УДК: 613.632: 615.357.099

КРИТЕРІЇ ІНГАЛЯЦІЙНОЇ ТОКСИЧНОСТІ ТА ГІГІЄНІЧНЕ РЕГЛАМЕНТУВАННЯ L-ТИРОКСИНУ НАТРІЄВОЇ СОЛІ

І.А. Палагіна, к.б.н., М.Я. Кудря, к.б.н., А.І. Гладкова, д.б.н., Н.С. Нікітіна, к.б.н., Л.В. Могилат

Інститут проблем ендокринної патології ім. В.Я. Данилевського АМН України, м. Харків,
Державний науковий центр лікарських засобів, м. Харків

Фармакологічний препарат L-тироксин, субстанцією якого є сполука L-2-аміно-3-[3,5-дійод-4-(3',5'-дійод-4'-гідроксиоксифенокси)-феніл] пропіонової кислоти натрієва сіль, призначений для стимуляції функції щитовидної залози та нормалізації рівня тиреоїдних гормонів. Однак спектр його біологічної активності, подібно до природного гормону тетрайодтироніну (Т4), більш широкий — впливає на процеси росту та розвитку, споживання тканинами кисню, енергетичні процеси, катаболізм білків, жирів і вуглеводів, імуногенез та функціональну активність ЦНС. Цей препарат характеризується пролонгованою дією, при застосуванні у терапевтичних дозах 25, 50 і 100 мкг/добу його фармакологічні ефекти проявляються через 3-5 діб [1].

Після перорального прийому L-тироксин добре всмоктується із тонкого кишечника і надходить у систему кровообігу з досягненням максимального рівня в плазмі крові через 6 годин. В крові циркулює в основному в зв'язаній з білками плазми формі. Після дисоціації з цієї фракції L-тироксин вступає у взаємодію з рецепторами на цитоплазматичній мембрані клітин і проникає у цитоплазму, де утворює комплекс з внутрішньоклітинними білками [2, 3].

Розподіляється L-тироксин в основному в печінці, головному мозку та м'язах. Приблизно 34 % його в периферійних тканинах організму трансформується шляхом монодейодування в трийодтиронін (Т₃), який в основному й визначає біологічні ефекти тиреоїдних гормонів. До 42 % L-тироксину перетворюється на реверсивний біологічно неактивний Т₃ і лише незначна його кількість у незміненому вигляді бере участь в обмінних процесах. Після дисоціації тироїдцитоплазматичного комплексу гормони Т₃ і Т₄ здатні зв'язуватись з високоафінними до них рецепторами ядра і мітохондрій, обумовлюючи характерні метаболічні зрушення [4].

Фізіологічні ефекти тиреоїдних гормонів реалізуються шляхом роз'єднання процесів окислення та фосфорилювання в мітохондріях, що сприяє підвищенню основного обміну та теплопродукції в організмі. На моделях експериментального тиреотоксикозу з характерними ознаками порушення стану серцево-судинної і центральної нервової системи доведено, що основним механізмом виникнення та розвитку цього явища є виражені структурно-функціональні зміни у мітохондріях клітин з ушкодженням як процесів окислювального фосфорилювання та дихання, так і системи їх регуляції. Тому тиреотоксикоз вважають "хворобою мітохондрій" [5, 6].

L-тироксин застосовують для лікування гіпотиреозу будь-якого генезу, профілактики рецидиву вузлового зобу, після операції видалення щитовидної залози або внаслідок терапії радіоактивним йодом. L-тироксинотерапія показана хворим на дифузний еутиреоїдний або токсичний зоб і після операції видалення пухлини щитовидної залози [1].

Побічні ефекти можуть виникнути внаслідок передозування препарату і пов'язані з інтенсифікацією основного обміну. Під час використання високих доз можуть бути спровоковані загострення нападів стенокардії, серцева недостатність, тремор, порушення сну, гіпергідроз, втрата маси тіла, діарея. Розвиток високої тироксинемії обумовлює гальмування тиреотропної активності гіпоталамусу та гіпофізу, а також зниження функції щитовидної залози [7].

До недавнього часу Україна імпортувала L-тироксин (торгова назва — L-tiroxin Berlin Chemie, виготовлювач — німецька фармфірма "Berlin Chemie AG"). Зараз в Україні на Київському ВАТ "Фармак" налагоджено виробництво готових лікарських форм препарату у вигляді таблеток із субстанції L-тироксина натрієвої солі (L-Т НС). Проте відсутність даних щодо можливого токсичного впливу L-Т НС за умов респіраторного шляху надходження до організму та гігієнічного нормативу для цієї сполуки перешкоджає створенню безпечних умов праці у відповідному виробництві, проведенню попереджувального і поточного санітарного нагляду під час промислового випуску препарату.

Метою роботи було вивчення особливостей токсичної дії L-Т НС в умовах одноразової інгаляційної експозиції на щурах з установленням порогу гострої дії (Lim_ac) за загальнотоксичними та специфічними показниками, а також обгрунтування гігієнічного нормативу цієї сполуки.

Матеріали та методи дослідження

В експериментах використано 80 статевозрілих білих щурів-самців масою 200-220 г, яких утримували на повноцінному харчовому раціоні в стандартних умовах віварію. Досліджувану сполуку вводили тваринам інгаляційно за умов одноразової (протягом 4 год) експозиції у спеціальних камерах для отруєння системи Боярчука. Для встановлення Lim_ac було випробувано кілька концентрацій: 0,103±0,029, 0,56±0,12, 1,43±0,24 і 5,0±0,91 мг/м³, які відповідають разовим дозам препарату 1,8; 9,8; 25; 87,6 мкг.

Оцінка загального стану організму базувалась на даних клінічних спостережень та реєстрації змін деяких інтегральних показників: маси тіла, відносної маси щитовидної залози та наднирників, ректальної температури тіла. Функціональний стан ЦНС досліджували інтегрально шляхом визначення змін сумаційно-порогового показника (СПП) [8]. Для характеристики функціонального стану ССС використовували метод електрокардіографії. Реєстрацію ЕКГ проводили на електрокардіографі ЕКГ-Н у другому стандартному відведенні з урахуванням змін тривалості зубця PQ, QT, комплексу QRS, інтервалу R-R, а також вольтажу зубців P, R і T [9]. Підрахунок клітин лейкограми проводили в забарвлених по Гімза-Романовському мазках крові [10].

Для характеристики стану вільнорадикальних процесів перекисного окислення ліпідів (ПОЛ) у тканині печінки визначали вміст дієнових кон'югатів ( ДК) шляхом спектрофотометричної реєстрації максимуму в спектрі поглинання поліненасичених жирних кислот при l=233 нм [11], а також вміст малонового діальдегіду (МДА) за реакцією з тіобарбітуровою кислотою, інтенсивність якої вимірювали спектрофотометрично при l=532 нм [12]. З метою виявлення можливого впливу L-Т НС на антиоксидантну систему (АОС) визначали рівень глютатіону (Гл) в тканині печінки за алоксановим методом [13].

Вплив сполуки на тиреоїдну функцію щитовидної залози та тиреотропну активність гіпофізу вивчали шляхом радіоімунологічного визначення у сироватці крові концентрації Т₃, Т₄ і тиреотропного гормону (ТТГ) з використанням відповідних комерційних наборів.

Щурів знеживлювали методом декапітації під легким ефірним наркозом через 4 і 18 год після припинення інгаляції L-Т НС. Термін забою відповідав часу максимального накопичення гормонів у крові: 3-6 год для Т₄ і Т₃, 12-18 год — ТТГ. Поряд з дослідженням рівня гормонів, також визначали стан показників ПОЛ, АОС та деяких інтегральних. Решту показників функціонального стану організму в цілому та окремих його систем визначали через 2-3 і 16-17 год після припинення дії L-Т НС. Статистичну обробку одержаних даних проводили за методом варіаційної статистики з використанням критерію Ст'юдента (програмне забезпечення ЕХСЕL-2000).

Результати та їх обговорення

Клінічна картина гострої інгаляційної інтоксикації екзогенною сполукою L-Т НС характеризувалась загальмованістю, млявістю, адинамією з відновленням стану через 1-2 години. Встановлено підвищення відносної маси надниркових залоз (р<0,05) під впливом L-Т НС в концентрації 5,0 мг/м³, а також зниження ректальної температури тіла (p<0,05) і підвищення значень СПП (р<0,05) на рівні концентрації 1,43 мг/м³. Ці зміни інтегральних показників відмічали через 16-18 год після дії досліджуваної сполуки в найбільш високих концентраціях.

У щурів, яким вводили L-Т НС в різних концентраціях досліджуваного діапазону, порівняно з контрольними спостерігались вірогідні зміни співвідношення формених елементів білої крові: лімфоцитопенія та нейтрофільоз. Ці зміни були зареєстровані через 3 і 17 год після припинення інгаляції. Їх можна оцінити як неспецифічні реакції організму на вплив екзогенної сполуки, а також, у певній мірі, як стресорну реакцію безпосередньо на 4-годинну інгаляцію у камерах. Такі ж, але менш виражені зрушення стресорного характеру відмічали і у контрольних щурів (порівняно з вихідними даними до початку інгаляції), які знаходились в аналогічних умовах камер, вдихаючи чисте повітря.

