Фармакокинетические и клинические эффекты Медитина 1% у лошадей

В.Н. Денисенко

профессор, доктор ветеринарных наук, кафедра диагностики болезней и терапии животных 

Московская государственная академия 

ветеринарной медицины и биотехнологии 

109472, Москва, ул. Академика Скрябина, 23

Е.Н. Канапелько 

ветеринарный врач, руководитель отдела регистрации и сертификации ООО «АПИ-САН», 7 (495) 580-77-13, доб. 1193, электронная почта: e_talalaeva@apicenna.ru, 143985 Московская обл., г. Балашиха, Полтевское шоссе, владение 4, адрес для корреспонденции: 143980, Московская обл., г. Железнодорожный, ул. Пролетарская, д.2, а/я 599

П.В. Климов

ветеринарный врач, руководитель отдела контроля качества ООО «АПИ-САН», 7 (495) 580-77-13, доб. 1017, электронная почта: p.klimov@mail.ru.

Pharmacokinetics effects of Meditin 1% in horses

V.N. Denisenko

PhD, DVM, department of disease diagnosis and treatment of animals

Moscow State Academy

Veterinary Medicine and Biotechnology

109472, Moscow, st. Academician Scriabin, 23

E.N. Kanapelko

veterinary doctor, head of the registration and certification department of API-SAN LLC, 7 (495) 580-77-13, ext. 1193, e-mail: e_talalaeva@apicenna.ru, 143985 Moscow Region, Balashikha, Poltavskoe highway, possession 4, address for correspondence: 143980, Moscow Region, Zheleznodorozhny, st. Proletarskaya, 2, 599

P.N. Klimov

veterinary doctor, head of Quality Control Department of API-SAN LLC, 7 (495) 580-77-13, ext. 1193, e-mail: p.klimov@mail.ru

Аннотация

Разнообразные клинические, фармакокинетические и фармакодинамические эффекты агонистов альфа2-адренорецепторов хорошо изучены у мелких домашних животных и в гораздо меньшей степени у лошадей. Среди агонистов альфа2-адренорецепторов наиболее перспективно изучение медетомидина и дексмедетомидина. В связи с этим была проведена работа по изучению фармакокинетического профиля Медитина 1%, содержащего 10 мг медетомидина на лошадях. Определение концентрации медетомидина в сыворотке крови лошадей по методу высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием с применением внутреннего стандарта (IS) детомидина позволило вывить выраженную индивидуальную вариабельность вещества. В ходе исследования была установлена максимальная концентрация медетомидина - 13 нг/мл через час после введения. Значение среднего времени удержания медетомидина в системном кровотоке составило 2,5 часа. Была определена положительная корреляция фармакокинетических и клинических эффектов медетомидина при внутримышечном введении лошадям.

Ключевые слова: медетомидин, лошади, фармакокинетические эффекты, ВЭЖХ, масс-спектрометрия

Abstract

Different clinical pharmacokinetics and pharmacodynamics effects of alpha2-adrenoreceptor agonists are well understood in small domestic animals and to a much lesser extent in horses. The study of medetomidine and dexmedetomidine is the most promising among agonists of alpha2-adrenoreceptors in connection with the work was carried out to study the pharmacokinetic profile of Meditin 1%, containing 10 mg of medetomidine on horses. Determination of the concentration of medetomidine in the blood of horses by the method of high-performance liquid chromatography with mass-spectrometric detection using the internal standard (IS) of detomidine allowed to produce a pronounced individual variability. In the course of the study, the maximum concentration of medetomidine was 13 ng / ml, one hour after administration. The mean retention time of medetomidine in the systemic circulation was 2.5 hours. The positive correlation was found between pharmacokinetic effects and clinical effects after medetomidine IM administration in horses.

