Vpliv nikardipina in njegovih enantiomerov na črevesno absorpcijo digoksina pri budri in vivo* The influence of nicardipin and its enantiomers on enteral absorption of digoxin in guinea pig in vivo
Alenka Trampuš**
Deskriptorji nikaidipin
črevesna absorpcija
digoksin
budre
Izvleček. Sočasno dajanje digoksina in kalcijevih antagonistov povzroča zvišanje koncentracije digoksina v plazmi. Eden od mehanizmov je lahko tudi spremenjena črevesna absorpcija digoksina pod vplivom kalcijevih antagonistov. Pri poskusih o možnem vplivu kalcijevih antagonistov na črevesno absorpcijo digoksina so dokazali, da jo kalcijevi antagonisti zavirajo. V nadaljnjih raziskavah smo pri preučevanju medsebojnega delovanja digoksina in kalcijevih antagonistov uporabili racemni nikardipin in njegovo negativno in pozitivno enantiomero. Poskuse smo izpeljali pri budrah in vivo. Pri skupini živali, ki smo jim predhodno dali racemni nikardipin ali njegov negativni optični izomer in intra-duodenalno digoksin, smo po 30-ih minutah izmerili višje vrednosti intravenske minimalne letalne doze digoksina kot pri skupini, ki nikardipina ni dobila. Pozitivni optični izomer nikardipina ni povzročil spremembe v višini minimalne letalne doze digoksina pri budri. Rezultati naših poskusov kažejo, da je učinkovitost nikardipina v opisanem medsebojnem delovanju odvisna od njegove optične aktivnosti.
Descriptors nicardipine intestinal absorption digoxin guinea pigs
Abstract. Simultaneous administration of digoxin and calcium channel blockers results in increased plasma levels of digoxin. One of the possible mechanisms of this interaction could be a changed enteral absorption of digoxin under the influence of calcium channel blockers. The study of possible involvement of calcium channel blockers in the enteral absorption of digoxin showed that calcium channel blockers inhibited the intestinal absorption of digoxin. In further studies this interaction was investigated in vivo in guinea pigs given racemic form of nicardipine and its negative and positive enantiomers. Minimal lethal dose of digoxin determined intraveniously 30 min after intraduodenal administration was increased in animals pre-treated with either racemic form of nicardipine or negative enantiomer, but not in those given positive enentiomer of nicardipine. These results indicate that the effectiveness of nicardipine in the described interaction depends upon its optical activity.
Uvod
V medicini pogosto istočasno uporabljajo digoksin in kalcijeve antagoniste. Sočasno dajanje digoksina in kalcijevih antagonistov povzroča zvišanje koncentracije digoksina v plazmi (1-5). Nikardipin je dvignil plazemsko raven digoksina za 15 % (6). Ugotovili so, da kalcijevi antagonisti zavirajo izločanje digoksina skozi ledvice ali preko hepatične presnove (7-11). Eden od možnih mehanizmov omenjenega medsebojnega delovanja bi lahko bil vpliv
"Objavljeno je delo, ki je bilo nagrajeno s Prešernovo nagrado za študente v letu 1993.
""Alenka Trampuš, abs. biologije, Inštitut za farmakologijo in eksperimentalno toksikologijo Medicinske fakultete, Korytkova 2, 61105 Ljubljana.
kalcijevih antagonistov na črevesno absorpcijo digoksina. Pri poskusih in vivo ter in vitro so kalcijevi antagonisti zavirali absorpcijo digoksina skozi črevesno steno budre (12).
Stereoselektivno učinkovanje neke substance je pomemben del pri opisu njenega delovanja. Razlike med enantiomeri se kažejo v fizikalnih in kemičnih lastnostih in tudi v farmakološkem delovanju (13, 14). Podatke o enantiomerah nikardipina so leta 1982 objavili Takenaka in sodelavci. V njihovem delu je pozitiven enantiomer nikardipina opisana kot 3 krat učinkovitejši pri zniževanju krvnega pritiska in večanju krvnega pretoka kot njegov negativen (-) enantiomer (15).
