Preview

Фармакокинетика и Фармакодинамика

Расширенный поиск

N-ацетилцистеин: фармакокинетические параметры и влияние на концентрацию эндогенных аминотиолов

Полный текст:

Аннотация

Исследовали фармакокинетические параметры N-ацетилцистеина при однократном пероральном и в/в введении у здоровых добровольцев. Период полувыведения (t1/2) в пределах 2 ч, максимальная концентрация в крови (Cmax) через 1 ч после введения была более чем в 10 раз выше при в/в введении по сравнению с пероральным. Также изучено влияние курсового в/в введения N-ацетилцистеина (1 200 мг/сут в течение одной недели) на концентрацию эндогенных аминотиолов у пациентов с заболеваниями, сопровождающимися оксидативным стрессом (ишемический инсульт и сосудистые осложнения сахарного диабета). На примере ишемического инсульта показано, что концентрация цистеина в плазме возрастала в 1,6 раза, а уровень гомоцистеина не менялся, как и соотношение восстановленного и окисленного цистеина (CysSH/CysSSCys). Содержание общего и свободного глутатиона в эритроцитах достоверно не менялось, зато значительно возрастал коэффициент GSH/GSSG, характеризующий антиоксидантный потенциал клеток. Таким образом, включение в схемы терапии N-ацетилцистеина указанных заболеваний сопровождается более благоприятным клиническим исходом за счёт значительного увеличения антиоксидантного потенциала клеток и тканей.

Для цитирования:


Дутов А.А., Никитин Д.А., Лукьянова Ю.Л., Шемякина Н.А., Ермолина А.В., Мищенко М.Н. N-ацетилцистеин: фармакокинетические параметры и влияние на концентрацию эндогенных аминотиолов. Фармакокинетика и Фармакодинамика. 2016;(2):26-30.

For citation:


Dutov A.A., Nikitin D.A., Lukianova J.L., Shemyakina N.A., Ermolina A.V., Mishchenko M.N. N-acetylcysteine: pharmacokinetic parameters and the effect on the concentration of endogenous aminothiols. Pharmacokinetics and Pharmacodynamics. 2016;(2):26-30. (In Russ.)

Введение 

N-ацетилцистеин известен в основном как муколитическое средство. Кроме того, его используют при интоксикации ацетаминофеном, он оказывает цитопротекторное действие при химиотерапии онкологических заболеваний и предупреждает развитие нефропатии в результате использования рентгеноконтрастных средств [1]. Сульфгидрильная группа (SH) N-ацетилцистеина ответственна за его метаболическую активность, ацетильная группа делает молекулу более устойчивой к окислению и деструкции пищеварительными ферментами [2]. N-ацетилцистеин чаще рассматривают как пролекарство глутатиона [3], который в клетках и/или в плазме деацетилируется, превращаясь в L-цистеин (рис. 1), который в свою очередь идёт на построение глутатиона [2, 4].

Глутатион (y-L-glutamyl-L-cysteinylglycine, GSH), эндогенный трипептид, защищает клетки от свободных радикалов и химически активных молекул пероксидов, тем самым образуя одну из мощных систем антиоксидантной защиты [3, 5, 6].

Проведено большое количество исследований по фармакокинетике ацетилцистеина, результаты отличаются значительной вариабельностью. Так, один из важнейших показателей — период полувыведения (t1/2) составляет: 1,95 ч [7], 2,27 ч [8], 2,7 ± 0,3 ч [9], 3,7 ± 0,8 ч [1], 3,68±1,84 ч. [10]. В некоторых источниках приводят ещё большие цифры: 5,5 ч — у взрослых и 11 ч — у новорожденных (www.slideshare.net/ trennette/n-acetylcysteine).

С учётом этих обстоятельств, мы провели серию экспериментов для уточнения фармакокинетических параметров N-ацетилцистеина, а также оценили уровни эндогенных аминотиолов (цистеин, гомоцистеин, восстановленный глутатион) после приёма N-ацетилцистеина.

Методы исследования

Исследования авторы (3 из 7) проводили на себе, а также на здоровых добровольцах после подписания информированного согласия. Кровь отбирали в вакутайнеры с ЭДТА, плазму использовали для анализа аминотиолов и N-ацетилцистеина, эритроциты отмывали физиологическим раствором и затем отбирали для анализа глутатиона. Содержание аминотиолов определяли до приёма N-ацетилцистеина (Sandoz®), а затем через 1, 2 и 4 ч после приёма 600 и 1 200 мг препарата. В клинических испытаниях с информированного согласия пациентов и одобрения локального Этического комитета Академии использовали в/в введение N-ацетилцистеина (флуимуцил, Zambon®, Италия) в дозе 1 200 мг один раз в сутки, в течение одной недели пациентам с ишемическим инсультом и осложнениями сахарного диабета. Определение аминотиолов в плазме и глутатиона в эритроцитах проводили по ранее разработанным методам методом ВЭЖХ[11].