Keywords: medetomidine, horses, pharmacokinetic effects, HPLC, mass spectrometry

Введение

В практике ветеринарной медицины широко используются агонисты альфа2-адренорецепторов, которые зарегистрированы под различными торговыми наименованиями. Среди препаратов данной группы известны – ксилазин, детомидин, медетомидин, дексмедетомидин, отличающиеся друг от друга длительностью действия, а также специфичностью (афинностью) и избирательностью действий по отношению к альфа2-адренорецепторам. Афинность рецепторов к альфа2-агонистам у животных варьирует в широких пределах в зависимости от их видовой принадлежности. Так, например, крупный рогатый скот в 10 раз более чувствителен к ксилазину, по сравнению с лошадьми и собаками, но имеет такую же чувствительность к медетомидину как и собаки, и почти одинаковую или даже меньшую чувствительность к детомидину по сравнению с лошадьми [8-10]. Различные клинические эффекты агонистов альфа2-адренорецепторов хорошо описаны на примере мелких домашних животных [4,7]. Классическими побочными эффектами препаратов данной группы являются: брадикардия, аритмия, снижение сердечного выброса. Сердечно-легочные эффекты после внутривенного введения медетомидина в дозе 3,5 и 5 мкг / кг были изучены у 9 лошадей и пони. При этом минимальную сердечно-легочную депрессию отмечали при внутривенной инфузии 3,5 мкг / кг медетомидина [1,2]. Сравнительное изучение сердечно-сосудистых эффектов медетомидина, детомидина и ксилазина на 15 лошадях показало, что все три препарата оказывают негативные эффекты на параметры сердечно-сосудистой деятельности организма животных (атрио-желудочковая блокада, снижение сердечного индекса (CI), ударного объема (SV), снижение артериального давления), у лошадей, которым вводили различные дозы медетомидина от 3 до 10 мкг / кг выявляли дозазависимую сердечно-сосудистую депрессию, однако по сравнению с детомидином она была менее продолжительной [11]. Дозазависимый эффект медетомидина также отмечали в исследованиях на овцах, пони и лошадях при внутривенном введении от 5 до 20 мкг / кг [3]

В другом исследовании была отмечена положительная корреляция поведенческих (опускание головы, ответ на внешний раздражитель) и физиологических эффектов (сердечно-сосудистые эффекты) с фармакокинетическими профилями концентраций медетомидина в плазме крови животных [5].

В связи с этим, целью наших исследований было выявить корреляцию фармакокинетических и клинических эффектов медетомидина на примере препарата Медитин 1% на лошадях при внутримышечном введении. В ходе исследования были поставлены следующие задачи: подобрать наиболее точный метод определения медетомедина в плазме крови, а также выбрать модель для подсчета и определения фармакокинетических параметров. На основании полученных фармакокинетических профилей дать оценку клиническим эффектам Медитина 1% при введении лошадям.

Методика и материалы

Работа была выполнена на кафедре диагностики болезней и терапии животных МГАВМиБ им. К.И. Скрябина, совместно с лабораторией хроматографии ГНЦ ФУГП НИИ «Антибиотиков» на 8 лошадях, (4-х кобылах и 4-х меринах) 7-8 летнего возраста буденовской породы массой 380-400 кг.

Животные содержались в теплой конюшне в отдельных денниках, лошадей ежедневно использовали для верховой езды в течение 1,5 часов. Суточный рацион животных включает 6 кг. сена, 8 кг овса, 0,5кг отрубей и витаминно-минеральный премикс. Кормление животных 3-кратное. Перед проведением исследования животные были карантинированы в течение 10 суток и подвергнуты клиническому осмотру с термометрией. В качестве препарата альфа2-агониста был использован Мидитин 1% серии 74101113, разработанный ООО НПО «Апи-Сан». В качестве действующего вещества препарат содержит 10 мг медетомидина в 1 мл раствора для инъекций, а также вспомогательные вещества. Перед введением препарата лошадей фиксировали на растяжках и укрывали попонами. Препарат вводили опытной группе (n=6) внутримышечно в среднюю часть шеи в дозе 1 мл на 100 кг массы животного (или 10 мг медетомидина на 100 кг массы животного по действующему веществу). Контрольной группе животных (n=2) внутримышечно вводили физраствор в эквивалентном количестве. После введения препарата за лошадьми вели наблюдения, отмечая общее клиническое состояние животного и побочные эффекты.

Для изучения фармакокинетических эффектов препарата у опытных и контрольных животных отбирали венозную кровь в объеме 8-10 мл в маркированные сухие, одноразовые пробирки, используя с этой целью подшитые внутривенные катетеры размером 21G. Для предотвращения свертывания крови в катетеры ставили гепариновый «замок».

Временные точки отбора проб венозной крови представлены в таблице 1.

Сыворотку крови испытуемых животных получали путем нагрева проб крови при 370С с последующим центрифугированием. Полученную сыворотку замораживали при температуре -220С до проведения анализа. 

Определение концентрации медетомидина в сыворотке крови лошадей проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием [5,6]. В работе использовали стандарт медетомидина (производитель: Suzhou lixin Pharmaseutical Co.,Ltd), в качестве внутреннего стандарта использовали детомедин (производитель: Pfizer Animal Health, США).

