Пимобендан и его метаболит О-десметил-пимобендан: фармакокинетика при ректальном введении

Введение

Пимобендан, производное бензимидазол-пиридазинона, известен как кардиотоническое средство, имеющее уникальную комбинацию свойств положительного инотропа и вазодилататора [1]. Он действует как положительный инотроп за счёт афинной сенсибилизации кальция для связывания с тропонином С в сердечных миоцитах и ингибирования фосфодиэстеразы-3 (PDE3). Ингибирование PDE3 также приводит к расширению артерий и вен. Как результат, пимобендан повышает сердечный выброс без повышения потребности миокарда в кислороде [1–3]. Эта уникальная комбинация свойств делает пимобендан оптимальным препаратом для лечения застойной сердечной недостаточности (ЗСН), вторичной к миксоматозной дегенерации митрального клапана, или дилатационной кардиомиопатии у собак [2–5]. Американский колледж ветеринарной интернальной медицины (ACVIM), Отделение кардиологии, рекомендует применение пимобендана как для интенсивной стационарной терапии пациентов с симптомами ЗСН, так и для пациентов с выраженной миксоматозной дегенерацией митрального клапана до появления симптомов ЗСН (классификация патологий сердца ACVIM стадии В2, С и D) [4].

При том, что биодоступность при пероральном применении имеющихся в продаже таблеток составляет 70% [1; 2; 6], она не подходит для введения пимобендана в экстренных ситуациях. Многие собаки, поступающие на поздних стадиях ЗСН, имеют тяжёлую дыхательную недостаточность при поступлении. Более того, некоторые собаки очень пугливы или просто сопротивляются при пероральном введении лекарств. При этом пероральное введение может быть невозможно. Для таких ситуаций был разработан пимобендан в растворе для инъекций, он применяется во многих странах, включая Австралию, Японию и Великобританию. При внутривенном введении инъекционный пимобендан даёт быстрый инотропный эффект и снижает конечно-систолическое давление в левом желудочке у здоровых собак [7]. Однако на сегодняшний день в некоторых странах, включая США, пимобендан доступен только в форме жевательных таблеток. Производитель не собирается легализовать какие-либо иные лекарственные формы пимобендана в США. Отсутствие других лекарственных форм пимобендана ограничивает его использование у собак в тех странах, где инъекционная форма недоступна.

Исследования показали, что ректальное применение может быть использовано для собак, которые не могут получать препарат перорально [8–11]. Потенциальная польза от ректального применения по сравнению с пероральным включает снижение стресса для пациента, более быструю абсорбцию, снижение риска при введении для тех пациентов, которые по тем или иным причинам не могут получать лекарства перорально [12–13]. Из-за отсутствия инъекционного пимобендана ветеринарные специалисты в США и других странах спорадически применяли пимобендан ректально для пациентов, нуждающихся в интенсивной терапии. Насколько известно авторам, ректальное применение пимобендана у собак с ЗСН описано лишь в единичных публикациях. При этом эффективность и требуемая дозировка пимобендана для ректального введения остаются неизвестными. Вдобавок данные о фармакокинетике активного метаболита пимобендана О-десметила-пимобендана (ODMP; UD-CG 212 Cl) у собак разрозненны, несмотря на результаты исследований, которые говорят, что ODMP может играть значительную роль в гемодинамических эффектах пимобендана [2; 14].

Цель этого исследования — описать фармакокинетические характеристики исходного пимобендана (PIM) и ODMP после введения разовой дозы (0,5 мг/кг) перорально или ректально здоровым собакам и выяснить возможности его использования в клинической практике. Нашей целью было определить терапевтическую дозу пимобендана для ректального введения собакам. Это исследование призвано оценить относительную биодоступность, исходя из следующей гипотезы: при ректальном введении пимобендана исходный пимобендан и ODMP достигают терапевтической концентрации в плазме крови, и, чтобы увеличить эту концентрацию, доза вводимого ректально пимобендана должна трижды превышать дозу для перорального введения [15]. В итоге мы сравнили фармакокинетику пимобендана при ректальном введении по данным, полученным в этом исследовании, и фармакокинетику пимобендана при пероральном введении по данным, полученным в более ранних исследованиях и указанным в инструкции к препарату [15]. Мы пытались установить, может ли ректальное введение быть подходящим методом применения пимобендана у собак, для которых невозможно пероральное введение лекарств.

