Сучасні аспекти розробки засобів базової терапії та профілактики гострих отруєнь фосфорорганічними сполуками (огляд літератури)

  • Автори: М.Л. Зінов'єва, Н.В. Курділь, М.Г. Проданчук, О.П. Кравчук, П.Г. Жмінько
  • УДК: 615.9; 615.917; 615.279
  • DOI: 10.33273/2663-4570-2021-91-2-79-90
Завантажити прикріплення:

Державне підприємство «Науковий центр превентивної токсикології, харчової та хімічної безпеки імені академіка Л.І. Медведя Міністерства охорони здоров’я України», м. Київ, Україна

 

РЕЗЮМЕ. Вступ. Незважаючи на значний досвід застосування базових засобів терапії гострих отруєнь фосфорорганічними сполуками (ФОС) антихолінестеразної дії та результати пошукових досліджень, проведених у світі, існуючі наразі методи терапії таких отруєнь виявляються недостатніми та не відповідають сучасним вимогам щодо ефективного лікування та збереження здоров‘я людини.

Мета . На підставі аналізу наукових публікацій зробити огляд сучасних лікарських засобів базової терапії та профілактики гострих отруєнь ФОС на етапах їхнього експериментального дослідження, визначити основні напрямки подальшої розробки цих засобів.

Методи. Проведено системний контент-аналіз даних літератури з використанням бази даних PubMed.

Результати. Сучасні принципи фармакотерапії гострих отруєнь антихолінестеразними ФОС базуються на застосуванні антихолінергічних засобів (переважно атропіну), реактиваторів холінестерази та антиконвульсивної дії. М-холінолітична терапія залишається обов’язковим базовим компонентом терапії гострого отруєння ФОС. Сьогодні дослідження спрямовані на пошук менш токсичних М-холінолітиків з більш широким спектром терапевтичних ефектів. Нині ще не створений реактиватор холінестерази, який має таку характеристику спектру дії і здатний запобігти центральним ефектам при отруєннях ФОС. Недостатньо досліджена й ефективність комбінованої дії реактиваторів АХЕ. Одним з підходів до вирішення проблеми захисту центральної нервової системи при отруєнні ФОС може бути пошук комбінації реактиваторів периферичної холінестерази з нейропротекторами, здатними долати гематоенцефалічний бар’єр. Розробка антиконвульсивних терапевтичних агентів потребує подальшого дослідження механізму епілептичного статусу за гострого отруєння ФОС.

Висновки. Триває інтенсивний пошук засобів лікування отруєнь ФОС в усьому світі. Але на часі важливість пошуку і впровадження уніфікованої методології дослідження терапевтичної ефективності широкого спектру фармакологічних засобів на етапі їх доклінічної оцінки. Зусилля щодо пошуку засобів фармакологічної корекції отруєнь ФОС мають супроводжуватися формуванням більш зваженої регуляторної політики у сфері застосування пестицидів. Також необхідно створити чітку і послідовну політику щодо інформаційних заходів, які б зосереджували увагу на небезпечності ФОС, а також сприяли профілактиці ментальних розладів, що провокують суїцидальні наслідки.

Ключові слова: фосфорорганічні сполуки, гостре отруєння, засоби базової терапії, засоби профілактики.

 

REFERENCES

1. Watson WA, Litovitz TL, Rodgers GC, Klein-Schwartz W, Youniss J, Rose SR, Borys D, May ME. 2002 annual report of the American association of poison control centers toxic exposure surveillance system 1. The American journal of emergency medicine. 2003;21(5):353-421.

2. Robb EL, Baker MB. Organophosphate toxicity. StatPearls [Internet]. 2020 Jul 27. [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK470430/]

3. Ivashchenko OV, Zozulia IS, Kurdil NV. Suchasni aspekty hostrykh otruien fosfororhanichnymy insektytsydamy. Zbirnyk naukovykh prats spivrobitnykiv NMAPO im. PL Shupyka. 2018(30):683–98.

