phkineticaФармакокинетика и ФармакодинамикаPharmacokinetics and Pharmacodynamics2587-78362686-8830ООО «Издательство ОКИ»10.37489/2587-7836-2025-3-21-29MMTWCXphkinetica-471Research ArticleМЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯMECHANISM OF ACTIONОценка препаратов рубрикатора АТХ методом хемореактомного скрининга для профилактики дефицитов магния и пиридоксинаEvaluation of ATX rubricator drugs by chemoreactome screening method for prevention of magnesium and pyridoxine deficiencieshttps://orcid.org/0000-0002-2659-7998ТоршинИ. Ю.TorshinI. Yu.

Торшин Иван Юрьевич — к.ф–м.н., к.х.н., в.н.с. 

Москва

Ivan Yu. Torshin — PhD, Cand. Sci. (Physics and Mathematics), Cand. Sci. (Chemistry), Leading researcher 

Moscow

https://orcid.org/0000-0001-6144-5781КалачеваА. Г.KalachevaA. G.

Калачева Алла Геннадьевна — к.м.н., доцент кафедры фармакологии 

Иваново

Alla G. Kalacheva — PhD, Cand. Sci. (Med.), Associate Professor of the Department of Pharmacology 

Ivanovo

https://orcid.org/0000-0002-7663-710XГромоваО. А.GromovaO. A.

Громова Ольга Алексеевна — профессор кафедры фармакологии ФГБОУ ВО Ивановский ГМУ Минздрава России; д.м.н, профессор, в.н.с. ФИЦ ИУ РАН

Иваново, Москва

Olga A. Gromova — Professor of the Department of Pharmacology FSBEI HE «Ivanovo SMU» of MOH of Russia; PhD, Dr. Sci. (Med.), Professor, Leading researcher FRC CSC RAS

Ivanovo, Moscow

unesco.gromova@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0007-2744-4268РогозинМ. А.RogozinM. A.

Рогозин Михаил Александрович — аспирант кафедры фармакологии

Иваново

Mikhail A. Rogozin — Postgraduate student of the Department of Pharmacology

Ivanovo

ФГУ «Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» РАН» (ФИЦ ИУ РАН)РоссияFederal Research Center “Computer Science and Control”, RASRussian FederationФГБОУ ВО «Ивановский государственный медицинский университет» Минздрава РоссииРоссияIvanovo State Medical University of MOH of RussiaRussian FederationФГУ «Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» РАН» (ФИЦ ИУ РАН); ФГБОУ ВО «Ивановский государственный медицинский университет» Минздрава РоссииРоссияFederal Research Center “Computer Science and Control”, RAS; Ivanovo State Medical University of MOH of RussiaRussian Federation202526122025032129Copyright © Торшин И.Ю., Калачева А.Г., Громова О.А., Рогозин М.А., 20252025Торшин И.Ю., Калачева А.Г., Громова О.А., Рогозин М.А.Torshin I.Y., Kalacheva A.G., Gromova O.A., Rogozin M.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.pharmacokinetica.ru/jour/article/view/471Актуальность

Актуальность. Лекарственные препараты могут приводить к потери организмом магния и пиридоксина (витамин В6), что ведёт к формированию побочных эффектов и ухудшает течение основного заболевания.

Цель

Цель. Оценка антимикронутриентного действия всех препаратов рубрикатора АТХ методами хемореактомного скрининга.

Материалы и методы

Материалы и методы. Методами топологического анализа данных и анализа размеченных графов проведён систематический компьютерный анализ баз данных (SIDER, FAERS, PubChem, HMDB), разработаны алгоритмы прогнозирования магнийи пиридоксин-выводящих свойств лекарств с последующим скринингом 2527 препаратов АТХ.

