Растворимость и перенос через мембраны препарата от давления и депрессии улучшились при повышении температуры

Ученые исследовали физико-химические характеристики лекарственного средства, принимаемого при проблемах с сердечно-сосудистой системой и депрессивном расстройстве, — надолола. Авторы экспериментально выяснили, как это вещество распределяется в организме, растворяется в жидкостях и проникает через клеточные мембраны. Исследователи обнаружили взаимосвязь между коэффициентами распределения лекарственного препарата и коэффициентами его проницаемости при различных температурах. Эти данные помогут медикам прогнозировать, насколько хорошо лекарство проникает через стенки кишечника и достигает своих мишеней в организме. Результаты исследования опубликованы в Journal of Molecular Liquids.В большинстве случаев люди, переболевшие COVID-19, сталкиваются с обострением хронических сердечно-сосудистых заболеваний. Кроме того, из-за тяжести инфекции, неопределенности прогноза развивающегося заболевания, социальной изоляции и чрезмерного эмоционального стресса COVID-19 часто приводит к развитию разнообразных ментальных проблем. Депрессия — одно из наиболее вероятных психоэмоциональных расстройств у пациентов с развивающейся или перенесенной коронавирусной инфекцией. Согласно оценкам, ее испытывает 3,8% населения, в том числе 5% взрослых людей (4% мужчин и 6% женщин) и 5,7% людей в возрасте старше 60 лет. Во всем мире от депрессии страдает порядка 280 миллионов человек. Кроме того, это расстройство в целом характерно для пациентов с хроническими сердечно-сосудистыми заболеваниями. Депрессия не только рассматривается как фактор риска развития сердечно-сосудистых заболеваний, но может также способствовать снижению эффективности их лечения. В связи с этим необходимо точно выявлять ее острые симптомы для эффективного лечения больных.Один из возможных подходов — терапия несколькими препаратами. Однако одновременный прием лекарств от депрессии и сердечно-сосудистых заболеваний чреват осложнениями из-за проблем с сочетаемостью компонентов, дозированием, графиком приема. Исключить возможный риск можно, отдав предпочтение одному лекарству, способному помочь с лечением сразу двух заболеваний. Особый интерес представляет препарат надолол, обладающий одновременно гипертензивным и антидепрессивным действием.Надолол используется для лечения гипертонии (высокого кровяного давления), стенокардии (боли в груди из-за недостатка кровоснабжения сердца), аритмии (нарушения сердечного ритма) и других сердечно-сосудистых заболеваний. Надолол замедляет сердечный ритм, уменьшает силу сокращений сердца и расширяет сосуды, что замедляет артериальное давление и улучшает кровоснабжение сердца. Это позволяет улучшить общее состояние пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями и предотвратить возникновение осложнений.Ученые из Института химии растворов имени Г. А. Крестова РАН (Иваново) исследовали фармакологически значимые физико-химические свойства надолола: распределение, растворимость и проницаемость в организме человека. В ходе эксперимента авторы погружали действующее вещество в водные растворы разных температур и с разной кислотностью, моделирующие среду желудка, плазмы крови и кишечного эпителия. Оказалось, что растворимость и коэффициенты распределения надолола увеличиваются с ростом температуры, а вот изменения кислотности среды не оказывают сильного влияния.С помощью искусственных полупроницаемых мембран авторы смоделировали проникновение лекарственного вещества через мембрану кишечного эпителия и гематоэнцефалический барьер. В ходе эксперимента исследователи добавляли надолол в смесь из воды и органического растворителя (октанола или гексана). Затем смесь перемешивали, чтобы препарат распределился между водной и гидрофобной фазами в зависимости от его физико-химических свойств. Исследование показало, что при температуре 25 °С в растворе (двухфазной системе) из воды и октанола соединение примерно поровну распределяется между фазами. И наоборот, в системе «гексан — вода» равновесие существенно смещено в органическую фазу, что говорит о гидрофобности («боязни воды») надолола.Авторы также изучили растворимость надолола при помощи метода изотермического насыщения, суть которого заключается в том, что в органический растворитель (октанол или гексан) вносили надолол, пока растворитель был в состоянии его поглощать. Эксперимент проводили при температурах, характерных для человеческого организма (от 25 °С до 40 °С), а затем измеряли концентрацию вещества в обеих фазах.Чтобы исследовать процесс переноса лекарственного средства в организм через мембраны, авторы использовали ячейку Франца и искусственную мембрану PermeaPad, по составу приближенную к реальным биологическим мембранам кишечного эпителия. Наблюдения показали, что с ростом температуры от 25 до 40 °C проницаемость надолола увеличивалась более чем в 2 раза. Авторы также обнаружили линейную зависимость с высоким коэффициентом корреляции (R=0?9988) между коэффициентами распределения и проницаемости при различных температурах.«Значения растворимости и коэффициентов распределения надолола увеличиваются с ростом температуры. Продемонстрировано экспоненциальное увеличение мембранной проницаемости с ростом температуры. Полученные результаты позволят определить состав лекарственных форм надолола для перорального применения. Таким образом, наше исследование может иметь практическое применение для создания систем доставки на основе надолола, в том числе в составе комбинированной терапии, направленной не только на лечение сердечно-сосудистых нарушений, но и на купирование симптомов тревожных и депрессивных состояний», — рассказывает участница проекта Татьяна Волкова, старший научный сотрудник Института химии растворов РАН.Материал подготовлен при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий».