ОСОБЕННОСТИ, ХАРАКТЕР И ВЫРАЖЕННОСТЬ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ВЫСОКИХ ДОЗ НАТРИЯ СУКЦИНАТА НА ОРГАНИЗМ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ

C.А. Шалимов, проф., К.А. Галахин, проф., М.И. Борщевская, д.фарм.н., И.И. Волченскова, к.х.н., Л.М. Корчевая, к.б.н., Н.Н. Майданевич

Институт онкологии АМН Украины, г. Киев
Открытое Акционерное Общество "Фармак", г. Киев, Украина

Натрия сукцинат (НС) представляет интерес для современной фармакологии как малотоксичное физиологически активное производное янтарной кислоты, обладающее способностью нормализовать энергетический обмен и повысить резистентность организма к гипоксии — неизменному спутнику токсикозов, вызываемых тяжелыми заболеваниями, побочным действием разного вида лекарств, и в первую очередь, высокотоксичных препаратов, применяемых в онкологии, кардиологии, пульмонологии и др.

Экспериментальными и клиническими исследованиями доказано, что адаптогенное и детоксицирующее действие — отчетливо выраженные свойства НС [1-12]. Вместе с тем, при использовании препаратов в медицинской практике особое внимание необходимо обратить на нежелательные реакции организма, которые могут быть обусловлены его токсическими свойствами. В этом отношении НС до начала наших исследований не был охарактеризован.

Ранее [13] мы определили показатели острой и хронической токсичности НС и установили, что после введения его в высоких дозах у животных могут наблюдаться изменения поведения, которые сопровождаются полнокровием внутренних органов и нарушениями свертывающей системы крови, т.е. признаками, характерными для одной из наиболее частых и опасных клинических патологий с высокой летальностью — синдрома диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови (ДВС). В основе развития синдрома ДВС лежат разные механизмы, но в любом случае его формирование связано с парадоксальной ситуацией — существованием двух внешне противоположных, а на самом деле патогенетически тесно связанных между собой явлений — множественного микротромбирования и прогрессирующей кровоточивости. Существуют разные варианты синдрома ДВС, которые различаются по характеру проявлений и степени выраженности, а также по течению, форме и стадии [14].

Настоящая работа посвящена исследованию симптомов интоксикации и патоморфологических изменений жизненно важных органов в зависимости от дозы и длительности введения НС экспериментальным животным. Цель работы — изучить индуцированные НС варианты синдрома ДВС и тем самым установить особенности, характер и выраженность токсического действия вещества.

Материалы и методы исследования

Эксперименты проводили на половозрелых нелинейных грызунах из питомника Института онкологии АМН Украины: белых мышах массой 20±2 г (самцах и самках, содержавшихся раздельно) и белых крысах массой 150-200 г (самцах). Животным экспериментальных групп (по 12 особей в каждой) в разных дозах и с разной частотой внутрибрюшинно вводили НС или сукцината натрия гексагидрат фирмы Merck (Германия): группам 1-6 — однократно, соответственно, 800 мг/кг, 2400 мг/кг, 3000 мг/кг, 3200 мг/кг, 3450 мг/кг, 3800 мг/кг; группам 7-9 — многократно, соответственно, 12000 мг/кг (в течение 15 сут ежедневно по 800 мг/кг), 15200 мг/кг (в течение 15 сут ежедневно по 800 мг/кг, на 16 сут 3200 мг/кг), 52200 мг/кг (ежедневно в течение 13 сут по 2400 мг/кг, а затем в течение 7 сут по 3000 мг/кг). Перед введением исследуемое вещество растворяли в физрастворе с таким расчетом, чтобы его необходимая доза в пересчете на сухое вещество находилась в объеме 0,3-0,5 мл для мышей и 2-5 мл для крыс. Животным контрольных групп (по 6 особей в каждой) внутрибрюшинно вводили физраствор в тех же объемах.

В ходе экспериментов определили поведение, выживаемость животных, фиксировали сроки начала и длительности развития симптомов интоксикации.

Стандартными методами определяли показатели свертывающей системы крови: время свертываемости нестабилизированной крови, протромбиновое и тромбиновое время. Для анализов использовали кровь крыс, декапитированных под эфирным наркозом через 2 ч после введения НС в одноразовой дозе 3450 мг/кг.

Морфологию внутренних органов исследовали микроскопическим методом через 2-3 дня после окончания введения НС в дозах 3800 мг/кг, 15200 мг/кг и 52200 мг/кг. У декапитированных после наркоза животных извлекали головной мозг, сердце, легкие, печень и почки. Органы фиксировали в 10 % водном растворе формалина и готовили гистологические срезы, которые после окрашивания гематоксилин-эозином изучали на световом микроскопе Поливар-2 фирмы Райхерт (Австсия).