Материалы и методы

Животные

В исследование были включены восемь взрослых собак, принадлежащих частным лицам (три самца и пять самок). Величина выборки была такой, чтобы оценить расхождения площади под кривой «концентрация-время», которая значительно отличалась между двумя способами введения (пероральном и ректальном), давая вариабельность 40% от средних значений. На основании значений максимальных концентраций в плазме крови (С_max) при степени достоверности 90% было необходимо восемь собак для характеристики доверительного интервала, который колебался в пределах 30% от средних значений. Возраст собак в исследовании составил 3,7 ± 2,5 лет, а вес 26,8 ± 5,8 кг. Все собаки были здоровы по данным медицинской истории, нормального физикального осмотра, показателей систолического кровяного давления, измеренного при помощи допплера, анализов крови (ОКА и биохимия) и анализов мочи. Все собаки не получали никаких лекарств до и во время экспериментов, кроме профилактического лечения. В ходе периода исследования все собаки содержались индивидуально в вольере, построенном для исследования на территории учебного ветеринарного госпиталя. Всех собак наблюдали на предмет побочных эффектов в течение 12 ч после введения препарата и ежедневно в течение периода исследования. Все протоколы исследования были утверждены комиссией по уходу и использованию лабораторных животных, и информированное согласие было получено от всех владельцев до включения собак в исследование.

Дизайн исследования и введение препарата

Исследование проводили по рандомизированной перекрёстной схеме с 24-часовым перерывом между пероральным и ректальным введением препарата. Перерыв между введениями составлял как минимум 10 периодов полувыведения как для PIM, так и для ODMP, чтобы быть уверенными, что препарат после первого введения был выведен полностью. Чтобы стандартизировать скорость прохождения содержимого просвета кишечника максимально, насколько это возможно, перед началом исследования для собак было составлено расписание кормлений с периодом воздержания от еды на 10 ч. В течение исследования собак кормили коммерческим сухим кормом, за исключением голодного периода 10 ч до и 2 ч после применения пимобендана. Доза пимобендана и промежутки времени между заборами образцов крови в этом исследовании взяты из пилотного исследования на двух других собаках. В пилотном исследовании при ректальной дозе пимобендана 0,25 мг/кг концентрации в плазме крови не поддавались количественному определению для оценки фармакокинетики (данные не представлены). Поэтому в настоящем исследовании собаки получали пимобендан перорально в дозе 0,5 мг/кг с округлением до ближайшей доступной в таблетках дозировки (1,25, 2,5 или 5 мг «Ветмедин» в таблетках, Boehringer Ingelheim), ректальная доза была такой же (мг), как и пероральная доза для каждой собаки. Пероральное введение немедленно сопровождалось выпаиванием 5 мл воды с помощью шприца на корень языка для полного проглатывания. Для ректального введения суспензия пимобендана была приготовлена не ранее чем за 30 минут до запланированного введения. Расчётная доза таблетированного пимобендана для каждого животного была тщательно измельчена, чтобы обеспечить полное растворение. Затем из измельчённых таблеток для каждой собаки готовили раствор в 0,9% NaCl (0.9% NaCl, Sagent Pharmaceuticals, Schaumburg, IL, USA). Для этого использовали два шприца объёмом 20 мл с люэровским наконечником, соединённых трёхходовым краном. Концентрация полученного раствора пимобендана составляла 1 мг/мл. После смешивания всей суспензии, при том что доза полностью предназначалась одному определённому животному, раствор набирали в шприц, и вся доза вводилась за 10–15 мин в прямую кишку с помощью шприца объёмом 20 мл и катетера длиной 16 дюймов (41 см) и диаметром 10 Fr (зонд для кормления и уретральный катетер 10 Fr, Kendall, Tyco Healthcare Group LP, Mansfield, MA, USA). Чтобы ввести всю дозу полностью, трубки, в которых смешивали раствор, и катетер, через который раствор вводили, промывали 5 мл 0,9% NaCl, таким образом вся расчётная доза была введена каждому животному. После введения анус закрывали пальцами и удерживали минуту, чтобы избежать вытекания препарата.

Отбор проб

Для забора образцов крови всем собакам в яремную вену был установлен центральный катетер диаметром 19 Fr и длиной 16 или 25 см (внутривенный катетер MILACATH 19 g, 25 см, арт. # PI1910; Mila International, Inc., Erlanger, KY, USA) по методике, описанной в источниках [16]. Катетер был «закрыт» нефракционированным гепарином в концентрации 200 МЕ/мл. Место установки катетера было закрыто стерильным неклеевым материалом и защищено повязкой. На каждую собаку был надет елизаветинский воротник, чтобы избежать повреждения катетера животными. Перед введением препарата отбирали 12 образцов крови — в точке (0) и через 5, 10, 15, 30, 60, 120, 240, 360, 600 и 720 мин для каждого из двух этапов исследования. Через 12 ч после последнего отбора проб от введения первой дозы собаки получали пимобендан альтернативным путём, и исследование было повторено по вышеописанной схеме. После отбора последней пробы, через 720 мин, внутривенный катетер удалили, а собаки были выписаны домой, к своим владельцам. Все образцы крови собирали в пробирки с литиевым гепарином (Fisher Scientific, Itasca, IL, USA) и помещали на лёд до выполнения дальнейшей обработки. Плазма крови была отделена в течение 1 ч после забора крови путём центрифугирования при 27°C (3500 × g в течение 10 мин) и заморожена при –70°C до выполнения анализов.