4. Bertolote JM, Fleischmann A, Eddleston M, Gunnell D. Deaths from pesticide poisoning: a global response. The British Journal of Psychiatry. 2006 Sep;189(3):201–3.

5. Bonvoisin T, Utyasheva L, Knipe D, Gunnell D, Eddleston M. Suicide by pesticide poisoning in India: a review of pesticide regulations and their impact on suicide trends. BMC public health. 2020 Dec;20(1):1–6.

6. Marcus H, De Souza RJ. Risk Factors for Acute Pesticide Poisoning in Developing Countries: A Systematic Review. Global Health: Annual Review. 2020 Jul 4;1(5):4.

7. Prodanchuk NG. Balan GM. Krivenchuk VE. Prodanchuk GN. Kurdil NV. Babich VA. Kharchenko OA. Bubalo NN. O neobkhodimosti sozdaniya proizvodstva reaktivatorov kholinesterazy v Ukraine dlya lecheniya ostrykh otravleniy fosfororganicheskimi soyedineniyami. Suchasni problem toksykolohii, kharchovoi ta khimichnoi bezpeky. 2014;3-4:14-22.

8. Ustinova LA, Seredynska NM, Kurdil NV, Sahlo VI, Barasii MI, Yevtodiev OA. Toksykanty antykholinesteraznoi dii: mekhanizm dii, klinichni oznaky ta aktualni pytannia zabezpechennia zasobamy antydotnoi terapii. Suchasni problem toksykolohii, kharchovoi ta khimichnoi bezpeky. 2017;3:73-82.

9. Harvey SP, McMahon LR, Berg FJ. Hydrolysis and enzymatic degradation of Novichok nerve agents. Heliyon. 2020 Jan 1;6(1):e03153.

10. Vale JA, Marrs TC, Maynard RL. Novichok: a murderous nerve agent attack in the UK. Clinical Toxicology. 2018 Nov 2;56(11):1093–7.

11. Masterson J. OPCW to Investigate Navalny Poisoning. Arms Control Today. 2020 Oct 1;50(8):28–9.

12. Costa LG. Current issues in organophosphate toxicology. Clinica chimica acta. 2006 Apr 1;366(1–2):1–3.

13. Dvir H, Silman I, Harel M, Rosenberry TL, Sussman JL. Acetylcholinesterase: from 3D structure to function. Chemico-biological interactions. 2010 Sep 6;187(1-3):10–22.

14. Petrov KA. Kharlamova AD. Nikolskiy Eye. Kholinesterazy: vzglyad neyrofiziologa. Geny i kletki. 2014;9(3).

15. McDonough JH Jr, Shih TM. Neuropharmacological mechanisms of nerve agent-induced seizure and neuropathology. Neuroscience &biobehavioral reviews. 1997 Jan 1;21(5):559–79.

16. Zhuang Q, Young A, Callam CS, McElroy CA, Ekici ÖD, Yoder RJ, Hadad CM. Efforts towards treatments against aging of organophosphorus-inhibited acetylcholinesterase. Annals of the New York Academy of Sciences. 2016 Jun;1374(1):94–104.

17. Buckley NA, Roberts D, Eddleston M. Overcoming apathy in research on organophosphate poisoning. Bmj. 2004 Nov 18;329(7476):1231–3.

18. Peter JV, Moran JL, Graham PL. Advances in the management of organophosphate poisoning. Expert opinion on pharmacotherapy. 2007 Jul 1;8(10):1451–64.

19. Hulse EJ, Haslam JD, Emmett SR, Woolley T. Organophosphorus nerve agent poisoning: managing the poisoned patient. British journal of anaesthesia. 2019 Oct 1;123(4):457–63.

20. Bajgar J, Kuca K, Jun D, Bartosova L, Fusek J. Cholinesterase reactivators: the fate and effects in the organism poisoned with organophosphates/nerve agents. Current drug metabolism. 2007 Dec 1;8(8):803–9.