Результаты и их обсуждение

Как показано нами ранее [13], внутрибрюшинно вводимая доза НС, вызывающая гибель 50 % мышей или крыс, достигает 4000 мг/кг, а максимально переносимая доза (Д₀) находится на уровне 3700 мг/кг (37/40 ЛД₅₀). Исследуемые в данной работе дозы изменяются в интервале 4/20 ЛД₅₀ — 261/20 ЛД₅₀ (табл. 1).

При разовой дозе 800 мг/кг, вводимой однократно или многократно в течение 15 сут, внешних признаков интоксикации не наблюдалось. Они начинали проявляться при разовой дозе 2400 мг/кг. С увеличением дозы степень выраженности признаков интоксикации нарастала, но их характер практически не менялся, даже в случаях со смертельными исходами. Следует отметить, что при длительном введении доз 2400 мг/кг и 3000 мг/кг перед каждой новой инъекцией у животных внешне не проявлялись последствия предыдущей инъекции.

Общая картина интоксикации НС складывается из трех, следующих друг за другом, этапов, различающихся между собой как по признакам, так и по срокам их развития и длительности. На первом этапе, который проявляется через 3-20 мин после введения вещества и продолжается 40-90 мин, у животных развивается слабость; они теряют подвижность, аппетит, страдают одышкой, не реагируют на внешние раздражения, засыпают. Сроки начала развития этого этапа минимальны (3-5 мин), а сам этап является критическим для части животных тех групп, которые получали НС в дозах, вызывающих смертельные исходы. На втором этапе интоксикации, который начинается пробуждением ото сна и длится 3-4 ч, животные много пьют (практически не отходят от поилки) и выделяют повышенное количество мочи. На третьем этапе, продолжающемся 2-3 дня, животные худеют; потеря массы тела может достигать 20-25 %. После прекращения введения НС симптомы интоксикации постепенно исчезают и через 1,5-2 недели животные экспериментальных групп не отличаются от контрольных.

Обращает на себя внимание независимость состояния животных от длительности предыдущего введения разовых нагрузок при дозах 800 мг/кг (без внешних симптомов интоксикации) и 2400 мг/кг и 3000 мг/кг (с симптомами интоксикации). Это указывает на быстрое выведение НС из организма и соответствует известному представлению о нем как о не накапливающемся веществе [1, 2]. По нашему мнению, его быстрое выведение происходит благодаря естественной гидратации и сопровождающему ее диурезу.

Вместе с тем анализ результатов, приведенных в табл. 1, говорит о том, что переносимая доза 3200 мг/кг становится смертельной для 50 % животных, получавших предварительно 12000 мг/кг (по 800 мг/кг ежедневно в течение 15 сут). Понижение уровня токсической дозы ЛД₅₀ от 4000 мг/кг для интактных животных до 3200 мг/кг для животных, которые ранее без проявления признаков токсичности перенесли многократно вводимые дозы не накапливающегося вещества, свидетельствует, что кажущееся безопасным длительное введение НС влияет на гомеостаз, повышая чувствительность организма к его повреждающему действию.

Судя по срокам развития интоксикации и гибели животных, токсическое действие НС имеет две особенности. Одной из них является скоротечность. Как известно, для подавляющего большинства соединений реакция организма развивается постепенно, а гибель животных может продолжаться в течение 2 нед, когда наступает "соматогенная" стадия интоксикации. Короткие сроки развития токсического действия (3-5 мин) и гибели животных (40-60 мин) указывают, что НС в смертельных дозах оказывает несовместимое с жизнью действие уже на раннем "токсикогенном" этапе интоксикации.

Другой особенностью острого токсического действия НС является его проявление по принципу "да" или "нет". На это указывает сравнительно малый диапазон смертельных доз на фоне высокого уровня самих доз. Например, доза 3800 мг/кг, от которой погибает 25 % животных, всего на 2,7 % выше максимально переносимой дозы Д₀ (3700 мг/кг), а разница между дозой Д₀ и дозой, вызывающей 90 % смертельных исходов (ЛД₉₀=4400 мг/кг [13]), не превышает даже 20 %.

Проявление несовместимого с жизнью повреждающего действия НС практически по принципу "да" или "нет" свидетельствует, что его острая токсичность имеет триггерный механизм. При этом вызванные НС внешние признаки интоксикации и ее особенности присущи терминальным стадиям трудно диагностируемого в клинике синдрома ДВС.