Методика выполнения анализов

Плазма с PIM и ODMP была проанализирована методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с регистрацией в ультрафиолетовом излучении по описанной ранее методике, но с некоторыми изменениями. Система для ВЭЖХ включала автосэмплер Waters 717 plus, контроллер жидкостного насоса Binary Pump 600 и УФ-детектор 2,487 (Waters Corporation™, Milford, MA, USA) [17]. Кратко, сепарация выполнена с помощью колонок на основе силикагеля с фенилом 150×3 мм (Gemini C6-Phenyl 110A) с размером частиц 3 мкм (Phenomenex^®, Torrance, CA, USA) при 40°C [18]. Подвижная фаза состояла из буфера — 0,6% уксуснокислого аммония, рН 3,0, и нитрила уксусной кислоты (VWR^®, Radnor, PA, USA) с установленной скоростью 0,8 мл/мин [17; 19]. Для подготовки образцов, в соответствии с рекомендациями из источников [6; 17; 18], 1000 мкл нитрила уксусной кислоты было добавлено в пробирки с 500 мкл плазмы. Содержимое каждой пробирки прошло дезинтергацию в вортексе и затем отцентрифугировано в течение 10 мин 1900×g при комнатной температуре. Прозрачная надосадочная жидкость была перенесена в чистую стеклянную пробирку и выпарена досуха. Сухой остаток был повторно растворён 250 мкл подвижной фазы, дезинтегрирован на вортексе 20 с, далее раствор центрифугирован 10 мин. В колонку помещали объём 100 мкл. Время выхода для PIM составило 6 мин, а для ODMP — 3 мин. Количественная оценка PIM и ODMP выполнена с применением стандартных градуировочных растворов, подготовленных на плазме крови собак, содержащей известное количество PIM (Sigma-Aldrich^®, St. Louis, MO, USA) и ODMP (Cerilliant® Round Rock, Texas, USA). Стандартные контрольные концентрации были от 1 до 200 нг/мл для PIM и для ODMP. Стандартный раствор использовали, если коэффициент распределения (r2) был 0,99, а определяемая концентрация отклонялась не более чем на 10% от расчётной концентрации.

Линейная корреляция для стандартных кривых PIM и ODMP составила 0,998. Предел обнаружения для PIM и ODMP в плазме крови собак составил 0,5 и 1 нг/мл соответственно. Нижний предел количественного определения для PIM и ODMP в плазме крови собак был 1 и 2 нг/мл соответственно. Погрешность (CV%) для PIM в плазме крови собак при 2, 14, 50 и 76 нг/мл составила 2,49, 1,8, 2,74 и 3,9% соответственно. Индекс точности (% обнаружения) для PIM в плазме крови собак при 2, 14, 50 и 76 нг/мл составил 100,1, 103,43, 105,86 и 105,81% соответственно. Погрешность (СV%) для ODMP в плазме крови собак при 2, 14, 50 и 76 нг/мл составила 4,41, 2,26, 2,39 и 4,23% соответственно. Индекс точности (% обнаружения) для ODMP в плазме крови собак при 2, 14, 50 и 76 нг/мл составил 101,4, 104,75, 103,09 и 104,45% соответственно.

Анализ фармакокинетики

Данные о концентрации PIM и ODMP в плазме крови и времени после введения обработаны методом некомпартментального анализа с помощью программного обеспечения (Phoenix WinNonlin, version 7.0, Certera Corp., Princeton, NJ, USA). Площадь под кривой «концентрация-время» от нулевой до последней временной точки (AUC) была определена с использованием линейно-логарифмического метода трапеций. Была зафиксирована истинная С_max во временной точке максимальной концентрации (T_max). Концентрация через 12 ч (С12) и в последней временной точке (С_min) также были записаны. Спад кривой выведения препарата соответствовал нелинейной регрессии. Так как пимобендан не вводили внутривенно, полное выведение препарата не могло быть определено точно, поэтому для определения момента полного выведения препарата использовали скорость терминального выведения и известные периоды полувыведения. Полувыведение (t1/2) фиксировали как среднее гармоническое значение ± псевдостандартное отклонение. Более того, ни клиренс (CL), ни объём распределения (Vd) не могли быть определены, и оба эти показателя выразили как их отношение к биодоступности (Vd//F или CL/F). Другие параметры включали среднее время удержания препарата и процент AUC, который был экстраполирован от конечного отрезка кривой. Относительная биодоступность PIM и ODMP была рассчитана как соотношение AUC при ректальном и пероральном введении (AUC_рект/AUC_п/о). Соотношение AUC исходного препарата и метаболита рассчитано как AUC_ODMP/AUC_PIM.

Статистический анализ

Статистический анализ проведён с помощью коммерчески доступных электронных таблиц (Microsoft Office 2010; Microsoft Excel, version 14, Microsoft Corporation, 2010, Redmond, WA, USA). Параметры фармакокинетики представлены как среднее значение ± стандартное отклонение. Тест Холмогорова-Смирнова был использован для оценки нормальности параметров. Были сделаны сравнения между показателями С_max, Т_max и AUC при пероральном и ректальном введении при использовании двустороннего парного критерия Стьюдента. Критерий Стьюдента использовали для сравнения отношения AUC исходного препарата и метаболита. Разницу считали значимой при Р < 0,05.