Результаты

Результаты. Аккуратность алгоритмов в кросс-валидации составила для дефицита магния 94–98 %, для дефицита витамина B6 — 88 %. В среднем на каждый препарат приходится 8,5±6,5 антимикронутриентных эффектов. Только 4 % препаратов не проявляли негативного воздействия на микронутриентный обмен. Дефицит пиридоксина вызывают 1701 препарат (68 % от АТХ), дефицит магния — 1064 препарата (42 %). Наибольшее негативное влияние на гомеостаз обоих микронутриентов оказывают антибиотики (J01), психотропные средства (N05, N06), противоопухолевые препараты (L01), гормоны (G03), диуретики (C03), анальгетики (N02) и противовоспалительные средства (M01).

Заключение

Заключение. Результаты хемореактомного скрининга позволят обоснованно рекомендовать сопровождение разнообразной фармакотерапии препаратами на основе пиридоксина и органических солей магния.

Relevance

Relevance. Medicines can cause the body to lose magnesium and pyridoxine (vitamin B6), which leads to the formation of side effects and worsens the course of the underlying disease.

Objective

Objective. Evaluation of the antimicronutrient effect of all drugs registered in the ATX rubricator using chemoreactome screening.

Materials and methods

Materials and methods. Using methods of topological data analysis and labeled graph analysis, a systematic computer analysis of databases (SIDER, FAERS, PubChem, HMDB) was performed, algorithms for predicting magnesium-excreting and pyridoxine-excreting properties of drugs were developed, followed by screening of 2527 ATC drugs.

Results

Results. The accuracy of the algorithms in cross-validation was 94–98 % for magnesium deficiency and 88 % for vitamin B6 deficiency. On average, each drug accounts for 8.5±6.5 antimicronutrient effects. Only 4 % of drugs did not show a negative effect on micronutrient metabolism. Pyridoxine deficiency is caused by 1701 drugs (68 % of ATC), magnesium deficiency — by 1064 drugs (42 %). The most negative impact on the homeostasis of both micronutrients is exerted by antibiotics (J01), psychotropic drugs (N05, N06), antineoplastic agents (L01), hormones (G03), diuretics (C03), analgesics (N02) and antiinflammatory drugs (M01).

Conclusion

Conclusion. The results of chemoreactome screening will allow us to reasonably recommend accompanying various pharmacotherapy with drugs based on pyridoxine and organic magnesium salts.

