SPECIFICS OF CAPTOPRIL DISTRIBUTION IN THE ORGANISM OF WARM-BLOODED ANIMALS (RATS)

Research article
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2023.138.114
Issue: № 12 (138), 2023
Suggested:
19.10.2023
Accepted:
13.11.2023
Published:
18.12.2023
378
2
XML
PDF

Abstract

Distribution specifics of captopril ((2S)-1-[(2S)-3-mercapto-2-methylpropanoyl]-pyrrolidin-2-carboxylic acid) in healthy warm-blooded animals (rats) and in warm-blooded animals with impaired renal excretory function were studied. Captopril extracted from biomatrices by infusion with acetone-methanol (4:6) mixture was purified on a column (150×10 mm) of Silasorb C-8 sorbent (eluent isopropanol-water (9: 1)) and identified on "Sorbphil" PTSX-AF-V-UV plates (eluent - ethanol), by UV light absorption in ethanol medium and by HPLC using Luna® 5 μm C-18 100A 250.0×4.0 mm column and eluent methanol-acetonitrile-phosphate buffer with pH=3 (40:5:55). Using the developed techniques it was established, after poisoning rats with captopril (LD50×3), that the predominant presence of the analyte in healthy animals was noted in skeletal muscle (125.7±10.9), myocardium (87.0±4.4), stomach and its contents (84,8±4,8) and blood (74,8±4,3), in animals with kidney excretory function damage – in lungs (384,4±61,2), small intestine and its contents (334,1±61,7), skeletal muscle (329,9±38,6) and kidneys (264,9±21,0). Disturbance of excretory function of kidneys leads to a significant increase in the presence of toxicant in all organs studied.

1. Введение

Каптоприл ((2S)-1-[(2S)-3-Меркапто-2-метилпропаноил]-пирролидин-2-карбоновая кислота) – биологически активная субстанция, обладающая гипотензивной активностью и относящаяся к ингибиторам ангиотензинпревращающего фермента (АПФ)

,
,
.

Рассматриваемое соединение – это белый или почти белый кристаллический порошок, который легко растворим в метиленхлориде и метаноле, растворим в воде (160 мг/мл) и этаноле, плохо растворим в хлороформе и этилацетате, нерастворим в эфире

,
,
.

Исследуемое вещество обладает токсичностью для теплокровных организмов

,
,

LD50 составляет у крыс 4245 мг/кг при пероральном введении, 554 мг/кг – при внутривенном. В литературе описаны случаи отравления людей, в том числе с летальным исходом

,
,
.

Лекарственные средства группы иАПФ, к которым относится и каптоприл, широко применяются в медицине, в том числе для лечения заболеваний мочеполовой системы

,
.

Так как исследуемые соединения в большей степени выводятся из организма почками, то использование их у больных с нарушением выделительной функции может привести к увеличению токсичности. Кроме того, может изменяться картина распределения в организме.

Широкое применение каптоприла, наличие случаев летального отравления делает актуальным изучение его в химико-токсикологическом отношении.

Вместе с тем многие вопросы химико-токсикологического анализа каптоприла остаются недостаточно разработанными

,
.

Целью данной научной работы явилось изучение особенностей распределения каптоприла в организме теплокровных животных (крысы) с нормально функционирующей выделительной функцией почек и в условиях нарушения ее работы при летальных дозах лекарственного препарата, введенного перорально.

2. Материалы и методы исследования

Объект анализа, используемый в настоящем исследовании – каптоприл ((2S)-1-[(2S)-3-Меркапто-2-метилпропаноил]пирролидин-2-карбоновая кислота) с содержанием основного вещества не менее 99.5%.

Особенности распределения каптоприла в организме теплокровных изучали параллельно на здоровых крысах породы Wistar и на крысах с поражением почек.

Для исследований отбирали 60 крыс-самцов 3-месячного возраста с массой тела 210-260 граммов. У части животных (30 особей) моделировали токсическое поражение почек. Для этого им вводили через зонд в желудок раствор ртути дихлорида из расчета 2 мг/кг. На третьи сутки делали вывод о нарушении выделительной функции почек по концентрации мочевины и креатинина. Концентрация мочевины составляла 130,4±11,2 мкг/г в организме здоровых крыс и 251,4±25,2 мкг/г в организме крыс с нарушением выделительной функции почек, концентрация креатинина – 13,1±1,7 мкг/г и 26,7±2,4 мкг/г соответственно.

25 крысам-самцам (здоровым или имеющим поражение почек), объединенным в 5 групп по 5 особей, вводили через зонд в желудок каптоприл в виде водной суспензии из расчета 12245 мг/кг (≈ 3 LD50). Через 1 час после введения животных подвергали эвтаназии. После гибели животных одинаковые органы и биожидкости, изъятые от особей внутри каждой группы, объединяли и изучали на наличие данного лекарственного средства. Параллельно исследовали органы и биожидкости животных контрольной группы, включающей 5 особей, которым в желудок вводили дистиллированную воду, не содержащую исследуемого вещества

,
.

В процессе исследования определённое количество биожидкости или ткани органа трупа, диспергированной до мелких (2-5 мм) частиц, обрабатывали ¾ часа двукратным по массе количеством смеси ацетон-метанол в соотношении 4:6 соответственно, проводя перемешивание через каждые 1/6-1/4 часа. Извлечение декантировали, биоматрицу повторно обрабатывали согласно методике новой порцией изолирующего агента. Второе извлечение объединяли с первым и испаряли смесь в токе воздуха комнатной температуры (18-22оС) досуха. Остаток обрабатывали, перемешивая, 3 раза по 1/20 часа фракциями по 5 мл смеси ацетон-метанол (4:6). Получаемые при этом растворы соединяли, растворители испаряли досуха в токе воздуха.

Остаток растворяли в 3-4 мл смеси изопропанол-вода (9:1) и в растворённом виде вносили в колонку 150×10 мм сорбента «Силасорб С-8» 15 мкм. Элюировали подвижной фазой изопропанол-вода (9:1). Фракции собирали по 2 мл, объединяли фракции, содержащие аналит, и испаряли досуха. Сухой остаток растворяли в 10 мл этанола, получая, таким образом, раствор для исследования.

В отдельные ёмкости (чашки фарфоровые на 25 мл № 1 и № 2) вносили 0,2-4,0 мл и 4,0 мл соответственно раствора для исследования. Растворитель испаряли.

Остаток в чашке № 1 подвергали обработке небольшим (0,2-0,3 мл) количеством этанола, а полученный раствор полосой наносили на пластину «Сорбфил» ПТСХ-АФ-В-УФ в область линии старта. Используя этанол как подвижную фазу, проводили параллельное хроматографирование аналита и вещества-свидетеля.

После элюирования аналита из неподвижной фазы проявленной хроматограммы этанолом поглощающую способность элюата исследовали в области «кварцевого» ультрафиолета.

Остаток в чашке № 2 растворяли в 4 мл подвижной фазы. 16 мкл полученного раствора вводили в хроматограф. Хроматографировали на приборе Agilent 1100 с УФ-детектором в колонке с обращённой фазой, элюируя полярной подвижной фазой.

Аналит идентифицировали по времени удерживания. Количество аналита определяли, исходя из площади хроматографического пика, используя уравнение градуировочного графика.

3. Основные результаты и обсуждение

При идентификации методом ТСХ анализируемое вещество проявлялось на хроматограммах в УФ-свете в виде темного пятна на более светлом общем фоне пластины. Величина Rf его составляла 0,70±0,04, что соответствовало величине Rf стандарта каптоприла.

В процессе идентификации методом УФ-спектрофотометрии сравнение спектральных кривых каптоприла, извлечённого из органов животных и очищенного по вышеописанной схеме, со спектром чистого вещества в этаноле обнаруживалось совпадение формы спектральной кривой и положения точек экстремумов. Максимум определялся при длине волны 218 нм.

Результаты хроматографирования каптоприла в полупрепаративной колонке (150×10 мм) сорбента «Силасорб С-8» 15 мкм показали, что аналит в стандартных условиях проведения процесса содержится в 4 фракции (7-8 мл) элюата.

В контрольных опытах при исследовании извлечений из тканей органов крыс, не получавших каптоприл, установлено отсутствие в них данного вещества.

Измеренное при 218 нм (длина волны для определения аналита методами спектрофотометрии и ВЭЖХ) фоновое поглощение части элюата, соответствующего фракциям, в которых возможно присутствие рассматриваемого вещества, не превышало 0,026 (соответствует присутствию в 1 мл фотометрируемых растворов эндогенных соединений из 1 г одинаковых органов животных) (измерение в области аналитической длины волны).

При использовании ВЭЖХ применялась колонка Luna® 5 мкм C-18 100A 250,0×4,0 мм. Элюирование осуществляли смесью метанол-ацетонитрил-фосфатный буферный раствор с pH=3 (40:5:55 по объему) со скоростью 1 мл/мин при температуре термостата колонки 20°C. Аналитической являлась длина волны 218 нм.