Илл. 1. Среднее значение ± стандартное отклонение графиков «концентрация-время» PIM и ODMP для собак, получивших пимобендан в разовой дозе 0,5 мг/кг перорально (n = 7) и ректально (n = 8). ODMP — О-десметил-пимобендан; PIM — пимобендан

Результаты

Все собаки хорошо переносили пимобендан при ректальном и пероральном введении. Авторы уверены, что вытекания раствора пимобендана при ректальном введении не было. Ни при пероральном, ни при ректальном введении побочных эффектов отмечено не было.

Среднее значение применяемых доз составило 0,51 мг/кг (интервал 0,5–0,52 мг/кг) при пероральном и 0,5 мг/кг при ректальном введении. Одна из собак сняла центральный катетер после завершения этапа исследования с ректальным введением и поэтому была исключена из этапа исследования с пероральным введением: данные, полученные на этапе ректального введения от этой собаки, включены в результаты исследования. Кривые зависимости средних значений концентрации препарата в плазме крови от времени для PIM и ODMP при пероральном и ректальном введении показаны на илл. 1. Средние параметры фармакокинетики для PIM и ODMP при пероральном и ректальном введении приведены в таблице 1.

Таблица 1. Показатели фармакокинетики для пимобендана и О-деметилированного метаболита (среднее значение ± стандартное отклонение) для разовой дозы пимобендана у собак

AUC — площадь под кривой концентрация-время, CL/F — отношение клиренса к биодоступности, С_max — максимальная концентрация в плазме крови, С_min — концентрация в последней временной точке, С12 — концентрация в плазме крови через 12 часов после введения, F — относительная биодоступность, MRT — среднее время удержания препарата в организме, ODMP — о-дисметил-пимобендан, PIM — пимобендан, t1/2 — период полувыведения, Т_max — время достижения максимальной концентрации, V/F — отношение объёма распределения к биодоступности.

Было обнаружено, что концентрации PIM и ODMP в плазме крови при ректальном введении были сравнительно ниже во всех временных точках по сравнению с концентрациями при пероральном введении. Значительные различия в C_max, Т_max и AUC между PIM и ODMP были отмечены при пероральном и ректальном введении (Р < 0,05; таблица 1). При ректальном введении пимобендана отмечалась значительно меньшая С_max (PIM 10,1 ± 2 нг/мл, ODMP 8,8 ± 4,8 нг/мл), чем при пероральном введении пимобендана (PIM 49,1 ± 28,7 нг/мл, ODMP 30,9 ± 10,4 нг/мл). Пимобендан быстрее абсорбировался при ректальном введении (Т_max 1 ± 0,4 ч), чем при пероральном введении (2,1 ± 0,9 ч) (Р = 0,01). Относительная биодоступность (F = AUC_рект/AUC_п/о) PIM и ODMP составляла 25 ± 8 и 28 ± 6 соответственно, таким образом, AUC при ректальном введении был значительно меньше, чем AUC при пероральном введении (Р < 0,05).

Пимобендан быстро конвертировался в ODMP как при пероральном, так и при ректальном введении, так как ODMP появлялся в плазме крови за минуты (илл. 1). Время полувыведения PIM было короче, чем время полувыведения ODMP при обоих путях введения. Профиль «концентрация — время» ODMP несколько отставал от профиля PIM при том и другом пути введения. AUC_ODMP был выше, чем AUC_PIM при обоих путях введения. Соотношение «метаболит — исходный препарат» (AUC_ODMP/AUC_PIM) составило 1,46 ± 68 и 1,34 ± 1,25 для перорального и ректального введения соответственно. Статистических различий между этими показателями при пероральном и ректальном введении не обнаружено (Р > 0,05).

Обсуждение

Насколько известно авторам, это исследование первое, которое описывает фармакокинетические профили PIM и его активного метаболита ODMP при ректальном введении у собак. Из опыта авторов, у собак с застойной сердечной недостаточностью, требующих неотложного лечения, может развиваться тяжёлая дыхательная недостаточность. Это может сделать пероральное введение пимобендана затруднительным. В США доступна только таблетированная форма пимобендана. Размер таблеток пимобендана сравнительно больше, чем других таблетированных препаратов, что ещё больше усложняет пероральное применение пимобендана, особенно у тяжёлых пациентов. Более того, бывают случаи, когда у животных с дыхательной недостаточностью возникает рвота после перорального применения лекарств, что ставит под сомнение достаточную для достижения терапевтической дозы абсорбцию препарата [20]. Для таких случаев ректальное введение пимобендана может быть альтернативой для краткосрочной терапии в качестве первой дозы. Это исследование показало, что ректальное введение пимобендана позволяет достичь ожидаемой терапевтической концентрации PIM и ODMP в плазме крови у здоровых собак в соответствии с фармакокинетическими характеристиками, указанными в инструкции к препарату [15]. При этом пимобендан показал сходные соотношения AUC метаболита и исходного препарата (AUC_ODMP/AUC_PIM) при пероральном и ректальном введении. Таким образом, данные этого исследования говорят, что использование пимобендана ректально может обеспечить терапевтическую концентрацию в плазме крови, как и пероральное введение.