Виявлені зміни в структурі ЕКГ щурів за умов інгаляції L-тироксину в концентрації 1,43 мг/м³: зменшення вольтажу зубця Т (0,05<р<0,1) через 3 год та збільшення вольтажу зубців R (р<0,05) і Р (0,05<р<0,1) через 17 год після дії сполуки. Зміни в ЕКГ — збільшення вольтажу зубця R (0,05<р<0,1) спостерігали також через 3 год після припинення інгаляції L-Т НС в концентрації 0,103 мг/м³ (таблиця 1). Зміни в структурі ЕКГ свідчать про порушення метаболічних процесів у міокарді.

Під впливом L-Т НС відбувалось вірогідне підвищення вмісту дієнових кон'югатів і малонового діальдегіду в тканині печінки щурів, які вдихали сполуки в концентрації 0,103 мг/м³, тобто на найменшому рівні. Зміни показників ПОЛ зареєстровані через 4 год після інгаляційного введення сполуки зі збереженням вірогідно підвищеного рівня ДК і через 18 год (рис. 1). Відмічені ознаки активації процесів ПОЛ можуть свідчити про можливість появи та розвитку ефектів токсикозу у тварин навіть за умов дії l-Т НС в найменшій з випробовуваних концентрацій. Однією з можливих причин відсутності змін ПОЛ зазначеної спрямованості на рівні більш високих концентрацій може бути компенсаторна активація окремих ланок систем антирадикального та антиоксидантного захисту. Під впливом L-Т НС в концентраціях 0,103, 0,56, 1,43 і 5,0 мг/м³ через 4 години вірогідно підвищувався вміст Т4 у сироватці крові (відповідно на 205, 480, 587 і 258 %) порівняно з контролем. Однак ефект гіпертироксинемії мав дозозалежний характер лише в діапазоні 0,103, 0,56 і 1,43 мг/м³ або 1,8, 9,8 i 25 мкг (рис. 2). Рівень іншого тиреоїдного гормону Т₃ змінювався під впливом l-Т НС в концентраціях 0,56 і 1,43 мг/м³. Через 4 год вміст його в сироватці крові зростав, відповідно, в 1,75 і 2,1 рази порівняно з контролем (р<0,05). Отже для дії l-Т НС в зазначених концентраціях характерно прискорення периферійної конверсії Т₄ в Т₃ на фоні розвитку високої тироксинемії. Підвищення рівня ТТГ в 1,73 раза (0,05<р<0,1) відмічалось через 18 год після дії l-Т НС в концентрації 5,0 мг/м³, яка при перерахуванні на дозу складає величину, близьку до вищої терапевтичної — 87,6 мкг (рис. 2). Виявлені зміни на найбільш високому з випробовуваних рівні свідчать про стимуляцію тиреотропної активності гіпофізу у сполученні з менш вираженою тироксинемією (порівняно з ефектом середніх концентрацій) при збереженні на рівні контрольного значення швидкості монодейодування Т₄.

Підвищення рівня Т₄ у сироватці крові тварин пов`язано головним чином з надходженням до організму екзогенної L-Т НС, а на рівнях впливу сполуки 0,56-1,43 мг/м³ — у певній мірі і з підвищеною тиреоїдною продукцією щитовидної залози.

Наведені дані свідчать про те, що L-тироксин є високоактивним гормональним препаратом, який на рівні рекомендованих терапевтичних доз (25-100 мкг) сприяє нормалізації тиреоїдного стану організму. Проте, активна субстанція препарату — L-Т НС за умов інгаляційного шляху надходження до організму є високонебезпечною сполукою, яка має політропний характер токсичної дії. Вплив L-Т НС в концентраціях 0,103-5,0 мг/м³ обумовлює явище гіпертироксинемії, а також зміни функціонального стану ряду систем організму. Субстанція навіть у мінімальній концентрації 0,103 мг/м³ спричиняє негативні зміни в організмі тварин. Це вказує на потенційну небезпечність L-Т НС для людини при респіраторному шляху надходження її до організму в малих концентраціях в умовах виробництва.

Експериментальна величина Lim_ac для L-Т НС знаходиться нижче рівня концентрації 0,1 мг/м³, який близький до розрахункової величини Limac, що складає 0,057 мг/м³.

З використанням розрахункової величини Lim_ac, а також допустимих терапевтичних доз: мінімальної добової (МДТД=25 мкг) і вищої добової (ВДДД=100 мкг), за формулами, рекомендованими методичними вказівками [9], для субстанції L-тироксину розраховано орієнтовно безпечний рівень впливу (ОБРВ) у повітрі робочої зони, середньогеометрична величина якого складає 0,001 мг/м³. Проте дотримання навіть такої низької величини гігієнічного нормативу високонебезпечної сполуки L-Т НС не гарантує повного усунення небезпеки виникнення гіпертироксинемії та супутніх негативних симптомів інтоксикації у контактуючих з нею робітників під час виробництва препарату. На цій підставі, з метою створення безпечних умов праці у виробництві L-тироксину рекомендовано повне виключення професійного контакту з L-Т НС під час випуску готової лікарської форми препарату, що затверджено Комітетом з питань гігієнічного регламентування МОЗ України у законодавчому порядку (список ГДК № 4, наказ МОЗ України № 30 від 23.02.00).

Висновки

1. Експериментально встановлено, що L-тироксину натрієва сіль є високонебезпечною сполукою в умовах її інгаляційного надходження до організму в концентраціях 0,1-5,0 мг/м³, які відповідають дозам 1,8-87,6 мкг. Її вплив обумовлює явище гіпертироксинемії, яке супроводжується активацією ПОЛ, порушенням функціонального стану ССС, неспецифічною реакцією з боку системи крові та змінами деяких інтегральних показників.

2. Пріоритетними критеріями інгаляційної токсичності L-Т НС можна вважати ефекти гіпертироксинемії та активації ПОЛ, з урахуванням яких експериментальна величина Lim_ac знаходиться нижче рівня 0,1 мг/м³.

3. L-Т НС при надходженні інгаляційним шляхом навіть у мінімально діючих концентраціях призводить до явищ тиреотоксикозу.

4. Необхідно повне виключення професійного контакту з L-Т НС, що є надійним профілактичним заходом під час випуску готової лікарської форми препарату L-тироксину.

Література
1. Лоуренс Д.Р., Бенит П.Н. Клиническая фармакология / Пер. с англ. —М.: Медицина, 1993. —Т. 2. —С. 598-599.
2. Белоусов Ю.Б., Моисеев В.С., Лепахин В.К. Клиническая фармакология и фармакотерапия. —М.: Универсум, 1993. —344 с.
3. Thyroid hormone but it does mediate this development after birth / W.G. Van Tuyl, D. Tibboel et al. // Europ. J. Morphol. —1997. —V. 35, №5. —Р. 365.
4. Трапкова А.А., Верещагина Г.В. Рецепторы тиреоидных гормонов // Пробл. эндокринол. —1984. —Т. 30, №4. —С. 76-80.
5. Василенко В.Х., Фельдман С.Б., Хитров Н.К. Миокардиодистрофия. —М.: Медицина, 1989. —272 с.
6. Вилкова В.А., Захарова Л.И. Активность ферментов энергетического метаболизма в субклеточных фракциях мозга при однократном введении тироксина взрослым животным // Нервная система. —М., 1991. —С. 140-147.
7. Машковский М.Д. Лекарственные средства: В 2-х томах. Т. 2. —13-е изд. стер. —Харьков: Торсинг, 1998. —С. 10-11.
8. Определение суммационно-порогового показателя (СПП) при различных формах токсикологического эксперимента. Метод. рекомендации / МЗ РСФСР; Сост.: С.В. Сперанский и др. —Новосибирск, 1975. —27 с.
9. Гигиеническое нормирование лекарственных средств в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе населенных мест и воде водных объектов. Метод. указания / Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России; Сост.: Г.И. Рожнов, Л.Ф. Шашкина, В.А. Пройнова и др. —М., 1999. —70 с.
10. Лабораторные методы исследований в клинике. Справочник / Под ред. В.В. Меньшикова, и соавт. —М.: Медицина, 1987. —368 с.
11. Плацер З., Видлакова М., Купила Л. Определение диеновых конъюгатов // Чехосл. мед. обзор. —1970. —Т. 16, №1. —С. 30-41.
12. Стальная И.Д., Гаришвили Г.Т. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты // Современные методы в биохимии. —М., 1977. —С. 73-78.
13. Мишенева В.С., Горюхина Т.А. Наличие глютатиона в нормальных и опухолевых тканях человека и животных // Вопр. онкологии. —1968. —Т. 14, №10. —С. 46-49.