Namen naloge
Stereoselektivno delovanje so odkrili že pri mnogih kalcijevih antagonistih (15-18), zato je mogoče, da ta lastnost vpliva tudi na prehajanje kardiotoničnega glikozida skozi črevesno steno. Pri našem delu smo zato želeli osvetliti vlogo stereoselektivnosti nikardipina pri črevesni absorpciji digoksina pri budri.
Način dela in materiali
Poskuse smo delali z budrami obeh spolov, težkimi 365 ± 6 g (n = 61). Živali so bile brez hrane 24 ur pred začetkom poskusa. Vse živali smo anestezirali z 20 % uretanom i.p. (0,6 ml/100 g telesne teže) in jim vbrizgali i.p. heparin (100 IU/100 g telesne teže).
Intravensko minimalno letalno dozo (i.v. MLD) digoksina smo določili z i.v. infuzijo digoksina v jugularno veno. Iz količine porabljenega digoksina, ki je povzročil prenehanje srčne akcije, smo izračunali MLD digoksina v pg/100 g telesne teže živali. Za opazovanje srčne akcije smo uporabili katodni osciloskop. Racemični (±) nikardipin ali njegov negativen (-) in pozitiven (+) enantiomer smo vbrizgali v jugularno veno 10 minut pred infuzijo digoksina.
Za intraduodenalno (i.d.) dajanje smo odprli trebušno votlino in vbrizgali digoksin skozi steno duodenuma v 24 ± 0,6 cm dolg, distalno podvezan del tankega črevesa. Po vbrizgu smo črevo podvezali še na proksimalnem delu tik pod želodcem. I.v. MLD digoksina smo določali v štirih skupinah pri živalih, ki so prejele:
-	i.v. digoksin (0,17 mg/ml, v infuziji 0,1 ml/min) (določitev i.v. MLD),
-	i.d. enkratno i.v. MLD digoksina in 30 minut kasneje i.v. digoksin;
-	i.v. nikardipin (±), (-) ali (+) (0,02 mg/100 g telesne teže, v infuziji 0,1 ml/min) in 10 minut kasneje i.v. digoksin,
-	i.v. nikardipin (±), (-) ali (+) (koncentacije kot zgoraj), 10 minut kasneje i.d. enkratno i.v. MLD digoksina in 30 minut za tem še i.v. digoksin.
Uporabljene snovi so bile: uretan (20 %), heparin (Krka), digoksin (Lanicor ® amp., Pliva), nikardipin (±), (-), (+) (Lek). Raztopina digoksina (2:1) je bila pripravljena s fiziološko raztopino. (±), (-), in (+) nikardipin je bil raztopljen v 35 % etanolu in redčen s fiziološko raztopino.
Rezultate smo izrazili kot - ± SEM. Za ugotavljanje pomembnosti razlike med skupinami smo uporabili Študentov t-test. Razlike smo označili kot statistično pomembne pri p < 0,05.
Rezultati
Pri živalih, ki so dobile najprej nikardipin (±), se je i.v. MLD zmanjšala s 119 ± 7 na 99 ± 5 pg/100 g telesne teže, (p < 0,05). Nikardipin (-) in (+) na višino i.v. MLD nista vplivala (slika 1).
I.v. MLD digoksina se je zvišala (p < 0,05) pri živalih, ki so dobile i.d. digoksin in i.v. bodisi nikardipin (±) (s 66 ± 3 na 83 ± 5 pg/100 g telesne teže) ali nikardipin (-) (s 66 ± 3 na 78 ± 3 pg/100 g telesne teže). I.v. MLD digoksina je bila približno enaka pri skupini živali, ki so predhodno prejele nikardipin (+) (slika 1).
Pri skupinah živali, ki so dobile nikardipin (±), (-) ali (+) in i.d. digoksin, je bila i.v. MLD digoksina nižja kot pri skupinah, ki so predhodno dobile le nikardipin (±), (-) ali (+) (p < 0,05, p < 0,01, p < 0,01) (slika 1).
i.v. MLD digoksina (^g/100 g telesne teže buder)
n>	cfi'	L-f\r
fll>r,	ni)d	QNf-Uft »SIT l lili - lin,
Slika 1. Intravenozna minimalna letalna doza (i.v. MLD) digoksina (^ig/100 g telesne teže buder) pri skupinah živali, ki so dobile: D iv (digoksin intravenozno),
D id + D iv (digoksin intraduodenalno pred digoksinom intravenozno), NC + D iv ((±), (—) ali (+) nikardipin intravenozno in digoksin intravenozno),
NC + D id + D iv ((±), (—) ali (+) nikardipin intravenozno in digoksin intraduodenalno pred digoksinom intravenozno).
Stolpci predstavljajo x ± SEM
*p <0,05 NC + D id + D iv proti D id +D iv;
+p < 0,05, + + p <0,01 NC + D id + D iv proti NC + D iv.
Razpravljanje
Občutno znižanje (za 45 %) i.v. MLD digoksina pri živalih, ki so prejele i.d. digoksin, je najverjetneje posledica absorpcije digoksina skozi steno tankega črevesa. Zaradi nasprotujočega delovanja nikardipina in digoksina na znotrajcelični kalcij na ravni srčnih mišičnih celic bi pričakovali povišanje i.v. MLD digoksina pri skupinah, ki so predhodno prejele eno od oblik nikardipina v primerjavi s skupinami, ki nikardipina niso prejele. V naših poskusih je nikardipin (±) i.v. MLD digoksina celo znižal, medtem ko enantiome-ra (-) in (+) na višino i.v. MLD nista vplivala. Ker pričakovanega povišanja i.v. MLD ni bilo, lahko sklepamo, da omenjeni mehanizem na ravni srčnih mišičnih celic pri naših poskusih ni bil pomemben.
Ugotovili smo, da je bila pri skupinah, ki so predhodno prejele nikardipin (±) ali (-) in nato i.d. digoksin, i.v. MLD digoksina višja kot pri skupini, ki nikardipina ni dobila (slika 1). Ker smo nasprotujoči si medsebojni vpliv na ravni srčnih celic izključili, lahko rezultate pojasnimo z zaviranjem črevesne absorpcije digoksina. nikardipin (±) in (-) sta črevesno absorpcijo digoksina zavrla. Pri živalih, ki so pred i.d. digoksinom dobile nikardipin, (+) ni bilo sprememb v i.v. MLD digoksina.
Mehanizem ali mesto delovanja pri opisani interakciji nista znana. Kalcijevi antagonisti zavirajo krčenje gladkih mišic v steni črevesa (19) in sproščajo gladko mišičje v tuniki serozi, kar povzroča vazodilatacijo (19). Oba mehanizma lahko sodelujeta v procesu črevesne absorpcije. Ugotovili so, da je nikardipin (+) 5-krat učinkovitejši vazodilatator pri podgani kot enantiomer (-) (20), ter da nikardipin (+) mnogo močneje zavira krčenje gladkih mišic v črevesu poskusne živali (taenia caecum) v primerjavi s nikardipinom (±) in (-) (21).
Če primerjamo te podatke z našimi rezultati, kjer nikardipin (+) ni zavrl črevesne absorpcije digoksina, lahko zaključimo, da sproščanje gladkih mišic v tuniki serozi in vazodi-latacija nista glavna mehanizma pri zaviranju črevesne absorpcije digoksina s nikardipinom (±) ali (-).
Sklep
Rezultati naših poskusov kažejo, da nikardipin deluje stereoselektivno pri inhibiciji absorpcije digoksina skozi steno tankega črevesa. Mehanizem ali mesto interakcije na nivoju črevesne absorpcije teh dveh učinkovin bi z nadaljnjimi poskusi veljalo raziskati.
Zahvala
Delo sem opravila v laboratoriju Farmakološkega inštituta Medicinske fakultete v Ljubljani.
Iskreno se zahvaljujem svoji mentorici prof. dr. Metki Budihna, ki me je pri raziskovalnem delu nenehno usmerjala in mi nesebično pomagala.
Gospe Tatjani Cimperman - hvala, ker me je spodbujala v težkih trenutkih in me naučila iznajdljivosti, potrebne pri delu v laboratoriju.
Zahvaljujem se tudi vsem ostalim delavcem Farmakološkega inštituta, ki so kakorkoli pripomogli, da sem nalogo uspešno končala.
Posebno hvaležna pa sem svojemu možu Andreju E. Bakija, ki mi je ves čas dela stal ob strani in mi pomagal pri delu z računalnikom.
