьера, что вызывает различного рода нарушения целостности окружающих тканей. Увеличение проницаемости ГЭБ наблюдается при рассеянном склерозе, болезни Альцгеймера, деменции у ВИЧ-инфицированных больных, энцефалитах и менингитах, при повышенном артериальном давлении, психических нарушениях. Значительное количество нейромедиаторов, цитокинов, хемокинов, периферических гормонов, воздействие активных форм О 2 способны изменять функции и проницаемость ГЭБ. Например, гистамин, воздействуя на Н 2 -рецепторы, обращенные в просвет части эндотелиальных клеток, увеличивает проницаемость барьера для низкомолекулярных веществ, что связано с нарушением плотных контактов между эпителиальными клетками. Проницаемость гистогематических барьеров можно изменять направленно, что находит применение в клинике (например, для повышения эффективности химиотерапевтических препаратов). Снижение барьерных функций ГЭБ за счет нарушения структуры плотных контактов используют для доставки ЛС в мозг, например, применение маннитола, мочевины. Осмотическое «открывание» ГЭБ позволяет обеспечить у пациентов с первичной лимфомой

мозга и глиобластомой увеличение транспорта в мозг в течение ограниченного периода времени цитостатиков (например, метотрексата, прокарбазина). Более щадящим методом воздействия на ГЭБ является его «биохимическое» открывание, основанное на способности простагландинов, медиаторов воспаления увеличивать порозность сосудов головного мозга. Принципиально иной возможностью увеличения доставки ЛС в мозг является использование пролекарств. Наличие в головном мозге специфических транспортных систем доставки компонентов его жизнеобеспечения (аминокислот, глюкозы, аминов, пептидов) позволяет их использовать с целью направленного транспорта гидрофильных ЛС в мозг. Поиск средств для транспорта полярных соединений, характеризущихся низкой проницаемостью через ГЭБ, постоянно расширяется. Многообещающим в этом плане может оказаться создание транспортных систем на основе природных катионных белков - гистонов. Считают, что прогресс в области создания новых эффективных ЛС может быть достигнут на основе совершенствования методов отбора перспективных химических соединений и оптимизации путей доставки препаратов пептидной и белковой природы, а также генетического материала. Исследования показали, что определенные наночастицы способны транспортировать в мозг соединения пептидной структуры (деларгин), гидрофильные вещества (тубокурарин), препараты, «выкачиваемые» из мозга гликопротеином-Р (лоперамид, доксорубицин). Одним из перспективных направлений в создании препаратов, проникающих через гистагематические барьеры, является разработка наносфер на основе модифицированного диоксида кремния, способных обеспечивать эффективную доставку в клетки-мишени генетического материала.

Транспорт ЛС через гематоплацентарный барьер

Существовавшее ранее предположение о том, что плацентарный барьер обеспечивает естественную защиту плода от воздействия экзогенных веществ, и в том числе ЛС, справедливо лишь в ограниченной степени. Плацента человека является сложной транспортной системой, которая действует как полупроницаемый барьер, разделяющий материнский организм от плода. Во время беременности плацента регулирует в плодно-материнском комплексе обмен веществ, газов, эндогенных и экзогенных молекул, включая лекарственные средства. В ряде исследований было показано, что плацента морфологически и функционально выполняет роль органа, ответственного за транспорт ЛС.

Плацента человека состоит из плодных тканей (хорионическая пластина и хорионическая ворсинка) и материнских (децидуальная оболочка). Децидуальные перегородки разделяют орган на 20- 40 котиледонов, которые представляют структурно-функциональные сосудистые единицы плаценты. Каждый котиледон представлен ворсинчатым деревом, состоящим из эндотелия капилляров плода, ворсинчатой стромы и трофобластного слоя, омывающихся кровью матери, находящейся в межворсинчатом пространстве. Внешний слой каждого ворсинчатого дерева сформирован многоядерным синцитиотрофобластом. Поляризованный синцитиотрофобластный слой, состоящий из микроворсинчатой апикальной мембраны, обращенной в кровь матери, и базальной (плодной) мембраны представляет собой гемоплацентарный барьер для трансплацентарного транспорта большинства веществ. Во время течения беременности толщина плацентарного барьера уменьшается, главным образом за счет исчезновения цитотрофобластного слоя.