Морфологический состав и биохимические показатели крови не отражают реакцию организма животных на токсическое действие НС и не позволяют выявить причину их гибели. Однако оказавшаяся очень высокой чувствительность к нему свертывающей системы крови позволяет охарактеризовать степень изменения коагуляционного потенциала крови с помощью простых хронометрических тестов: времени свертываемости крови, протромбинового и тромбинового времени. Результаты тестирования, полученные через 2 ч после введения дозы 3450 мг/кг и (табл. 2), указывают, что НС инициирует грубые нарушения в коагуляционном гoмeостазе.

Уменьшение времени свертываемости крови и одновременное увеличение протромбинового и тромбинового времени означают, что уже в переносимых дозах, не вызывающих у животных смертельных исходов, НС активирует коагуляционный потенциал крови, а это приводит к быстрому истощению и срыву противосвертывающих механизмов.

При гистологическом исследовании органов обнаружены многочисленные проявления синдрома ДВС (табл. 3). Полнокровие сосудов, расширение их просвета, кровоизлияния, тромбозы, изменения агрегатного состояния крови с явлениями гиперемии, стаза, сладжа эритроцитов, диапедеза форменных элементов крови и геморрагических имбибиций свидетельствуют, что НС способен вызывать тяжелые расстройства кровообращения. Характер этих расстройств указывает на развитие синдрома ДВС, в механизме формирования которого большое значение имеет агрегация клеток крови (сладж-синдром) [14]. Агрегация, особенно в зонах микроциркуляции, способствует множественному микротромбированию и развитию деструктивных процессов в исследуемых органах.

В коре головного мозга появляются очаги размягчения серого вещества и разрушения нейронов, множество мелких очагов деструкции нейроглиальных элементов. В сердечной мышце происходит множественная фрагментация миофибрилл, в том числе с развитием реактивной неспецифической инфильтрации гистиоцитами и лимфоцитами, а также геморрагического инфаркта. В легких имеют место геморрагический инфаркт, острое вздутие и отек с разрывом альвеолярных перегородок, неспецифические воспалительные инфильтраты в местах альтерации паренхимы. В печени, кроме отека паренхимы, наблюдаются обширные очаги дистрофии, некробиоза и некроза гепатоцитов. В почках обнаружены кровоизлияния в мозговое вещество, мелко- и крупноочаговые некрозы, ишемические инфаркты, тромбозы межканальцевых сосудов и микротромбозы капиллярной сети клубочков.

Различные дозы НС и режимы введения влияют на характер патоморфологических изменений в органах, их комбинацию и распространенность. Отличительной чертой изменений, происходящих при дозе 3800 мг/кг, от которой погибает 25 % животных, являются деструктивные процессы во всех исследуемых органах, связанные преимущественно с ишемическими (тромботическими) повреждениями.

Это позволяет считать, что смертельные дозы НС, более интенсивно, чем переносимые, активируют коагуляционный потенциал крови, в результате чего наступает основная и ведущая стадия синдрома ДВС — стадия гиперкоагуляции, которая кратковременна, особенно при острых формах, и быстро (часы, мин) может перейти в стадию гипокоагуляции, нередко являющуюся критической. При аутопсии в организме погибших животных мы находили сгустки крови и тромбы наряду с кровоточивостью. При более высоких, чем 3800 мг/кг, разовых дозах, когда выживаемость животных снижается, возможно, что все или часть из них не доживают до развития геморрагических повреждений, а погибают от деструктивных процессов, наступивших вследствие стойкой тромботической блокады микроциркуляции во всех органах. В любом случае картина интоксикации и патоморфологические изменения в органах указывают, что смертельные дозы НС вызывают молниеносно протекающую генерализованную форму синдрома ДВС первой стадии (стадии гиперкоагуляции или тромбообразования).

Патоморфологические изменения в органах животных, получивших 15200 мг/кг НС, когда в группе погибла половина особей, характеризуются наслоением деструктивных процессов, связанных с тромботическими и геморрагическими повреждениями. Эти повреждения можно расценивать как результат длительного прогрессирующего активирования коагуляционного потенциала крови при длительном введении 12000 мг/кг Нс, медленно истощающем ее противосвертывающие механизмы, на который наложились вызванные дозой 3200 мг/кг НС последствия интенсивного активирования коагуляционного потенциала, ускорившего срыв противосвертывающих механизмов. Следовательно, длительное введение НС в безопасной дозе (15200 мг/кг) формирует латентную бессимптомную форму синдрома ДВС, которая при последующем повышении дозы переходит в молниеносную генерализованную форму первой — третьей стадии (гиперкоагуляция, переходящая в гипокоагуляцию, когда тромбозы сочетаются с кровоточивостью).