Результаты и обсуждение

Фармакокинетические параметры

Расчёт фармакокинетических параметров N-ацетилцистеина осуществляли с помощью программы ClinPharmCalc собственной разработки (модель без всасывания) (табл. 1), созданной на основе математических формул из известного руководства [12].

Таким образом, среднее значение t1/2 составляет менее 2 ч. Максимальная концентрация (Сmax) N- ацетилцистеина через 1 ч после его приёма в дозах 600 и 1 200 мг per os составила 1,8 мкг/мл и 2,7 мкг/мл, соответственно. Поскольку при приёме per os биодоступность N-ацетилцистеина низкая и не превышает 10% за счёт пресистемного метаболизма [7, 8, 13], исследовали фармакокинетические параметры после в/в введения N-ацетилцистеина (табл. 2).

Среднее значение t1/2 также было в пределах 2 ч, что в основном соответствует данным литературы и не зависит от способа введения. Максимальная концентрация (Cmax) N-ацетилцистеина через 1 ч после его в/в введения в дозах 600 и 1 200 мг составила 30 и 25 мкг/мл, соответственно. Концентрация N-ацетилцистеина в крови при в/в введении более чем в 10 раз выше по сравнению с приёмом per os.

Влияние на концентрацию аминотиолов в плазме и глутатиона в эритроцитах

Пероральное введение. Измерение уровня аминотиолов в плазме после однократного приёма 600 и 1 200 мг N-ацетилцистеина per os здоровыми добровольцами, не выявило достоверных изменений концентраций цистеина, глутатиона и гомоцистеина в плазме спустя 1, 2 и 4 ч. Данные литературы по этому поводу неоднозначны. Так, при однократном приёме 600 мг N-ацетилцистеина per os, через 1 ч концентрация цистеина в плазме возрастала почти в 2 раза [14]. По другим источникам, уровни общего цистеина и общего глутатиона плазмы не возрастают после приёма 30 мг/кг N-ацетилцистеина per os здоровыми добровольцами [15], хотя приём N-ацетилцистеина per os в меньших дозах (10 мг/кг) может сопровождаться возрастанием концентрации как самого N-ацетилцистеина, что вполне естественно, так и цистеина [4, 14]. У здоровых добровольцев концентрация цистеина в плазме возрастала на 1-й и 5-й дни после перорального приёма 600 мг препарата трижды в день, тогда как у пациентов с хроническими обструктивными заболеваниями лёгких, это повышение наблюдалось только на 5-й день [16].

Поскольку N-ацетилцистеин является предшественником внутриклеточного глутатиона (см. рис. 1), представлялось интересным оценить уровень последнего в эритроцитах после однократного приёма 600 (n = 5) и 1 200 мг (n = 2) N-ацетилцистеина per os теми же добровольцами (рис. 2).

Таким образом, однократный приём N-ацетил-цистеина в дозах 600 и 1 200 мг не оказывает влияния на концентрацию аминотиолов в плазме и вызывает кратковременное повышение концентрации глутатиона в эритроцитах, которая через 4 ч возвращается к исходному уровню.

Внутривенное введение. На следующем этапе исследовали влияние курсового в/в введения N-ацетилцистеина в дозе 1 200 мг/сут в течение 1 недели на концентрацию аминотиолов у пациентов с ишемическим инсультом и сосудистыми осложнениями сахарного диабета.

В плазме преобладающим аминотиолом является цистеин (Cys). Существует свободный (free) и общий (total) цистеин (свободный + восстановленный из дисульфидов). Коэффициент CysSH/CysSSCys, т. е. соотношение восстановленного и окисленного цистеина, может служить индикатором антиоксидантной способности плазмы [17]. Такое курсовое в/в введение N-ацетилцистеина пациентам с ишемическим инсультом и сосудистыми осложнениями сахарного диабета, получающих обычное лечение, выявило достоверное повышения уровня цистеина — преобладающего аминотиола плазмы. Это хорошо видно на примере ишемического инсульта, когда концентрация цистеина возрастала в 1,6 раза (табл. 3).