Транспортная функция плаценты определяется главным образом плацентарной мембраной (гематоплацентарным барьером), имеющей толщину около 0,025 мм, которая разделяет систему кровообращения матери и систему кровообращения плода.

В физиологических и патологических условиях плацентарный обмен веществ следует рассматривать в качестве активной функции плацентарной мембраны, которая осуществляет избирательный контроль над прохождением через нее ксенобиотиков. Перенос ЛС через плаценту можно рассматривать на основании изучения тех же механизмов, которые функционируют при прохождении веществ через другие биологические мембраны.

Хорошо известно, что плацента выполняет многочисленные функции, такие, как газообмен, перенос питательных веществ и продуктов распада, продуцирование гормонов, функционируя как активный эндокринный орган, жизненно необходимый для успешной беременности. Такие питательные вещества, как глюкоза, аминокислоты и витамины проходят через плаценту путем особых транспортных механизмов, которые протекают в материнской части апикальной мембраны и плодной части базальной мембраны синцитиотрофобласта. В то же время удаление продуктов метаболизма из системы кровообращения плода через плаценту в систему кровообращения матери происходит также путем особых транспортных механизмов. Для некоторых соединений плацента служит протективным барьером для развивающегося плода, препятствующим попаданию раз-

личных ксенобиотиков от матери к плоду, в то время как для других она облегчает их прохождение как к плоду, так и из плодного компартмента.

Транспорт ЛС в плаценте

Известно пять механизмов трансплацентарного обмена: пассивная диффузия, облегченная диффузия, активный транспорт, фагоцитоз и пиноцитоз. Последние два механизма имеют относительное значение в транспорте ЛС в плаценте, а для большинства ЛС характерен активный транспорт.

Пассивная диффузия - доминирующая форма обмена веществ в плаценте, которая позволяет молекуле перемещаться вниз по градиенту концентрации. Количество ЛС, перемещающееся через плаценту путем пассивной диффузии в любой промежуток времени, зависит от концентрации его в плазме крови матери, его физико-химических свойств и свойств плаценты, которые определяют, насколько быстро это происходит.

Процесс этой диффузии регулируется законом Фика.

Однако скорость пассивной диффузии насколько мала, что равновесная концентрация в крови матери и плода не устанавливается.

Плацента похожа на двухслойную липидную мембрану и, таким образом, только фракция ЛС, не связанная с белком, может свободно диффундировать через нее.

Пассивная диффузия характерна для низкомолекулярных, жирорастворимых, преимущественно неионизированных форм ЛС. Липофильные вещества в неионизированной форме с легкостью диффундируют через плаценту в кровь плода (антипирин, тиопентал). Скорость переноса через плаценту зависит главным образом от концентрации неионизированной формы того или иного ЛС при данном значении РН крови, жирорастворимости и от размера молекул. ЛС с молекулярной массой > 500 Da часто не полностью проходят через плаценту, а ЛС с молекулярной массой > 1000 Da проникают через плацентарную мембрану медленнее. Например, различные гепарины (3000-15000 Da) не проходят через плаценту из-за относительно высокой молекулярной массы. Большинство же ЛС имеют молекулярную массу > 500 Da, поэтому размеры молекулы редко лимитируют их прохождение через плаценту.

В основном ЛС - это слабые кислоты или основания и их диссоциация происходит при физиологическом значении рН. В ионизированной форме ЛС обычно не может пройти через липидную мембрану

плаценты. Различие между рН плода и матери влияет на соотношение концентраций плод/мать для свободной фракции лекарственного средства. В обычных условиях рН плода практически не отличается от материнского рН. Однако при определенных условиях значение рН плода может значительно снижаться, в результате чего уменьшается транспорт основных ЛС от плода в материнский компартмент. Например, изучение плацентарного переноса лидокаина по MEGX-тесту показало, что концентрация лидокаина у плода выше, чем у матери во время родов, что может вызывать нежелательные эффекты у плода или новорожденного.

Облегченная диффузия

Этот механизм транспорта характерен для небольшого количества ЛС. Нередко этот механизм дополняет пассивную диффузию, например, в случае ганцикловира. Для облегченной диффузии не требуется энергии, необходима субстанция-переносчик. Обычно, результатом этого вида транспорта ЛС через плаценту является одинаковая концентрация в плазме крови матери и плода. Этот механизм транспорта специфичен в основном для эндогенных субстратов (например, гормоны, нуклеиновые кислоты).