Для определения использовали хроматограф «Dionex Ultimate 3000», (Thermo Scientific, США) с тройным квадрупольным масс-спектрометрическим детектором «TSQ Quantum Access MAX» (Thermo Scientific, США). 

Условия хроматографирования

• Колонка: Phenomenex C18(2), 3 мкм, 100A, 75 × 2 мм;
• Скорость потока: 150 мкл/мин;
• Объем вводимой пробы: 5 мкл;
• Время удерживания детомидина: 3,0 мин;
• Время удерживания медетомедина:4,3 мин;
• Время анализа: 6,0 мин; 
• Время поступления элюата в детектор: с 2,75 по 3,35 мин – детомидин, с 3,9 по 5, 1 мин - медетомидин;
• Режим элюирования:     изократический;
• Подвижная фаза: 0,1% раствор муравьиной кислоты в смеси ацетонитрил – вода (22 : 78).

Концентрацию медетомидина гидрохлорида в испытуемых образцах рассчитывали методом внутреннего стандарта (детомидина) с использованием программного обеспечения «Xcalibur 2.2» (Thermo Scientific, США). Калибровочные кривые строили на основании результатов анализа проб сыворотки крови, к которым были добавлены известные количества детомидина гидрохлорида и медетомидина гидрохлорида.

Подготовку проб сыворотки крови проводили следующим образом: к 200 мкл пробы сыворотки добавляли 400 мкл 1,8 % раствора уксусной кислоты в ацетонитриле и перемешивали в течение 2 минут. Полученные смеси центрифугировали при 13000 об/мин в течение 5 минут. По 200 мкл супернатантов помещали в пробирки типа Эппендорф, добавляли по 345 мкл 0,1 % раствора муравьиной кислоты в воде, встряхивали в течение 2 минут и центрифугировали при 13000 об/мин в течение 5 минут. Надосадочные растворы анализировали методом ВЭЖХ. По результатам анализа стандартных растворов медетомидина и стандартного раствора внутреннего стандарта детомидина в сыворотке крови лошадей строили калибровочный график.

Результаты исследования

Спустя 5-7 минут после введения препарата у испытуемых животных отмечали следующие клинические эффекты: ослабление сердечного толчка, снижение частоты дыхательных движений, седативный эффект проявлялся общей апатией, замедленной реакцией на раздражение, гипотонусом, отвисанием нижней губы и выпадением пениса через 10 - 15 минут после введения Медитина 1%. Через 25-30 минут - все животные уснули в стоячем положении с низко опущенными головами. Кожный и кашлевой рефлексы были сохранены, при громком звуковом или механическом раздражении животные на короткое время выходили из состояния сна.

Период выхода из состояния седации у животных отмечался через 6-7 часов после введения препарата и характеризовался равномерным течением: появление реакции на пороговые раздражители, проявление пищевого поискового рефлекса. После проводки лошадей через 8-9 часов наблюдения основные признаки седативного действия исчезли. 

Во время сна у 3 лошадей отмечено выделение пенистой жидкости из носовых отверстий. В период 5 - 7 часов исследования у всех животных отмечен отек нижней губы, лицевой части головы и слизистой оболочки носовых ходов. Через 24 часа после введения Медитина 1% все клинические эффекты им обусловленные нивелировались.

При изучении результатов анализа фармакокинетических данных была построена калибровочная кривая (Рис. 1).

Рис. 2 Хроматограмма пробы сыворотки крови без добавления препарата и внутреннего стандарта (IS).

Рис. 3 Хроматограмма раствора IS детомидина в подвижной фазе, 100 нг/мл.

Рис. 4 Хроматограмма раствора детомидина и медетомидина (по 10 нг/мл) в подвижной фазе. 

Рис. 5 Хроматограмма пробы сыворотки крови после добавления препарата и IS (по 10 нг/мл).

Значения концентpации медетомидина в плазме кpови животных, которым вводили препарат Медитин 1%, пpиведены в таблице 2 и на рисунке 6. После введения медетомидин обнаруживался в пробах крови животных на протяжении всего времени наблюдения – 8 ч. Как видно на рисунке 7, форма фармакокинетического профиля у животных была неодинаковой. Так, у лошадей № 1 и №6 профиль характеризовался наличием двух максимумов, тогда как у остальных животных подобного не наблюдалось. Времена достижения первого максимума находились в диапазоне от 6 мин (лошадь №6) до 1 час (лошадь №2) по таблице 2. Существенно различались и уровни концентрации препарата. Так, значения максимальной концентрации медетомидина составляли от 5,4 (лошадь №1) до 49 (лошадь №5) нг/мл. Коэффициент вариации для значений концентрации, отмеченных через 2, 8, 15 мин и 1 час после введения препарата был близок к 180, 100, 100 и 100%, соответственно (таблица 2). Это свидетельствует о выраженной индивидуальной вариабельности фармакокинетики медетомидина после его внутримышечного введения.