При идентификации методом ВЭЖХ время удерживания анализируемого соединения совпадало с таковым вещества-стандарта и составляло 5,979 мин. На хроматограммах анализируемого вещества не обнаруживалось (по сравнению с хроматограммами вещества-стандарта) присутствие дополнительных пиков и заметного смещения базовой линии.

Рассчитанное уравнение градуировочного графика для определения каптоприла методом ВЭЖХ имеет вид: S=1,351708∙С+1,082694 (S – площадь пика, С – хроматографируемое количество аналита, нг).

Относительная ошибка среднего результата при определении каптоприла методом ВЭЖХ находится в пределах ±1,1 % (n=6; Р=0,95).

Результаты определения каптоприла в органах отравленных животных со здоровыми почками и имеющих токсическое поражение почек представлены в табл. 1 и 2.

Таблица 1 - Содержание каптоприла в биологических объектах, взятых от трупов здоровых крыс

 

Биологический объект

Найдено, мг/100 г

img

S

Simg

img 

Кровь

74,8

3,5

1,6

4,3

Миокард

87,0

3,5

1,6

4,4

Скелетная мускулатура

125,7

8,8

3,9

10,9

Почки

62,8

5,3

2,4

6,5

Легкие

26,8

4,3

1,9

5,4

Желудок и его содержимое

84,8

3,9

1,7

4,8

Печень

34,1

2,3

1,0

2,8

Селезенка

53,9

2,8

1,2

3,4

Тонкий кишечник и его содержимое

7,0

1,3

0,6

1,6

Таблица 2 - Содержание каптоприла в биологических объектах, взятых от трупов крыс с токсическим поражением почек

 

Биологический объект

Найдено, мг/100 г

 img

S

Simg

 img

Кровь

247,3

14,7

6,6

18,2

Миокард

212,6

8,8

3,9

10,9

Скелетная мускулатура

329,9

31,1

13,9

38,6

Почки

264,9

16,9

7,6

21,0

Легкие

384,4

49,2

22,0

61,2

Желудок и его содержимое

175,9

14,3

6,4

17,7

Печень

243,7

26,6

11,9

33,1

Селезенка

158,8

10,4

4,6

12,9

Тонкий кишечник и его содержимое

334,1

49,6

22,2

61,7

Содержание указанных таблиц позволяет заключить, что попавший через желудок в организм здоровых крыс каптоприл после наступления летального исхода от воздействия его тройной LD50 в значительной степени содержался (мг/100 г) в скелетной мускулатуре (125,7±10,9), миокарде (87,0±4,4), желудке и его содержимом (84,8±4,8) и крови (74,8±4,3) трупов животных. Меньшее присутствие каптоприла отмечалось в тонком кишечнике и его содержимом (53,9±3,4) и печени (34,1±2,8).

У погибших от отравления каптоприлом животных с поражением выделительной функции почек токсикант в значительной степени содержался в лёгких (384,4±61,2), тонком кишечнике и его содержимом (334,1±61,7), скелетной мускулатуре (329,9±38,6) и почках (264,9±21,0). Меньшее присутствие каптоприла отмечалось в крови (247,3±18,2) и печени (243,7±33,1).

Сравнивая характер локализации каптоприла в трупах здоровых животных и животных с токсическим поражением почек, можно заключить, что нарушение выделительной функции почек приводит к значительному увеличению присутствия токсиканта во всех исследованных органах.

4. Заключение

Разработана схема исследования биоматериала на присутствие в нём каптоприла методами экстракции, спектрофотометрии и хроматографии (ТСХ, колоночная хроматография обычного давления, ВЭЖХ). Проведено изучение характера распределения каптоприла, введённого внутрижелудочно в количестве LD50×3, по органам и тканям здоровых теплокровных (крысы) и теплокровных с токсическим поражением функции почек. Выявлено, что преимущественными объектами содержания каптоприла в организмах здоровых животных (мг/100 г) явились скелетная мускулатура (125,7), миокард (87,9), желудок и его содержимое (84,8), кровь (74,8) и почки (62,7), а в организмах, имеющих почечную патологию, – лёгкие (384,4), тонкий кишечник и его содержимое (334,1), скелетная мускулатура (329,9) и почки (264,9).

Article metrics

Views:378
Downloads:2
Views
Total:
Views:378