гипомагнеземияятрогениядефицит пиридоксинагиповитаминозбольшие данныефармакоинформатикаhypomagnesemiaiatrogenypyridoxine deficiencyhypovitaminosisbig datapharmacoinformaticsReferencesPassarelli S, Free CM, Shepon A, et al. Global estimation of dietary micronutrient inadequacies: a modelling analysis. Lancet Glob Health. 2024 Oct;12(10):e1590-e1599. doi: 10.1016/S2214-109X(24)00276-6.Passarelli S, Free CM, Shepon A, et al. Global estimation of dietary micronutrient inadequacies: a modelling analysis. Lancet Glob Health. 2024 Oct;12(10):e1590-e1599. doi: 10.1016/S2214-109X(24)00276-6.Wang X, Dou Z, Feng S, et al. Global food nutrients analysis reveals alarming gaps and daunting challenges. Nat Food. 2023 Nov;4(11):1007-1017. doi: 10.1038/s43016-023-00851-5.Wang X, Dou Z, Feng S, et al. Global food nutrients analysis reveals alarming gaps and daunting challenges. Nat Food. 2023 Nov;4(11):1007-1017. doi: 10.1038/s43016-023-00851-5.Adomako EA, Yu ASL. Magnesium Disorders: Core Curriculum 2024. Am J Kidney Dis. 2024 Jun;83(6):803-815. doi: 10.1053/j.ajkd.2023.10.017.Adomako EA, Yu ASL. Magnesium Disorders: Core Curriculum 2024. Am J Kidney Dis. 2024 Jun;83(6):803-815. doi: 10.1053/j.ajkd.2023.10.017.Shikh EV, Makhova AA, Chemeris AV, Tormyshov IA. [Iatrogenic deficits of micronutrients]. Vopr Pitan. 2021;90(4):53-63. Russian. doi: 10.33029/0042-8833-2021-90-4-53-63.Shikh EV, Makhova AA, Chemeris AV, Tormyshov IA. [Iatrogenic deficits of micronutrients]. Vopr Pitan. 2021;90(4):53-63. Russian. doi: 10.33029/0042-8833-2021-90-4-53-63.Громова О.А., Торшин И.Ю., Моисеев В.С., Сорокина М.А. О фармакологических взаимодействиях магния с антибиотиками и дефиците магния, возникающем в результате антибиотикотерапии. Терапия. 2017;11(1):135-143.Gromova OA, Torshin IYu, Moiseev VS, Sorokina MA. On the pharmacological interactions of antibiotics with magnesium and on the magnesium deficiency arising as a result of antibiotic treatment. Therapy. 2017;11(1):135-143. (In Russ.).Lameris AL, Monnens LA, Bindels RJ, Hoenderop JG. Drug-induced alterations in Mg2+ homoeostasis. Clin Sci (Lond). 2012 Jul;123(1):1-14. doi: 10.1042/CS20120045.Lameris AL, Monnens LA, Bindels RJ, Hoenderop JG. Drug-induced alterations in Mg2+ homoeostasis. Clin Sci (Lond). 2012 Jul;123(1):1-14. doi: 10.1042/CS20120045.Громова О.А., Торшин И.Ю., Калачева А.Г., Гришина Т.Р. О синергизме калия и магния в поддержании функции миокарда. Кардиология. 2016;56(3):73-80. doi: 10.18565/cardio.2016.3.73-80.Gromova OA, Torshin IYu, Kalacheva AG, Grishina TR. On synergism of potassium and magnesium in maintenance of myocardial function. Kardiologiia. 2016;56(3):73-80. (In Russ.). doi: 10.18565/cardio.2016.3.73-80.Kuhn M, Letunic I, Jensen LJ, Bork P. The SIDER database of drugs and side effects. Nucleic Acids Res. 2016 Jan 4;44(D1):D1075-9. doi: 10.1093/nar/gkv1075.Kuhn M, Letunic I, Jensen LJ, Bork P. The SIDER database of drugs and side effects. Nucleic Acids Res. 2016 Jan 4;44(D1):D1075-9. doi: 10.1093/nar/gkv1075.Торшин И.Ю., Громова О.А., Чучалин А.Г., Журавлев Ю.И. Хемореактомный скрининг воздействия фармакологических препаратов на SARS-CoV-2 и виром человека как информационная основа для принятия решений по фармакотерапии COVID-19. ФАРМАКОЭКОНОМИКА. Современная фармакоэкономика и фармакоэпидемиология. 