В то же время коэффициент CysSH/GysSSCys практически не изменялся. При стандартном лечении уровень цистеина плазмы не менялся, а коэффициент CysSH/GysSSCys достоверно возрастал. Другой аминотиол плазмы — гомоцистеин — на фоне терапии N-ацетилцистеином достоверно не менялся. Аналогичные результаты получены у пациентов с сосудистыми осложнениями диабета. Ограниченные литературные источники свидетельствуют, что при курсовом применении N-ацетилцистеина — 600 мг/сут в течение 15 дней — обнаруживается снижение уровня гомоцистеина, но не цистеина и глутатиона, как у здоровых испытуемых, так и у пациентов с почечной недостаточностью [1]. Однозначно интерпретировать полученные данные пока не представляется возможным. Вероятно, это связано с тем, что в присутствии N-ацетилцистеина, образующийся из него цистеин, более активно проникает в клетку, участвуя в процессе биосинтеза глутатиона. В пользу этого предположения могут свидетельствовать данные по содержанию глутатиона в эритроцитах (табл. 4).

Содержание общего и свободного глутатиона в эритроцитах достоверно не менялось, зато значительно возрастал коэффициент GSH/GSSG, т. е. соотношение восстановленного и окисленного глутатиона за счёт увеличения восстановленного глутатиона (GSH). Именно GSH обеспечивает антиоксидантную защиту клеток и тканей [2, 5, 6, 17]. Ишемический инсульт и сосудистые осложнения сахарного диабета сопровождаются развитием оксидативного стресса разной интенсивности, хотя в обзорных работах [5, 6] приводятся сведения, в основном касающиеся ВИЧ, онкологических заболеваний, паркинсонизма, заболеваний печени, муковисцедоза и возрастной патологии. Тем не менее, есть сведения, что глутатион вовлекается в патогенез сахарного диабета [18, 19] и экспериментальные приводятся данные о нейропротекторных свойствах глутатиона и его менее полярных производных при церебральной ишемии [20, 21]. По нашим данным, коэффициент GSH/ GSSG под влиянием терапии N-ацетилцистеином возрастал с 4,8 до 30,5 при ишемическом инсульте, с 10,2 до 34,2 — при диабетической ретинопатии и с 6,0 до 20,0 — при диабетической ангиопатии сосудов нижних конечностей. Это сопровождалось клиническим улучшением: при ишемическом инсульте более быстро и качественно регрессировали моторный дефицит и речевые нарушения, при диабетической ретинопатии повысилась острота зрения, а по результатам оптической когерентной томографии макулярный отёк уменьшился у 4 из 6 пациентов, у больных с диабетической ангиопатией сосудов нижних конечностей, 2-я фаза раневого процесса характеризовалась более ранним появлением грануляций.

Таким образом, включение в схемы терапии N-ацетилцистеина при ишемическом инсульте и сосудистых осложнениях сахарного диабета, сопровождалось более благоприятным клиническим исходом за счёт значительного увеличения антиоксидантного потенциала клеток и тканей.

Список литературы

1. Nolin T.D., Ouseph R., Himmelfarb J., McMenamin M.E. and Ward R.A. Multiple-Dose Pharmacokinetics and Pharmacodynamics of N-Acetylcysteine in Patients with End-Stage Renal Disease. Clin J Am. Soc Nephrol. 2010; 5: 1588-1594.

2. Kelly G.S. Clinical Applications of N-acetylcysteine. Alt Med Rev. 1998; 3 (2): 114-127.

3. Cacciatore I., Cornacchia C., Pinnen F., Mollica A and Di Stefano A. Prodrug Approach for Increasing Cellular Glutathione Levels (review). Molecules. 2010; 15: 1242-1264.

4. De Caro L., Ghizzi A., Costa R., Longo A., Ventresca Lodola E. Pharmacokinetics and bioavailability of oral acetylcysteine in healthy volunteers. Arzneim Forsch Drug Res. 1989; 39: 382-386.

5. Wu G., Fang Y.-Z., Yang S., Lupton J.R. and Turner N.D. Glutathione Metabolism and Its Implications for Health (review). J. Nutr. 2004; 134: 489-492.

6. Townsend D.M., Tew K.D., Tapiero H. The importance of glutathione in human disease. Biomedicine & Pharmacotherapy. 2003; 57: 145-155.

7. Olsson B., Johansson M., Gabrielsson J., Bolme P. Pharmacokinetics and bioavailability of reduced and oxidized N-acetylcysteine. Eur J Clin Pharmacol. 1988; 34 (1): 77-82.