Для определения фармакокинетического профиля и относительной биодоступности пимобендана при ректальном введении в этом исследовании использовали дозу в два раза больше (0,5 мг/кг), чем используют обычно при пероральном введении (0,25 мг/кг) [4]. Пимобендан снижает давление в левом предсердии, степень снижения давления зависит от дозы, таким образом более высокая доза (0,5 мг/кг) может быть предпочтительнее при кратковременной терапии у собак с ЗСН [21; 22]. Предыдущие исследования фармакокинетики у собак показали, что для ректального применения доза должна быть больше, чем для перорального введения, из-за относительно меньшей биодоступности, C_max и AUC по сравнению с такими же показателями при пероральном введении [9–11; 23; 24]. Это может быть связано с относительно небольшой поверхностью прямой кишки, способной к всасыванию препарата, наличием фекалий, которые уменьшают количество всасываемого препарата, или с непроизвольным вытеканием препарата после введения [12; 13; 24]. Так же как и в более ранних исследованиях, пимобендан при ректальном введении показал значительно более низкую AUC и C_max по сравнению с пероральным введением (Р < 0,05). Чтобы получить данные для определения относительной биодоступности пимобендана при ректальном введении, авторы установили, что 0,5 мг/кг была необходимой дозой для достаточно высокой концентрации препарата в плазме крови, подходящей для определения количественных показателей. Введённый ректально пимобендан в дозе 0,5 мг/кг хорошо переносился в этом исследовании, без видимых признаков дискомфорта со стороны ЖКТ или иных физиологических изменений. Это исследование не предполагает выявления потенциальных побочных эффектов при длительном применении пимобендана в дозе 0,5 мг/кг, так как ректальный путь подходит для введения однократной дозы во время первичной стабилизации.

В этом исследовании авторы решили, что 0,9% раствор NaCl был подходящим для доставки препарата, так как он доступен в любой клинике, в отличие от специальных суппозиториев. В настоящем исследовании собакам не делали клизму и не применяли мануальную эвакуацию фекальных масс перед ректальным введением раствора пимобендана. Методы, которые мы применяли, доступны для любого ветеринарного специалиста и не требуют специального оборудования. Растворы имеют тенденцию впитываться с большей скоростью через прямую кишку, позволяя получить эффект быстрее, а также могут избежать пресистемного метаболизма, в отличие от препаратов, введённых другим путём [12; 13; 24]. Несмотря на риск ограниченной абсорбции из-за наличия фекалий, мы решили отказаться от эвакуации фекалий или клизмы, чтобы смоделировать ситуации, при которых пимобендан будет применяться ректально в клинической практике. Это клинически значимо, так как собаки, которым требуется ректальное введение пимобендана, могут иметь фекальные массы в прямой кишке в момент введения препарата.

Это исследование показало, что ректальное введение пимобендана (0,5 мг/кг, ректально) позволяет достичь концентрации PIM и ODMP в плазме крови у здоровых собак, которая превышает описанную в инструкции к препарату [15]. Предполагается, что концентрации PIM и ODMP, описанные в инструкции к препарату, достаточны для проявления желаемых гемодинамических эффектов у собак. Анализ результатов нашего исследования показал, что более высокая доза пимобендана, введённая ректально, может потенциально быть альтернативой пероральному введению. Однако терапевтическая эффективность PIM и ODMP у собак точно не определена. Авторы отметили несовпадение фармакокинетических профилей пимобендана, описанных в других публикациях [1; 6; 21]. Ключевые фармакокинетические параметры PIM и ODMP из других исследований представлены в таблице 2. Пимобендан в капсулах в дозе 0,25 мг/кг позволяет достичь C_max 38,1 ± 18,3 нг/мл [1]. В двух других исследованиях, в которых использовали пимобендан в суспензии (но разные продукты), 0,27 мг/кг пимобендана в суспензии C_max составила 18,6 нг/мл (6,1–25,3), а доза 0,3 мг/кг соответствовала C_max 7,3 ± 2,7 нг/мл [6; 21]. Эти расхождения могут возникать из-за различий в дизайне исследования (животных, включённых в исследование, или аналитических методах) или из-за разных лекарственных форм препарата, использованных в исследованиях. Таким образом, клиническая значимость ректального введения пимобендана требует дополнительных исследований, включающих оценку фармакодинамики для определения связи между концентрацией в плазме крови и влиянием на сердечно-сосудистую систему.

Таблица 2. Результаты проведённых ранее исследований фармакокинетических свойств пимобендана у собак (все значения представлены как среднее арифметическое значение ± стандартное отклонение, кроме Yata et al., для которого показатели представлены как среднее значение и интервал значений)

AUC — площадь под кривой «концентрация-время», Сmax — максимальная концентрация в плазме крови, F — относительная биодоступность, ХМС — жидкостная хромато-масс-спектрометрия, LLOQ — нижний предел количественного определения, ODMP — О-десметил-пимобендан, PIM — пимобендан, п/о — перорально, t1/2 — период полувыведения, Tmax — время достижения максимальной концентрации, УВЭЖХ — ультравысокоэффективная жидкостная хроматография — масс-спектрометрия, НД — данных.

Следует обратить внимание, что, по данным этого исследования, пимобендан быстрее всасывался при ректальном введении, чем при пероральном, о чём говорит Т_max, которое было значительно меньше при ректальном введении для PIM и ODMP (на 1–1,5 ч меньше соответственно) по сравнению с пероральным введением (Р = 0,01 для PIM и для ODMP). Быстрая абсорбция при ректальном введении даёт потенциальное преимущество перед пероральным введением у собак с тяжёлой дыхательной недостаточностью, так как уменьшает промежуток времени от введения препарата до наступления терапевтического эффекта. В дополнение, пимобендан быстрее конвертировался в метаболит ODMP. При пероральном введении пимобендан подвергается пресистемному метаболизму — окислению в печени — и превращается в ODMP [2; 6; 14]. Известно, что ингибирующая PD3 активность ODMP значительно выше, чем у исходного пимобендана [6; 14; 25]. Endoh et al. сообщили, что ODMP в 500 раз более сильный инотроп по сравнению с PIM в изолированном миокарде желудочков собак [14]. Таким образом, ODMP является активным метаболитом и может иметь важное значение для гемодинамических эффектов пимобендана. Однако существуют разрозненные данные относительно фармакокинетических характеристик ODMP у собак [26]. Инструкция, составленная производителем, сообщает, что 0,25 мг/кг пимобендана при пероральном введении приводит к C_max ODMP 3,66 ± 1,21 с Т_max 2 ч [15]. Yata et al. сообщили, что когда безводный раствор пимобендана в дозе 0,27 мг/кг был введён перорально, пимобендан быстро превратился в ODMP, и системное воздействие было в большей степени за счёт ODMP, чем за счёт PIM, из-за его более медленного выведения [6]. Эти данные соответствуют данным нашего исследования.

Важным аспектом ректального введения является возможность частичного обхода пресистемного метаболизма в печени [12; 13]. Это зависит от того, насколько каудально введён препарат в прямую кишку [24]. Если препарат был введён в нижнюю часть прямой кишки, абсорбированный препарат может обойти печень и попасть непосредственно в системный кровоток. При абсорбции в проксимальном отделе прямой кишки препарат попадает в портальную вену и подвергается пресистемному метаболизму [13]. Пресистемный метаболизм становиться клинически более значимым, если исходный препарат метаболизируется до активного метаболита, как в случае с пимобенданом. Анализ данных говорит, что у собак пимобендан при ректальном введении не минует пресистемный метаболизм в значительной степени. Отношение AUC метаболита и исходного препарата (AUCODMP/AUCPIM) при ректальном введении пимобендана было таким же, как и при пероральном введении. Однако прямая кишка у собак составляет около 5 см, 2,5 см из которых дренируется в системный кровоток [24]. Длина прямой кишки будет значительно отличаться в зависимости от породы и размеров каждой отдельной собаки. Таким образом, очень вероятно, что пимобендан при ректальном введении был абсорбирован в участке прямой кишки, который дренируется в портальную вену, и поэтому PIM превращался в ODMP в равной степени после ректального и перорального введения. Таким образом, данные нашего исследования показали потенциальную пользу ректального введения пимобендана, основанную на более быстрой абсорбции по сравнению с пероральным введением и схожей степени пресистемного метаболизма. Для более подробной характеристики фармакокинетики после ректального введения пимобендана у собак потребуются дальнейшие исследования, чтобы включить большее количество животных в выборку и установить интервалы времени отбора проб короче.

Ограничения этого исследования включают отсутствие инъекционного введения пимобендана в дополнение к ректальному и пероральному введению. К сожалению, пимобендан недоступен для внутривенного введения в США, и производитель не стремится к легализации каких-либо иных форм пимобендана. Биодоступность наиболее точно определяется при сравнении данных AUC при внутривенном и невнутривенном введении препарата. Несмотря на то что, возможно, это не самая точная оценка фармакокинетики, наше исследование позволило получить данные о фармакокинетических характеристиках пимобендана при ректальном введении. В результате этого исследования показана эффективность ректального пути введения в дополнение к пероральному применению таблетированной формы у неотложных пациентов. Дополнительное ограничение этого исследования состоит в том, что были использованы здоровые собаки. Собаки, использованные в этом исследовании, считались здоровыми на основании медицинской истории, физикального осмотра и клинико-патологических данных. Использование здоровых животных часто является необходимым в подобных исследованиях. С другой стороны, в клинической практике этот метод будет использован в основном у собак с ЗСН, а при сниженном сердечном выбросе развивается гипоперфузия дистально расположенных органов. Возможно, что сниженный сердечный выброс, возраст, сопутствующее лечение и патологии, биодоступность, метаболизм или экскреция пимобендана могут оказывать влияние на фармакокинетику у собак, для которых может быть использован этот путь введения. Ещё одно ограничение — то, что собаки могут терять неизмеримое количество препарата после ректального введения. При этом важно отметить, что утечка препарата, введённого ректально, может сделать определение количества введённого препарата затруднительным. Последнее ограничение данного исследования — то, что конечная концентрация раствора пимобендана перед введением не была измерена. В этом исследовании были использованы методы приготовления раствора пимобендана, сходные с используемыми в клиниках. В пилотном исследовании анализ раствора пимобендана перед введением показал, что фактическая концентрация раствора пимобендана была систематически ниже на 30%, чем расчётная концентрация. Таким образом, реальная доза пимобендана во вводимом растворе на основном этапе исследования могла быть меньше заданной дозы. Если так, то биодоступность, описанная в этом исследовании, может быть ниже фактической биодоступности при исследуемой концентрации.

Заключение

В заключение, биодоступность пимобендана после ректального введения была ниже по сравнению с таковой при пероральном применении. Мы пришли к выводу, что ректальное введение однократной дозы (0,5 мг/кг) пимобендана обеспечивает терапевтическую концентрацию в плазме крови у собак, указанную в инструкции к препарату. За счёт быстрой абсорбции и достижения максимальной концентрации в сочетании с соотношением AUC метаболита и исходного препарата, таким же, как при пероральном введении, ректальное использование пимобендана может быть подходящей опцией для немедленной стабилизации собак с ХСН. Дополнительные исследования необходимо провести для определения рекомендуемого интервала терапевтической концентрации в плазме крови PIM и ODMP у собак. Чтобы разработать рекомендованные дозы для ректального пути введения, требуются дальнейшие исследования с целью оценки фармакокинетики пимобендана при введении повторных доз в сочетании с исследованиями фармакодинамики.

Доступ к данным

Данные, полученные в этом исследовании, доступны по запросу к ответственному автору.

Этика исследования

Исследование на животных было изучено и одобрено институциональной комиссией по использованию и содержанию животных Университета Оберна. Для участия животных в этом исследовании было получено письменное информированное согласие от их владельцев.

Вклад авторов

Jiwoong Her — дизайн исследования, сбор образцов, анализ данных и подготовка рукописи. Kendon W. Kuo — финальная рукопись, дизайн исследования и сбор образцов. Randolph L. Winter — дизайн исследования и финальная рукопись. Crisanta Cruz-Espindola — подготовка рукописи, сбор образцов и анализ данных. Lenore M. Bacek — дизайн исследования, финальная рукопись. Dawn M. Boothe — дизайн исследования, сбор образцов, анализ данных и редактура рукописи, финальная рукопись. Все авторы внесли вклад в статью и одобрили опубликованную версию.

Финансовая поддержка

Это исследование проведено при финансовой поддержке Отдела исследований и выпускных исследований Университета Оберна, Колледжа ветеринарной медицины. Эта работа выполнена также при поддержке Клинической фармакологической лаборатории Университета Оберна.

Благодарности

Мы хотели бы особенно поблагодарить Катеринну Геркен и Кристину Хагрис за их вклад в это исследование. Эта рукопись представляет собой часть работы, выполненной Jiwoong Her на базе Отделения биомедицинских исследований Университета Оберна как часть выполнения требований на соискание степени магистра наук.

Литература

1. Bell ET, Devi JL, Chiu S, Zahra P, Whittem T. The pharmacokinetics of pimobendan enantiomers after oral and intravenous administration of racemate pimobendan formulations in healthy dogs. J Vet Pharmacol Ther. (2016) 39:54–61.
2. Boyle KL, Leech E. A review of the pharmacology and clinical uses of pimobendan. J Vet Emerg Crit Care. (2012) 22:398408.
3. Boswood A. Current use of pimobendan in canine patients with heart disease. Vet Clin North Am Small Anim Pract. (2010) 40:571–80.
4. Keene BW, Atkins CE, Bonagura JD, Fox PR, Haggstrom J, Fuentes VL, et al. ACVIM consensus guidelines for the diagnosis and treatment of myxomatous mitral valve disease in dogs. J Vet Intern Med. (2019) 33:112740.
5. DeFrancesco TC. Management of cardiac emergencies in small animals. Vet Clin North Am Small Anim Pract. (2013) 43:81742.
6. Yata M, McLachlan AJ, Foster DJR, Page SW, Beijerink NJ. Pharmacokinetics and cardiovascular effects following a single oral administration of a nonaqueous pimobendan solution in healthy dogs. J Vet Pharmacol Ther. (2016) 39:45–53.
7. Hori Y, Taira H, Nakajima Y, Ishikawa Y, Yumoto Y, Maekawa Y, et al. Inotropic effects of a single intravenous recommended dose of pimobendan in healthy dogs. JVetMedSci. (2019) 81:22–5.
8. Podell M. The use of diazepam per rectum at home for the acute management of cluster seizures in dogs. J Vet Intern Med. (1995) 9:6874.
9. Papich MG, Alcorn J. Absorption of diazepam after its rectal administration in dogs. Am J Vet Res. (1995) 56:1629–36.
10. Peters RK, Schubert T, Clemmons R, Vickroy T. Levetiracetam rectal administration in healthy dogs. J Vet Intern Med. (2014) 28:5049.
11. Yang HJ, Oh YI, Jeong JW, Song KH, Koo TS, Seo KW. Comparative single-dose pharmacokinetics of sildenafil after oral and rectal administration in healthy beagle dogs. BMC Vet Res. (2018) 14:1–6.
12. van Hoogdalem EJ, de Boer AG, Breimer DD. Pharmacokinetics of rectal drug administration, part i: general considerations and clinical applications of centrally acting drugs. Clin Pharmacokinet. (1991) 21:1126.
13. Hua S. Physiological and pharmaceutical considerations for rectal drug formulations. Front Pharmacol. (2019) 10:116.
14. Endoh M, Shibasaki T, Satoh H, Norota I, Ishihata A. Different mechanisms involved in the positive inotropic effects of benzimidazole derivative UD- CG 115 BS (pimobendan) and its demethylated metabolite UD-CG 212 Cl in canine ventricular myocardium. J Cardiovasc Pharmacol. (1991) 17:36575.
15. Boehringer I. Vetmedin (Pimobendan) Chewable Tablets [Package Insert]. St. Joseph, MO (2012).
16. Portillo E, Mackin A, Hendrix PK, Boyle C, Chrestman L. Comparison of the modified Seldinger and through-the-needle jugular catheter placement techniques in the dog. J Vet Emerg Crit Care. (2005) 16:88–95.
17. Nonaka M, Morimoto S, Murayama T, Kurebayashi N, Li L, Wang YY, et al. Stage-dependent benefits and risks of pimobendan in mice with genetic dilated cardiomyopathy and progressive heart failure. Br J Pharmacol. (2015) 172:2369–82.
18. Klausz G, Keller E, Sara Z, Szekely-Kormoczy P, Laczay P, Ary K, et al. Simultaneous determination of praziquantel, pyrantel embonate, febantel and its active metabolites, oxfendazole and fenbendazole, in dog plasma by liquid chromatography/mass spectrometry. Biomed Chromatogr. (2015) 29:1859–65.
19. Kuriya S ichiro, Ohmori S, Hino M, Senda C, Sakai K, Igarashi T, et al. Simple method for determination of the active metabolite of the inotropic drug pimobendan in rat liver microsomes. J Chromatogr B Biomed Sci Appl. (2000) 744:189–93.
20. Hanzlicek AS, Gehring R, Kukanich B, Kukanich KS, Borgarelli M, Smee N, et al. Pharmacokinetics of oral pimobendan in healthy cats. J Vet Cardiol. (2012) 14:489–96.
21. Guth BD, Chiang AY, Doyle J, Engwall MJ, Guillon JM, Hoffmann P, et al. The evaluation of drug-induced changes in cardiac inotropy in dogs: results from a HESI-sponsored consortium. J Pharmacol Toxicol Methods. (2015) 75:70–90.
22. Suzuki S, Fukushima R, Ishikawa T, Hamabe L, Aytemiz D, Huai- Che H, et al. The effect of pimobendan on left atrial pressure in dogs with mitral valve regurgitation. J Vet Intern Med. (2011) 25:132833.
23. Brewer DM, Cerda-Gonzalez S, Dewey CW, Boothe D, Van Horne K. Pharmacokinetics of single-dose rectal zonisamide administration in normal dogs. J Vet Intern Med. (2015) 29:603–6.
24. Barnhart MD, Hubbell JA, Muir WW, Sams RA, Bednarski RM. Pharmacokinetics, pharmacodynamics, and analgesic effects of morphine after rectal, intramuscular, and intravenous administration in dogs. Am J Vet Res. (2000) 61:24–8.
25. Bohm M, Morano I, Pieske B, Ruegg JC, Wankerl M, Zimmermann R, et al. Contribution of cAMP-phosphodiesterase inhibition and sensitization of the contractile proteins for calcium to the inotropic effect of pimobendan in the failing human myocardium. Circ Res. (1991) 68:689–701.
26. Yata M, McLachlan AJ, Foster DJR, Hanzlicek AS, Beijerink NJ. Single-dose pharmacokinetics and cardiovascular effects of oral pimobendan in healthy cats. J Vet Cardiol. (2016) 18:310–25.

Источник: Front. Vet. Sci. 7:423. https://doi.org/10.3389/fvets.2020.00423. Copyright © 2020 Her, Kuo, Winter, Cruz-Espindola, Bacek and Boothe. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY).

СВМ № 6/2021