2021;14(2):191-211. doi: 10.17749/2070-4909/farmakoekonomika.2021.078.Torshin IYu, Gromova ОА, Chuchalin АG, Zhuravlev YuI. Chemoreactome screening of pharmaceutical effects on SARS-CoV-2 and human virome to help decide on drug-based COVID-19 therapy. FARMAKOEKONOMIKA. Sovremennaya farmakoekonomika i farmakoepidemiologiya / FARMAKOEKONOMIKA. Modern Pharmacoeconomics and Pharmacoepidemiology. (In Russ.). doi: 10.17749/2070-4909/farmakoekonomika.2021.078.Bolton E, Wang Y, Thiessen PA, Bryant SH. Chapter 12 PubChem: Integrated Platform of Small Molecules and Biological Activities. Annual Reports in Computational Chemistry. 2008;4: 217-241. doi: 10.1016/S1574-1400(08)00012-1.Bolton E, Wang Y, Thiessen PA, Bryant SH. Chapter 12 PubChem: Integrated Platform of Small Molecules and Biological Activities. Annual Reports in Computational Chemistry. 2008;4: 217-241. doi: 10.1016/S1574-1400(08)00012-1.Wishart DS, Tzur D, Knox C, et al. HMDB: the Human Metabolome Database. Nucleic Acids Res. 2007 Jan;35(Database issue):D521-6. doi: 10.1093/nar/gkl923.Wishart DS, Tzur D, Knox C, et al. HMDB: the Human Metabolome Database. Nucleic Acids Res. 2007 Jan;35(Database issue):D521-6. doi: 10.1093/nar/gkl923.von Mering C, Jensen LJ, Snel B, et al. STRING: known and predicted protein-protein associations, integrated and transferred across organisms. Nucleic Acids Res. 2005 Jan 1;33(Database issue):D433-7. doi: 10.1093/nar/gki005.von Mering C, Jensen LJ, Snel B, et al. STRING: known and predicted protein-protein associations, integrated and transferred across organisms. Nucleic Acids Res. 2005 Jan 1;33(Database issue):D433-7. doi: 10.1093/nar/gki005.Torshin IYu, Rudakov KV. On the Procedures of Generation of Numerical Features over Partitions of Sets of Objects in the Problem of Predicting Numerical Target Variables. Pattern Recognit. Image Anal. 2019;29(4):654-667. doi: 10.1134/S1054661819040175.Torshin IYu, Rudakov KV. On the Procedures of Generation of Numerical Features over Partitions of Sets of Objects in the Problem of Predicting Numerical Target Variables. Pattern Recognit. Image Anal. 2019;29(4):654-667. doi: 10.1134/S1054661819040175.Torshin IYu, Rudakov KV. On the application of the combinatorial theory of solvability to the analysis of chemographs. Part 1: Fundamentals of modern chemical bonding theory and the concept of the chemograph. Pattern Recognit. Image Anal. 2014;24(1):11-23. doi: 10.1134/S1054661814010209.Torshin IYu, Rudakov KV. On the application of the combinatorial theory of solvability to the analysis of chemographs. Part 1: Fundamentals of modern chemical bonding theory and the concept of the chemograph. Pattern Recognit. Image Anal. 2014;24(1):11-23. doi: 10.1134/S1054661814010209.Torshin IYu, Rudakov KV. On the Application of the Combinatorial Theory of Solvability to the Analysis of Chemographs: Part 2. Local Completeness of Invariants of Chemographs in View of the Combinatorial Theory of Solvability. Pattern Recognit. Image Anal. 2014;24(2):196-208. doi: 10.1134/S1054661814020151.Torshin IYu, Rudakov KV. On the Application of the Combinatorial Theory of Solvability to the Analysis of Chemographs: Part 2. Local Completeness of Invariants of Chemographs in View of the Combinatorial Theory of Solvability. Pattern Recognit. Image Anal. 2014;24(2):196-208. doi: 10.1134/S1054661814020151.Torshin IYu. The study of the solvability of the genome annotation problem on sets of elementary motifs. Pattern Recognit. Image Anal. 2011;21(4):652-662. doi: 10.1134/S1054661811040171.Torshin IYu. The study of the solvability of the genome annotation problem on sets of elementary motifs. Pattern Recognit. Image Anal. 2011;21(4):652-662. doi: 10.1134/S1054661811040171.