Активный транспорт ЛС

Исследования молекулярных механизмов активного транспорта ЛС через плацентарную мембрану показали его важную роль в функционировании гематоплацентарного барьера. Этот механизм транспорта характерен для ЛС, имеющих структурное сходство с эндогенными веществами. При этом процесс переноса веществ зависит не только от размера молекулы, но также и от наличия веществаносителя (транспортера).

Активный транспорт ЛС через плацентарную мембрану протеиновым насосом требует энергетических затрат, обычно за счет гидролиза АТФ или энергии трансмембранного электрохимического градиента катионов Na+, Cl+ или Н+. Все активные транспортеры могут работать против градиента концентрации, но могут становиться и нейтральными.

Активные транспортеры ЛС расположены либо на материнской части апикальной мембраны, либо на плодной части базальной мембраны, где они осуществляют транспорт ЛС в синцитиотрофобласт

или из него. Плацента содержит транспортеры, которые способствуют перемещению субстратов из плаценты в кровообращение матери или плода («выкачивающие»), а также транспортеры, которые перемещают субстраты и в плаценту и из нее, таким образом способствуя транспорту ксенобиотиков в плодный и материнский компартменты и из них («вкачивающие»/«выкачивающие»). Существуют транспортеры, которые регулируют перемещение субстратов только в плаценту («вкачивающие»).

Исследования последнего десятилетия были посвящены изучению «выкачивающих транспортеров» как «активного компонента» плацентарного «барьера». Это - гликопротеин-Р (MDR1), семейство протеинов, ассоциированных с множественной лекарственной устойчивостью (MRP) и протеина резистентности рака груди (BCRP). Открытие этих транспортеров внесло значительный вклад в понимание трансплацентарной фармакокинетики.

Гликопротеин-Р - трансмембранный гликопротеин, кодирующийся человеческим геном множественной лекарственной резистентности MDR1, экспрессирован на материнской стороне плацентарной мембраны синцитиотрофобласта, где он осуществляет активное выведение липофильных лекарственных средств из плодного компартмента за счет энергии АТФ гидролиза. Гликопротеин-Р является «выкачивающим» транспортером, активно удаляя ксенобиотики из системы кровообращения плода в систему кровообращения матери. Гликопротеин-Р обладает широким субстратным спектром, переносит липофильные препараты, нейтральные и заряженные катионы, которые принадлежат к различным фармакологическим группам, включая антимикробные (например, рифампицин), противовирусные (например, ВИЧ-ингибиторы протеаз), антиаритмические лекарственные средства (например, верапамил), противоопухолевые (например, винкристин).

В апикальной мембране синцитиотрофобласта выявлена экспрессия трёх видов «выкачивающих» транспортеров из семейства MRP (MRP1-MRP3), которые участвуют в транспорте многих субстратов ЛС и их метаболитов: метатрексат, винкристин, винбластин, цисплатин, противовирусные препараты, парацетамол, ампициллин и др.

В плаценте обнаружена высокая активность АТФ-зависимого протеина резистентности рака груди (BCRP). BCRP может активизировать резистентность опухолевых клеток к противоопухолевым препаратам - топотекану, доксорубицину и др. Было показано, что

плацентарный BCRP ограничивает транспорт топотекана и митоксантрона к плоду у беременных мышей.

Транспортёры органических катионов

Транспортер двух органических катионов (OCT2) экспрессирован в базальной мембране синцитиотрофобласта и переносит через плаценту карнитин из системы кровообращения матери в кровь плода. ЛС-субстратами плацентарного OCT2 являются метамфетамин, хинидин, верапамил и пириламин, которые конкурируют с карнитином, ограничивая его прохождение через плаценту.