 Рис. 6. Фармакокинетические профили медетомидина после внутримышечного введения лошадям препарата Медитин 1%.

Таблица 2. Концентpация медетомидина (нг/мл) в плазме кpови животных

Примечание: 1нпч – ниже порога чувствительности метода.

На Рис. 7 представлены среднегеометрические значения концентрации медетомидина и их интервальные оценки. Значительный размах баров на рисунке на начальном участке фармакокинетической кривой и для ее последней точки отражает выраженную вариабельность данных. Фармакокинетические параметры медетомидина, рассчитанные внемодельным способом, представлены в таблице 3 (из-за высокой вариабельности результатов определения концентрации медетомидина в плазме крови через 2 мин после его введения значение средней концентрации в этой временной точке при расчете фармакокинетических параметров не учитывали).

Рис. 7. Средние значения концентрации медетомидина, их интервальные оценки и фармакокинетический профиль, рассчитанный по уравнению модели.

Таблица 3. Фаpмакокинетические паpаметpы медетомидина, pассчитанные внемодельным способом

Как следует из таблицы 3, максимальная концентрация медетомидина после введения достигалась в среднем через 1 час и составляла в среднем около 13 нг/мл. Поскольку усредненная фармакокинетическая кривая характеризуется размытым максимумом, можно предположить, что это артефакт, обусловленный усреднением неоднородных фармакокинетических профилей, и(или) тем, что процесс всасывания медетомидина продолжался, по крайней мере, в течение 2 ч после его введения (Рис. 7). Вследствие этого конечный участок фармакокинетического профиля характеризовался, в лучшем случае, всего 2 точками, что не позволило достоверно вычислить период полувыведения препарата, и поэтому рассчитанное значение этого параметра (1,5 часа) является условным. Значение среднего времени удержания препарата в системном кровотоке составляло 2,5 час.

Фаpмакокинетический пpофиль медетомидина представлен на Рис. 7 сплошной линией. Как видно на рисунке, фармакокинетическая кривая удовлетворительно описывалась уравнением двучастевой модели со всасыванием. Фармакокинетические параметры медетомидина, рассчитанные по уравнению модели, представлены в таблице 4.

Таблица 4. Фаpмакокинетические паpаметpы медетомидина, pассчитанные по уравнению модели

Как видно из данных, представленных в таблицах 3 и 4, фармакокинетические параметры медетомидина, рассчитанные двумя способами, практически не отличались.

Вывод

При изучении фармакокинетики медетомидина после его внутримышечного введения была установлена выраженная индивидуальная вариабельность. Процесс всасывания медетомидина после инъекции препарата продолжался на протяжении последующих 2 часов. Был установлено, что максимальная концентрация медетомидина составляет в среднем около 13 нг/мл через час после введения. Значение среднего времени удержания медетомидина в системном кровотоке составляет 2,5 часа. Вследствие замедленного всасывания медетомидина достоверно определить значение периода его полувыведения невозможно, поэтому установленное значение этого параметра (1,5 часа) следует принимать как условное. 

Таким образом, медетомидин при внутримышечном введении в дозе 0,010 мг / кг лошадям оказывал такие негативные клинические эффекты как ослабление сердечного толчка, снижение частоты дыхательных движений, апатия, гипотонус, опущение головы, повышение порога на механический и звуковой раздражитель, что согласуется с данными других исследователей. Кроме того, у лошадей наблюдали отек в области головы, губ и носовых ходов. Продолжительность восстановительного периода, клинические эффекты и их длительность положительно коррелировали с фармакокинетическими параметрами медетомидина при внутримышечном введении лошадям.