Громова О.А., Торшин И.Ю. Магний и «болезни цивилизации». Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2018. 800 с. ISBN 978-5-9704-4527-3.Gromova OA, Torshin IYu. Magnesium and "Civilization Diseases". Moscow: GEOTAR-Media, 2018. (In Russ.). ISBN 978-5-9704-4527-3.Potter E, Reyes M, Naples J, Dal Pan G. FDA Adverse Event Reporting System (FAERS) Essentials: A Guide to Understanding, Applying, and Interpreting Adverse Event Data Reported to FAERS. Clin Pharmacol Ther. 2025 Sep;118(3):567-582. doi: 10.1002/cpt.3701.Potter E, Reyes M, Naples J, Dal Pan G. FDA Adverse Event Reporting System (FAERS) Essentials: A Guide to Understanding, Applying, and Interpreting Adverse Event Data Reported to FAERS. Clin Pharmacol Ther. 2025 Sep;118(3):567-582. doi: 10.1002/cpt.3701.Копицына У.Е., Гришина Т.Р., Торшин И.Ю., и др. Сверхнизкий уровень магния в эритроцитах как значимый фактор патогенеза пограничных психических расстройств. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2015;115(11):85 96. doi: 10.17116/jnevro201511511185-96.Kopitsyna UE, Grishina TR, Torshin IIu, et al. Very low magnesium levels in red blood cells as a significant factor in the etiopathogenesis of borderline disorders. S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry. 2015;115(11):85 96. (In Russ.). doi: 10.17116/jnevro201511511185-96.Громова О.А., Торшин И.Ю., Рудаков К.В., и др. Недостаточность магния – достоверный фактор риска коморбидных состояний: результаты крупномасштабного скрининга магниевого статуса в регионах России. Фарматека. 2013;6(259):116-129.Gromova OA, Torshin IYu, Rudakov KV, et al. Magnesium deficiency is a reliable risk factor of comorbid conditions: results of a large-scale screening of magnesium status in regions of Russia. Pharmatheca. 2013;6(259):116-129. (In Russ.).Wade RL, Chaudhari P, Natoli JL, et al. Nephrotoxicity and other adverse events among inpatients receiving liposomal amphotericin B or amphotericin B lipid complex. Diagn Microbiol Infect Dis. 2013 Jul;76(3):361-7. doi: 10.1016/j.diagmicrobio.2013.04.001.Wade RL, Chaudhari P, Natoli JL, et al. Nephrotoxicity and other adverse events among inpatients receiving liposomal amphotericin B or amphotericin B lipid complex. Diagn Microbiol Infect Dis. 2013 Jul;76(3):361-7. doi: 10.1016/j.diagmicrobio.2013.04.001.Abo-Salem E, Fowler JC, Attari M, et al. Antibiotic-induced cardiac arrhythmias. Cardiovasc Ther. 2014 Feb;32(1):19-25. doi: 10.1111/1755-5922.12054.Abo-Salem E, Fowler JC, Attari M, et al. Antibiotic-induced cardiac arrhythmias. Cardiovasc Ther. 2014 Feb;32(1):19-25. doi: 10.1111/1755-5922.12054.Kes P, Reiner Z. Symptomatic hypomagnesemia associated with gentamicin therapy. Magnes Trace Elem. 1990;9(1):54-60.Kes P, Reiner Z. Symptomatic hypomagnesemia associated with gentamicin therapy. Magnes Trace Elem. 1990;9(1):54-60.Liamis G, Hoorn EJ, Florentin M, Milionis H. An overview of diagnosis and management of drug-induced hypomagnesemia. Pharmacol Res Perspect. 2021 Aug;9(4):e00829. doi: 10.1002/prp2.829.Liamis G, Hoorn EJ, Florentin M, Milionis H. An overview of diagnosis and management of drug-induced hypomagnesemia. Pharmacol Res Perspect. 2021 Aug;9(4):e00829. doi: 10.1002/prp2.829.von Vigier RO, Truttmann AC, Zindler-Schmocker K, et al. Aminoglycosides and renal magnesium homeostasis in humans. Nephrol Dial Transplant. 2000 Jun;15(6):822-6. doi: 10.1093/ndt/15.6.822.von Vigier RO, Truttmann AC, Zindler-Schmocker K, et al. Aminoglycosides and renal magnesium homeostasis in humans. Nephrol Dial Transplant. 