Ljteratura
1.	Klein HO, Lang R, Di Segni E, Kaplinsky E. Verapamil-digoxin interaction. N Engl J Med 1980; 303:160.
2.	Schwartz JB, Raizner A, Akers S. The effect of nifedipine on serum digoxin concentrations in patients. Am Heart J1983; 107: 669-73.
3.	Belz GG, Aust PE, Munkes R. Digoxin plasma concentrations and nifedipine. Lancet 1981; 1: 844-5.
4.	Kirch W, Logemann C, Heidemann H, Santos SR, Ohnhaus EE. Nitrendipine/digoxin interaction. J Cardiovasc Pharmacol 1987; 10: Suppl 10: 74-5.
5.	Kirch W, Hutt HJ, Dylewicz P, Graf KJ, Ohnhaus EE. Dose dependence of the nifedipine-digoxin interaction? Clin Pharmacol Ther 1986; 39: 35-9.
6.	Lessem J, Bellinetto A. Interaction between digoxin and the calcium antagonists nicardipine and tiapa-mil. Clin Ther 1983; 5: 595-602.
7.	Pedersen KE, Dorph-Pedersen A, Hvidt S. Klitgaard NA, Nielsen-Kudsk F. Digoxin-verapamil interaction. Clin Pharmacol Ther 1981; 30: 311-6.
8.	Pedersen KE, Dorph-Pedersen A, Hvidt S, Klitgaard NA, Kjaer K, Nielsen-Kudsk F. Effect of nifedipine on digoxin kinetics in healthy subjects. Clin Pharmacol Ther 1982; 32: 562-5.
9.	Johnson BF, Wilson J, Marwaha R, Hoch K, Johnson J. The comparative effect of verapamil and a new dihydropyridine calcium channel blocker on digoxin pharmacokinetics. Clin Pharmacol Ther 1987; 42: 66-71.
10.	Rameis H, Magometschnigg D, Ganzinger U. The diltiazem-digoxin interaction. Clin Pharmacol Ther 1984; 36: 183-9.
11.	Kuhlmann J. Effects of nifedipine and diltiazem on plasma levels and renal excretion of beta-acetyldi-goxin. Clin Pharmacol Ther 1985; 37: 150-6.
12.	Budihna MV, Strojan P. Ca2+ channel antagonists inhibit the intestinal absorption of digoxin in the guinea-pig. Eur J Pharmacol 1993; 230: 301-5.
13.	Tisler M, Perpar M. Organska kemija. I. del. Ljubljana: Univerza v Ljubljani, 1964: 168-77.
14.	Godfraind T. Increasing complexity revealed in regulation of Ca2+ antagonist receptor. TiPS 1989; 120: 298-301.
15.	Takenaka T, Miyazaki I, Asano M, Higuchi S, Maeno H. Vasodilator and hypotensive effects of the optical isomers of nicardipine (YC-93), a new Ca2+-antagonist. Japan J Pharmacol 1982; 32: 665-70.
16.	Hof RP, Ruegg UT, Hof A, Vogel A. Stereoselectivity at the calcium channel: opposite action of the enantiomers of a 1,4-dihydropyridine. J Cardiovasc Pharmacol 1985; 7: 689-93.
17.	Towart R, Wehinger E, Meyer H, Kazda S. The effects of nimodipine, its optical isomers and metabolites on isolated vascular smooth muscle. Drug Res 1982; 32: 338-46.
18.	Schachtele C, Wagner B, Marme D. Stereoselective inhibition of calmodulin-dependent cAMP phosphodiesterase from bovine heart by (+)- and (-)-nimodipine. Arch Pharmacol 1987; 335: 340-3.
19.	Fleckenstein A. Calcium antagonism in heart and smooth muscle. New York: John Wiley & Sons, 1983: 216-24.
20.	Brissac A, Champeroux P, Lucet B, Laurent S, Schmitt H. Central and peripheal hypotenzive effects of the optical isomers of nicardipine, a dihydropyridine calcium channel antagonist, in rats. Eur J Pharmacol 1988; 146: 171-4.
21.	Krisch I. Kvantitativna primerjava ucinkov racemata in obeh enantiomer nikardipinijevega hidroklori-da na gladki misici (Taenia caecum budre). Ljubljana: Lek, 1991: 1-3.
Prlspelo 23.3.1994