8. Borgstrom L., Kagedal B., Paulsen O. Pharmacokinetics of N-acetylcysteine in man. Eur J Clin Pharmacol. 1986; 31 (2): 217-222.

9. Jones A.L., Jarvie D. R., Simpson D., Hayes P.C. and Prescott L. F. Pharmacokinetics of N-acetylcysteine are altered in patients with chronic liver disease. Aliment Pharmacol Ther. 1997; 11: 787-791.

10. Hong S-Y, Gil H-W, Yang J-O, Lee E-Y, Kim H-K, Kim S-Het al. Effect of High-Dose Intravenous N-acetylcysteine on the Concentration of Plasma Sulfur-Containing Amino Acids. The Korean Journal of Internal Medicine. 2005; 20: 217-223.

11. Дутов А.А. Биомедицинская хроматография. М.: Гэотар-медиа, 2016; 312.

12. Сергиенко В.И., Джеллифф Р., Бондарева И.Б. Прикладная фармакокинетика: основные положения и клиническое применение. М.: Издательство РАМН, 2003; 208.

13. Holdiness M.R. Clinical pharmacokinetics of N-acetylcysteine. Clin Pharmacokinet. 1991; 20 (2): 123-134.

14. Tsikas D., Sandmann J., Ikic M., Fauler J., Stichtenoth D. O., Frölich J.C. Analysis of cysteine and N-acetylcysteine in human plasma by high-performance liquid chromatography at the basal state and after oral administration of N-acetylcysteine. Journal of Chromatography B. 1988; 708: 55-60.

15. Burgunder J.M., Varriale A., and Lauterburg B.H. Effect of N-acetylcysteine on plasma cysteine and glutathione following paracetamol administration. Eur J Clin Pharmacol. 1989; 36: 127-131.

16. Bridgeman M.E., Marsden M., Selby C., Morrison D., MacNee W. Effect of N-acetyl cysteine on the concentrations of thiols in plasma, bronchoalveolar lavage fluid, and lung tissue. Thorax. 1994; 49: 670-675.

17. Jones D.P. Redox potential of GSH/GSSG couple: assay and biological significance. Methods Enzymol. 2002; 348: 93-112.

18. Lomaestro, B.M., Malone M. Glutathione in health and disease: pharmacotherapeutic issues. Annals Pharmacother. 1995; 29: 1263-1273.

19. Samiec P.S., Drews-Botsch C., Flagg E.W., Kurtz J.C., Sternberg P., Reed R.L., Jones D.P. Glutathione in human plasma: decline in association with aging, age-related macular degeneration, and diabetes. Free Radic Biol Med. 1998; 24: 699-704.

20. Anderson M.E., Nilsson M., Eriksson P.S., Sims N.R. Glutathione monoethyl ester provides neuroprotection in a rat model of stroke. Neurosci Lett. 2004; 354: 163-165,

21. Anderson M.E., Nilsson M., Sims N.R. Glutathione monoethyl ester prevent mitochondrial glutathione depletion during focal cerebral ischemia. Neurochem Int. 2004; 44: 153-159.


Об авторах

А. А. Дутов
ФГБОУ ВО Читинская государственная медицинская академия
Россия


Д. А. Никитин
ФГБОУ ВПО Забайкальский государственный университет
Россия


Ю. Л. Лукьянова
ГУЗ Городская клиническая больница № 1
Россия


Н. А. Шемякина
ФГБОУ ВО Читинская государственная медицинская академия
Россия


А. В. Ермолина
НУЗ «Дорожная клиническая больница на ст. Чита-2 ОАО «РЖД»
Россия


М. Н. Мищенко
ФГБОУ ВО Читинская государственная медицинская академия
Россия


Для цитирования:


Дутов А.А., Никитин Д.А., Лукьянова Ю.Л., Шемякина Н.А., Ермолина А.В., Мищенко М.Н. N-ацетилцистеин: фармакокинетические параметры и влияние на концентрацию эндогенных аминотиолов. Фармакокинетика и Фармакодинамика. 2016;(2):26-30.

For citation:


Dutov A.A., Nikitin D.A., Lukianova J.L., Shemyakina N.A., Ermolina A.V., Mishchenko M.N. N-acetylcysteine: pharmacokinetic parameters and the effect on the concentration of endogenous aminothiols. Pharmacokinetics and Pharmacodynamics. 2016;(2):26-30. (In Russ.)

Просмотров: 43


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2587-7836 (Print)
ISSN 2686-8830 (Online)