Монокарбоксилатные и дикарбоксилатные транспортёры

Монокарбоксилаты (лактат) и дикарбоксилаты (сукцинат) активно транспортируются в плаценте. Монокарбоксилатные транспортёры (MCTs) и дикарбоксилатные транспортёры (NaDC3) экспрессированы в апикальной мембране плаценты, хотя MCTs могут присутствовать также в базальной мембране. Эти транспортёры перемещаются за счет электрохимического градиента; MCTs связаны с перемещением катионов Н + , а NaDC3 - с Na + . Однако сведения о потенциале влияния этих транспортёров на перемещение ЛС через плаценту немногочислены. Так, вальпроевая кислота, несмотря на очевидный риск токсического влияния на плод, включая тератогенность, часто применяется для лечения эпилепсии во время беременности. При физиологическом значении рН вальпроевая кислота легко проникает через плаценту и соотношение концентрации плод/мать составляет 1,71. Исследования ряда авторов показали, что существует активная транспортная система для вальпроевой кислоты. Эта транспортная система включает катионы Н + - связанные MCT, которые вызывают высокую скорость перемещения вальпроевой кислоты к плоду через плацентарный барьер. Хотя вальпроевая кислота конкурирует с лактатом, но оказалось, что она одновременно является субстратом и для других транспортёров.

Таким образом, для некоторых соединений плацента служит протективным барьером для развивающегося плода, препятствующим попаданию различных ксенобиотиков от матери к плоду, в то время как для других она облегчает их прохождение как к плоду, так и из плодного компартмента, в целом функционируя как система детоксикации ксенобиотиков. Ведущую роль в процессе активного транс-

порта ЛС через плаценту осуществляют плацентарные транспортёры, обладающие субстратной специфичностью.

В настоящее время вполне очевидно, что понимание и знание роли различных транспортёров в перемещении ЛС через гематоплацентарный барьер необходимо для оценки вероятного воздействия ЛС на плод, а также для оценки соотношения польза/риск для матери и плода при проведении фармакотерапии во время беременности.

Транспорт ЛС через гематоофтальмический барьер

Гематоофтальмический барьер (ГОБ) выполняет барьерную функцию в отношении прозрачных сред глаза, регулирует состав внутриглазной жидкости, обеспечивая избирательное поступление в хрусталик и роговицу необходимых питательных веществ. Клинические исследования позволили уточнить и расширить понятие о гематоофтальмическом барьере, включив в него гистагематическую систему, а также говорить о существовании в норме и патологии трёх его составляющих: иридоцилиарной, хориоретинальной и папиллярной (табл. 4.1.).

Таблица 4.1. Гематоофтальмический барьер

Кровеносные капилляры в глазу непосредственно не соприкасаются с клетками и тканями. Весь сложнейший обмен между капиллярами и клетками происходит через интерстициальную жидкость на ультраструктурном уровне и характеризуется как механизмы капиллярной, клеточной и мембранной проницаемости.

Транспорт ЛС через гематотестикулярный барьер

Нормальная функция сперматогенных клеток возможна только благодаря наличию особого, обладающего селективной проницаемостью гематотестикулярного барьера (ГТБ) между кровью и содержимым семенных канальцев. ГТБ образован эндотелиоцитами капилляров, базальной мембраной, собственной оболочкой семенных канальцев, цитоплазмой клеток Сертоли, интерстициальной тканью и белочной оболочкой яичек. Липофильные ЛС проникают через ГТБ путем диффузии. Исследования последних лет показали, что проникновение ЛС и соединений в яички может осуществляться путём активного транспорта при участии гликопротеина-Р (MDR1), транс- портёров семейства протеинов, ассоциированных с множественной лекарственной устойчивостью (MRP1, MRP2), протеина резистентности рака груди BCRP (ABCG2), которые осуществляют эффлюксную роль в яичках для ряда ЛС, в том числе и токсичных (например, циклоспорин).

Проникновение ЛС через овариальный гематофолликулярный барьер

Основными структурными элементами овариального гематофолликулярного барьера (ГФБ) являются тека-клетки созревающего фолликула, фолликулярный эпителий и его базальная мембрана, которые обуславливают его проницаемость и селективные свойства по отношению к гидрофильным соединениям. В настоящее время показана роль гликопротеина-Р (MDR1) как активного компонента ГФБ, осуществляющего протективную роль, препятствуя проникновению ксенобиотиков в яичники.

Литература

Аляутдин Р.Н. Молекулярные механизмы направленного транспорта лекарственных веществ в мозг // РМЖ. - 2001. - ? 2. - С. 3-7.

Бредбери М. Концепция гематоэнцефалического барьера: Пер. с англ. - М., 1983.

Горюхина О.А. Перспективы применения катионных белков для транспорта лекарственных средств в ткань мозга. Биохимические и молекулярно-биологические основы физиологических функций: Сб. ст. - СПб., 2004. - С. 168-175.