Патоморфологические изменения, наблюдаемые при длительно вводимой дозе 52200 мг/кг, отличаются от описанных выше меньшей распространенностью (нет изменений в головном мозге) и деструктивностью, отсутствием изменений в сердечной мышце. В основном они связаны с расстройствами кровообращения в органах и свидетельствуют, что разовые дозы, не превышающие 3200 мг/кг, хотя и влияют на свертывающую систему крови, но их влияние компенсировано сложными ответными реакциями организма. Судя по характеру картины интоксикации и патоморфологических изменений, при длительном введении дозы 52200 мг/кг развивается манифестирующая, но локальная подострая форма синдрома ДВС первой стадии.

Анализ зависимости описанных выше токсических эффектов от дозы и длительности применения НС позволяет заключить, что существует корреляция между тяжестью его повреждающего действия, определяемой выживаемостью, и тяжестью синдрома ДВС. По характеру проявлений и степени выраженности это действие может варьировать от мультисимптомного, манифестирующего до малосимптомного и даже бессимптомного. В развернутом виде картина интоксикации может характеризоваться сочетанием всех или большинства признаков, обусловленных кровоточивостью и тромбозами с развитием инфарктов органов и тканей.

Выводы

1. Особенностями токсического действия натрия сукцината являются скоротечность и триггерный механизм действия, а его характер обусловлен гипер- и гипокоагуляционными сдвигами гемостаза, протекающими по типу синдрома ДВС с признаками ишемических (тромботических) и геморрагических изменений в органах и тканях.

2. По характеру проявлений и степени выраженности токсическое действие натрия сукцината может вариировать от мультисимптомного, манифестирующего до малосимптомного и даже бессимптомного.

Литература
1. Беренштейн Э.Л. Морфология сердца при длительной гипокинезии и коррекции изменений сукцинатом натрия / Автореф. дис… канд. наук. —Москва, 1990. —20 с.
2. Оникиенко В.Н. Морфогенез костной ткани при коррекции иммобилизационного стресса сукцинатом натрия / Автореф. дис… канд. наук. —Киев, 1989. —18 с.
3. Голова И.Д. Влияние сукцината натрия и хлорида лития на механизмы эмоционального стресса / Актуальные проблемы современной физиологии. Киев: Наукова Думка, 1986. —С. 45-46.
4. Кочетыгов Н.И., Панышева Т.Ю., Ремизова М.И. Влияние сукцината натрия на восстановление функциональной деятельности митохондрий при ожоговом шоке в эксперименте // Пат. физиология и экспериментальная терапия. —1984. —№1. —С. 33-35.
5. Малюк В.И., Молотков В.Н., Коржов В.И. Метаболические нарушения при острых интоксикациях и их коррекция сукцинатом натрия // Врачебное дело. —1981. -№8 (869). —С. 66-68.
6. Морозова К.И. К вопросу о противокварцевом эффекте сукцината // Профессиональные болезни пылевой этиологии. —1988. —Т. 11. —С. 93-100.
7. Запоточный Б.А. Влияние инсулина и сукцината натрия на высшую нервную деятельность у депрессивных больных // Актуальные проблемы современной физиологии. —Киев: Наукова Думка, 1986. —С. 59-60.И 8. Актаева И.Н., Гулый В.Я., Лихтенштейн И.Е.. и др. Применение сукцината натрия у больных, перенесших инфаркт миокарда // Врачебное дело. —1985. —№6. —С. 6-8.
9. Деркач В.С. Эффективность сукцината натрия при химиотерапии впервые выявленных больных деструктивным туберкулезом легких / Туберкулез. —Киев, 1983. —127 с.
10. Характер Ж..З., Мажак К.Д. Применение сукцината натрия в предоперационной подготовке больных туберкулезом и раком легких / Актуальные вопросы хирургии легких на современном этапе. —Киев, 1990. —С.155-156.
11. Деркач В.С. Профилактика и устранение осложнений туберкулостатической терапии с помощью сукцината натрия / Актуальные вопросы физиопульмонологии. Тезисы докл. Республиканской научн. конференц. —Киев, 1983. —С. 24-25.
12. Рущак В.А., Николаева О.Д., Кугук Л.И.и др. Эффективность применения сукцината натрия в комплексном лечении астматического бронхита и бронхиальной астмы у детей и подростков // Пульмонология —Киев: Здоров'я. —1987. В. 8. —С. 91-94.
13. Шалимов C.А., Борщевская М.И., Волченскова И.И. и др. Изучение острой и хронической токсичности сукцината натрия // Современные проблемы токсикологии. —2001. —N 3. —С. 72-76.
14. Лычев В.Г. Диагностика и лечение диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови. —Мед книга: Издательство НГМА, 1998. —190 с.

| Содержание |