2000 Jun;15(6):822-6. doi: 10.1093/ndt/15.6.822.Stahlmann R, Lode H. Safety considerations of fluoroquinolones in the elderly: an update. Drugs Aging. 2010 Mar 1;27(3):193-209. doi: 10.2165/11531490-000000000-00000.Stahlmann R, Lode H. Safety considerations of fluoroquinolones in the elderly: an update. Drugs Aging. 2010 Mar 1;27(3):193-209. doi: 10.2165/11531490-000000000-00000.Khow KS, Lau SY, Li JY, Yong TY. Diuretic-associated electrolyte disorders in the elderly: risk factors, impact, management and prevention. Curr Drug Saf. 2014 Mar;9(1):2-15. doi: 10.2174/1574886308666140109112730.Khow KS, Lau SY, Li JY, Yong TY. Diuretic-associated electrolyte disorders in the elderly: risk factors, impact, management and prevention. Curr Drug Saf. 2014 Mar;9(1):2-15. doi: 10.2174/1574886308666140109112730.Громова О.А., Гришина Т.Р., Торшин И.Ю., и др. Прием диуретиков провоцирует дефицит магния: тактика коррекции. Терапия. 2017;2(12):122-33.Gromova OA, Grishina TR, Torshin IYu, et al. Diuretics induce magnesium deficiency: tactics of correction. Therapy. 2017;2(12):122-33. (In Russ.).Rosner MH, Ha N, Palmer BF, Perazella MA. Acquired Disorders of Hypomagnesemia. Mayo Clin Proc. 2023 Apr;98(4):581-596. doi: 10.1016/j.mayocp.2022.12.002.Rosner MH, Ha N, Palmer BF, Perazella MA. Acquired Disorders of Hypomagnesemia. Mayo Clin Proc. 2023 Apr;98(4):581-596. doi: 10.1016/j.mayocp.2022.12.002.Громова О.А., Торшин И.Ю., Лиманова О.А., и др. Сравнительное исследование доказательной базы эффективности и безопасности применения пероральной и трансдермальной форм заместительной гормональной терапии эстрогенами у женщин в различные возрастные периоды. Проблемы репродукции. 2013;(6):86 96.Gromova OA, Torshin IYu, Limanova OA, et al. The comparative study of evidence based data concerning efficacy and safety of oral and transdermal estrogen replacement therapy in women of different age. Russian Journal of Human Reproduction. 2013;(6):86 96. (In Russ.).Lidegaard O. Oral contraception and risk of a cerebral thromboembolic attack: results of a case-control study. BMJ. 1993 Apr 10;306(6883):956-63. doi: 10.1136/bmj.306.6883.956.Lidegaard O. Oral contraception and risk of a cerebral thromboembolic attack: results of a case-control study. BMJ. 1993 Apr 10;306(6883):956-63. doi: 10.1136/bmj.306.6883.956.Morris MS, Picciano MF, Jacques PF, Selhub J. Plasma pyridoxal 5'-phosphate in the US population: the National Health and Nutrition Examination Survey, 2003-2004. Am J Clin Nutr. 2008 May;87(5):1446-54. doi: 10.1093/ajcn/87.5.1446.Morris MS, Picciano MF, Jacques PF, Selhub J. Plasma pyridoxal 5'-phosphate in the US population: the National Health and Nutrition Examination Survey, 2003-2004. Am J Clin Nutr. 2008 May;87(5):1446-54. doi: 10.1093/ajcn/87.5.1446.Громова О.А., Торшин И.Ю., Коденцова В.М. Пищевые продукты: содержание и усвоение магния. Терапия. 2016;2(5):87-96. EDN: XCFZUJ.Gromova OA, Torshin IYu, Kodentsova VM. Foods: Magnesium content and uptake. Therapy. 2016;2(5):87-96. (In Russ.). EDN: XCFZUJ.Лебедев В.А., Пашков В.М., Буданов П.В. Клиническое значение дефицита магния у женщин с предменструальным синдромом. Вопр. гинекол., акуш. и перинатол. 2008;7(1): 77-82.Lebedev VA, Pashkov VM, Budanov PV. Klinicheskoe znachenie defitsita magniia u zhenshchin s predmenstrual'nym sindromom. Vopr. ginekol., akush. i perinatol. 2008;7(1):77-82. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.