Кукес В.Г. Метаболизм лекарственных средств: клинико-фармакологические аспекты. - М., 2004.

Морозов В.И., Яковлев А.А. Гематоофтальмический барьер (клинические и функциональные наблюдения) // Офтальмохирургия. -

2002. - ? 2. - С. 45-49.

Штерн Л. Физиология и патология гистогематических барьеров. -

Allen J.D., Brinkhuis R.F., Wijnholds J. et al. The mouse Bcrp1/Mxr/Abcp gene: amplification and overexpression in cell lines selected for resistance to topotecan, mitoxantrone, or doxorubicin // Cancer Res. - 1999. - Vol. 59. -

Allikmets R, Schriml L.M., Hutchinson A. et al. A human placenta-specific ATP-binding cassette gene (ABCP) on chromosome 4q22 that is involved in multidrug resistance // Cancer Res. - 1998. - Vol. 58. - P. 5337-53379.

Balkovetz D.F., Leibach F.H., Mahesh V.B. et al. A proton gradient is the driving force for the uphill transport of lactate in human placental brush-border membrane vescicles // J. Biol. Chem. - 1988. - Vol. 263. -

Black K.L. Biochemical opening of the blood-brain barrier // Adv. Drug Deliv. Rev. - 1995. - Vol. 15. - P. 37-52.

Blamire A.M., Anthony D.C., Rajagopalan B. et al. Interleukin-1beta-induced changes in blood-brain barrier permeability, apparent diffusion coefficient, and cerebral blood volume in the rat brain: a magnetic resonance study // J. Neurosci. - 2000. - Vol. 20. - ? 21. - P. 8153-8159.

Borst P., Evers R, Kool M. et al. The multidrug resistance protein family //

Biochim. Biophys. Acta. - 1999. - Vol. 1461. - ? 2. - P. 347-357.

Cavalli R. de, Lanchote V.L., Duarte G. et al. Phrmacokinetics and transplacental transfer of lidocain and its metobolite for perineal analgesic assistance to pregnant women // Eur. J. Clin. Pharmacol. - 2004. - Vol. - 60. - ? 8. -

Collier A.C., Tingle M.D., Keelan J.A. et al. A highly sensitive fluorescent microplate method for the determination of UDP-glucuronosyl transferase activity in tissues and placental cell lines // Drug Metab. Dispos. - 2000. -

Vol. 28. - P. 1184-1186.

de Boer A.G., Gaillard P.J. The blood-brain barrier and drug transport to the brain // STP Pharmasci. - 2002. - Vol. 12. - ? 4. - P. 229-234.

Evseenko D., Paxton J WW., Keelan J.A. Active transport across human placenta: impact on drug efficacy and toxity // Exp. Opin. Metab. Toxicol. - 2006. - Vol. 2. - ? 1. - P. 51-69.

Forestier F, Daffos F, Capella-Pavlovsky M. Low molecular weight heparin (PK 10169) does not cross the placenta during the second trimester of pregnancy study by direct fetal blood sampling under ultrasound // Thromb.

Res. - 1984. - Vol. 34. - P. 557-560.

Forestier F., Daffos F., Rainaut M. et al. Low molecular weight heparin (CY 216) does not cross the placenta during the third trimester of pregnancy // Thromb. Haemost. - 1987. - Vol. 57. - P. 234.

Fromm M.F. Importance of P-glycoprotein at blood-tissue barriers //

Ganapathy V., Ganapathy M.E., Tiruppathi C. et al. Sodium driven, highaffinity, uphill transport of succinate in human placental brush-border membrane vesicles // Biochem. J. - 1988. - Vol. 249. - P. 179-184

Ganapathy V., Prasad P.D., Ganapathy M.E. et al. Placental transporters relevant to drug distribution across the maternal-fetal interface // J. Pharmacol.

Exp. Ther. - 2000. - Vol. 294. - P. 413-420.

Garland M. Pharmacology of drug transfer across the placenta // Obstet. Gynecol. Clin. North Am. - 1998. - Vol. 25. - P. 21-42.

Goodwin J.T., Clark D.E. In silico predictions of blood-brain barrier penetration: considerations to «Keep in mind» // J. Pharmacol. Exp.Ther. - 2005. - Vol. 315. - P. 477-483.