Литература

1. Bettschart-Wolfensberger, R., Clarke, K.W., Vainio, O., Shojaee, Aliabadi F., Demuth, D. Pharmacokineties of medetomidine in ponies and elaboration of a medetomidine infusion regime which provides a constant level of sedation. Res. vet. Sci. 1999;67:41–46. 
2. Bettschart-Wolfensberger, R., Clarke, K.W., Vainio, Marlin D. Cardiopulmonary effects of a two hour medetomidine infusion and its antagonism by atipamezole in horses and ponies //Veterinary Anaesthesia, Vol. 26, 1999, p. 8-12.
3. Bryant, C.E., Clarke, K.W., Thompson, J. Cardiopulmonary effects of medetornidine in sheep and ponies. Res. vet. Sci. 1996;60: p. 267–271.
4. Granholm M., McKusick B.C., Westerholm F.C., Aspegrén J.C. Evaluation of the clinical efficacy and safety of dexmedetomidine or medetomidine in cats and their reversal with atipamezole. // Vet Anaest Analg, 2006; 33: p. 214-223.
5. Grimsrud K. et al, Pharmacokinetics and pharmacodynamics of intravenous medetomidine in the horse, –Veterinary Anaesthesia and Analgesia, 2012, 39, p. 38-48.
6. Kamerling, S., Keowen M., Bagwell C. and Jochle W. Pharmacological profile of medetomidine in the equine,1991, Acta vet Scand Suppl 87, p. 161–162.
7. Lemke K.A. Perioperative use of selective alpha-2 agonists and antagonists in small animals. // Can Vet J., 2004; 45(6): p. 475-480.
8. Mizobe T., Maze M. alpha-2-Adrenoceptor agonists and anesthesia. // International Anesthesiology Clinics, 1995; 33 (1): p. 81-102.
9. Pertovaara, A. Antinociception induced by alpha2-adrenoceptor agonists, with special emphasis on medetomidine studies. Progress in Neurobiology 40, 1993, p. 691–709.
10. Virtanen R. Pharmacological profiles of medetomidine and its antagonist, atipamezole. // Acta Vet Scand Suppl., 1989; 85: p. 29-37.
11. Yamashita K, Tsubakishita S, Futaok S et al. // Cardiovascular effects of medetomidine, detomidine and xylazine in horses. J Vet Med Sci 2000, 62:p. 1025-32.

Literature

1. Bettschart-Wolfensberger, R., Clarke, K.W., Vainio, O., Shojaee, Aliabadi F., Demuth, D. Pharmacokineties of medetomidine in ponies and elaboration of a medetomidine infusion regime which provides a constant level of sedation. Res. vet. Sci. 1999;67:41–46. 
2. Bettschart-Wolfensberger, R., Clarke, K.W., Vainio, Marlin D. Cardiopulmonary effects of a two hour medetomidine infusion and its antagonism by atipamezole in horses and ponies //Veterinary Anaesthesia, Vol. 26, 1999, p. 8-12.
3. Bryant, C.E., Clarke, K.W., Thompson, J. Cardiopulmonary effects of medetornidine in sheep and ponies. Res. vet. Sci. 1996;60: p. 267–271.
4. Granholm M., McKusick B.C., Westerholm F.C., Aspegrén J.C. Evaluation of the clinical efficacy and safety of dexmedetomidine or medetomidine in cats and their reversal with atipamezole. // Vet Anaest Analg, 2006; 33: p. 214-223.
5. Grimsrud K. et al, Pharmacokinetics and pharmacodynamics of intravenous medetomidine in the horse, –Veterinary Anaesthesia and Analgesia, 2012, 39, p. 38-48.
6. Kamerling, S., Keowen M., Bagwell C. and Jochle W. Pharmacological profile of medetomidine in the equine,1991, Acta vet Scand Suppl 87, p. 161–162.
7. Lemke K.A. Perioperative use of selective alpha-2 agonists and antagonists in small animals. // Can Vet J., 2004; 45(6): p. 475-480.
8. Mizobe T., Maze M. alpha-2-Adrenoceptor agonists and anesthesia. // International Anesthesiology Clinics, 1995; 33 (1): p. 81-102.
9. Pertovaara, A. Antinociception induced by alpha2-adrenoceptor agonists, with special emphasis on medetomidine studies. Progress in Neurobiology 40, 1993, p. 691–709.
10. Virtanen R. Pharmacological profiles of medetomidine and its antagonist, atipamezole. // Acta Vet Scand Suppl., 1989; 85: p. 29-37.
11. Yamashita K, Tsubakishita S, Futaok S et al. // Cardiovascular effects of medetomidine, detomidine and xylazine in horses. J Vet Med Sci 2000, 62:p. 1025-32.

Статья опубликована в №7 журнала «Ветеринария, зоотехния и биотехнология»