Gordon-Cardo C., O"Brien J.P., Casals D.et al. Multidrug-resistance gene (P-glycoprotein) is expressed by endothelial cells at the blood-brain barrier sites // Proc. Natl Acad. Sci. - 1989. - Vol. 86. - P. 695-698.

Graff C.L., Pollack G.M. Drug transport at the blood-brain barrier and the

choroids plexus // Curr. Drug Metab. - 2004. - Vol. 5. - P. 95-108.

Hahn T., Desoye G. Ontogeny of glucose transport systems in the placenta and its progenitor tissues // Early Pregnancy. - 1996. - Vol. 2. -

Heidrun P., Maren F., Wolfgang L. Multidrug resistance protein MRP2 contributes to blood-brain barrier function and restricts antiepileptic

drug activity // J. Pharmacol. Exp. Ther. - 2003. - Vol. 306. - ? 1. - P. 124-131.

Henderson G.I., Hu Z.Q., Yang Y. et al. Ganciclovir transfer by human placenta and its effects on rat fetal cells // Am. J. Med. Sci. - 1993. -

Vol. 306. - P. 151-156.

Hill M.D., Abramson F.P. The significance of plasma protein binding on the fetal/maternal distribution of drugs at steady-state // Clin. Pharmacokinet. -

1988. - Vol. 14. - P. 156-170.

Ho R.H., Kim R.B. Transporters and drug therapy: implications for drug disposition and disease // Clin. Pharmacol. Ther. - 2005. - Vol. 78. -

Jonker J.W., Smit J.W., Brinkhuis R.F. et al. Role of breast cancer resistance protein in the bioavailability and fetal penetration of topotecan // J. Natl

Cancer Inst. - 2000. - Vol. 92. - P. 1651-1656.

Konig J., Nies A.T., Cui Y. et al. Conjugate export pumps of the multidrug resistance protein (MRP) family: localization, substrate specificity, and MRP2-mediated drug resistance // Biochim. Biophys. Acta. - 1999. -

Vol. 1461. - P. 377-394.

Lagrange P., Romero I.A., Minn A. et al. Transendothelial permeability changes induced by free radicals in an in vitro model of the bloodbrain barrier// Free Radic. Biol. Med. - 1999. - Vol. 27, ? 5-6. -

Lee G., Dallas S., Hong M. et al. Drug transporters in the central nervous system: brain barriers and brain parenchyma considerations // Pharmacol. Rev. - 2001. - Vol. 53. - ? 4. - P. 569-596.

Lehr C.-M. Drug transport at biological barriers: Mechanisms, models and methods in advancing drug delivery // Pharm. Res. - 2003. - Vol. 54. -

Leslie E.M., Deeley R.G., Cole S.P. Multidrug resistance proteins: role of P-glycoprotein, MRP1, MRP2, and BCRP (ABCG2) in tissue defense // Toxicol. Appl. Pharmacol. - 2005, May 1. - Vol. 204. - ? 3. -

Malone F.D., D"Alton M.E. Drugs in pregnancy: anticonvulsants // Semin. Perinatol. - 1997. - Vol. 21. - P. 114-123.

Mattila K.M., Pirtila T., Blennow K. et al. Altered blood-brain barrier function in Alzheimer"s disease? // Acta Neurol. Scand. - 1994. -

Vol. 89. - P. 192-198.

Muller N. Psychoneuroimmunology: implications for the drug treatment of psychiatric disorders // CNS Drugs. - 1995. - Vol. 4. - ? 2. - P. 125-140.

Nakamura H, Ushigome F, Koyabu N. et al. Proton gradient-dependent transport ofvalproic acid in human placental brush-border membrane vesicles //

Pharm. Res. - 2002. - Vol. 19. - P. 154-161.

Nau H. Physicochemical and structural properties regulating placental drug transfer // Fetal placental drug transfer / Eds R.A. Polin, W.W. Fox // Fetal and neonatal physiology / Eds R.A. Polin, W.W. Fox. - Philadelphia: W.B. Saunders, 1992. - P. 130-141.

Pacifici G.M., Nottoli R. Placental transfer of drugs administered to the

mother // Clin. Pharmacokinet. - 1995. - Vol. 28. - ? 3. - P. 235-269.

Pardridge W.M. Blood-brain barrier delivery // Drug Discov. Today. - 2007, Jan. - Vol. 12. - ? 1-2. - P. 54-61.

Pardridge W.M., Log B.B. PS products and in silico models of drug brain

penetration // Drug Discov. Today. - 2004. - Vol. 9. - P. 392-393.

Pienimaki P., Lampela E., Hakkola J. et al. Pharmacokinetics of oxcarbazepine and carbamazepine in human placenta // Epilepsia. - 1997. -

Vol. 38. - P. 309-316.

Sadeque A.J., Wandel C., He H. et al. Increased drug delivery to the brain by P-glycoprotein inhibition // Clin. Pharmacol. Ther. - 2000. - Vol. 68. -

Schinkel A.H., Borst P. Multidrug resistance mediated by P-glycoproteins // Semin. Cancer Biol. - 1991. - Vol. 2. - P. 213-226.

Schinkel A.H., Wagenaar E., Mol C.A. et al. P-glycoprotein in the bloodbrain barrier of mice influences the brain penetration and pharmacology activity of many dugs // J. Clin. Invest. - 1996. - Vol. 97. - P. 2517-2524.

Seeds A.E. Placental transfer // Intrauterine Development / Ed. A.C. Barnes. - Philadelphia: Lea and Febiger, 1968. - P. 103-128.

Smith C.H., Moe A.J., Ganapathy V. Nutrient transport pathways across the epithelium of the placenta // Annu. Rev. Nutr. - 1992. - Vol. 12. -

Syme M.R., Paxton J.W., Keelan J.A. Drug transfer and metabolism by the human placenta // Clin. Pharmacokinet. - 2004. - Vol. 43. - ? 8. - P. 487-514.

Tamai I., Tsuji A. Transporter-mediated permeation of drugs across

the blood-brain barrier // J. Pharm. Sci. - 2000. - Vol. 89. - ? 11. - P. 1371-1388.

Takeda M., Khamdang S., Narikawa S. et al. Characterization of methotrexate transport and its drug interactions with human organic anion transporters //

J. Pharmacol. Exp. Ther. - 2002. - Vol. 302. - P. 666-671.

Thiebaut F., Tsuruo T., Yamada H. et al. Cellular localisation of the multidrug resistance gene product in normal human tissues // Proc. Natl Acad. Sci. USA- 1987. - Vol. 84. - P. 7735-7738.

Thuerauf N., Fromm M.F. The role of the transporter P-glycoprotein for disposition and effects of centrally acting drugs and for the pathogenesis of CNS diseases // Eur. Arch. Psychiatry Clin. Neurosci. - 2006, Aug. -

Vol. 256. - ? 5. - P. 281-286.

Tsao N., Hsu H.P., Wu C.M. et al. Tumor necrosis factor-alpha causes an increased in blood-brain barrier permeability during sepsis // J. Med. Microbiol. - 2001. - Vol. 50. - ? 9. - P. 812-821.

Tsuji A. The blood-brain barrier and Drug Delivery to the CNS // -

Tunkela A., Scheld W.M. Pathogenesis and pathophysiology of bacterial meningitis // Ann. Rev. Med. - 1993. - Vol. 44. - P. 103-120.

Ushigome F., Takanaga H., Matsuo H. et al. Uptake mechanism of valproic acid in human placenta choriocarcinoma cell line (BeWo) // Eur. J.

Pharmacol. - 2001. - Vol. 417. - P. 169-176.

Utoguchi N., Audus K.L. Carrier-mediated transport of valproic acid in BeWo cells, a human trophoblast cell line // Int. J. Pharm. - 2000. - Vol. 195. - P. 115-124.

Ward R.M. Drug therapy of the fetus // J. Clin. Pharmacol. - 1993. -

Vol. 33. - P. 780-789.

Williams K.S., Hickey W.F. Immunology of multiple sclerosis // Clin. Neurosci. - 1994. - Vol. 2. - P. 229-245.

Wu X., Huang W., Prasad P.D. Functional characteristics and tissue distribution pattern of organic cation transporter 2 (OCT2), an organic cation/ carnitine transporter // J. Pharmacol. Exp. Ther. - 1999. - Vol. 290. -

Zhang Y., Han H., Elmquist W.F. Expression of various multi-drug resistance associated protein (MRP) homologues in brain microvessel endothelial