21. Eddleston M, Chowdhury FR. Pharmacological treatment of organophosphorus insecticide poisoning: the old and the (possible) new. British journal of clinical pharmacology. 2016 Mar;81(3):462–70.

22. Abedin MJ, Sayeed AA, Basher A, Maude RJ, Hoque G, Faiz MA. Open-label randomized clinical trial of atropine bolus injection versus incremental boluses plus infusion for organophosphate poisoning in Bangladesh. J Med Toxicol. 2012; 8: 108–17.

23. Сonnors NJ, Harnett ZH, Hoffman RS. Comparison of current recommended regimens of atropinization in organophosphate poisoning. Journal of Medical Toxicology. 2014 Jun 1;10(2):143–7.

24. Arendse R, Irusen E. An atropine and glycopyrrolate combination reduces mortality in organophosphate poisoning. Human & experimental toxicology. 2009 Nov;28(11):715–20.

25. Kventsel I, Berkovitch M, Reiss A, Bulkowstein M, Kozer E. Scopolamine treatment for severe extra-pyramidal signs following organophosphate (chlorpyrifos) ingestion. Clin Toxicol (Phila). 2005;43(7):877–9.

26. Iyer R, Iken B, Leon A. Developments in alternative treatments for organophosphate poisoning. Toxicology letters. 2015 Mar 4;233(2):200–6.

27. Shemesh I, Bourvin A, Gold D, Kutscherowsky M. Chlorpyrifos poisoning treated with ipratropium and dantrolene: a case report. Journal of Toxicology: Clinical Toxicology. 1988 Jan 1;26(7):495–8.

28. Perrone J, Henretig F, Sims M, Beers M, Grippi MA. A role for ipratropium in chemical terrorism preparedness. Academic Emergency Medicine. 2003 Mar;10(3):290.

29. Eisenkraft A, Falk A. Possible role for anisodamine in organophosphate poisoning. Br J Pharmacol. 2016;173(11):1719–27.

30. Mercey G, Verdelet T, Renou J, Kliachyna M, Baati R, Nachon F, Jean L, Renard PY. Reactivators of acetylcholinesterase inhibited by organophosphorus nerve agents. Accounts of chemical research. 2012 May 15;45(5):756–66.

31. Musilek K, Dolezal M, Gunn‐Moore F, Kuca K. Design, evaluation and structure-аctivity relationship studies of the AChE reactivators against organophosphorus pesticides. Medicinal research reviews. 2011 Jul;31(4):548–75.

32. Colovic MB, Krstic DZ, Lazarevic-Pasti TD, Bondzic AM, Vasic VM. Acetylcholinesterase inhibitors: pharmacology and toxicology. Current neuropharmacology. 2013 May 1;11(3):315–35.

33. Petroianu GA. The history of cholinesterase reactivation: hydroxylamine and pyridinium aldoximes. Die PharmazieAn International Journal of Pharmaceutical Sciences. 2012 Oct 1;67(10):874–9.

34. Musilek K, Kuca K, Ghosh KK. Development and Structural Modifications of Cholinesterase Reactivators against Chemical Warfare Agents in Last Decade: A Review. Mini Rev Med Chem. 2015;15(1):58–72.

35. Wilson IB, Ginsburg S. Reactivation of acetylcholinesterase inhibited by alkylphosphates. Arch Biochem Biophys. 1955 Feb;54(2):569–71.

36. Lüttringhaus A, Hagedorn I. Quaternary hydroxyiminomethylpyridinium salts. The dischloride of bis-(4-hydroxyiminomethyl-1-pyridinium-methyl)-ether (lueh6), a new reactivator of acetylcholinesterase inhibited by organic phosphoric acid esters. Arzneimittel-Forschung. 1964 Jan;14:1–5.

37. Stojiljković MP, Pantelić D, Maksimović M. Tabun, sarin, soman and VX poisoning in rats: kinetics of inhibition of central and peripheral acetylcholinesterase, ageing, spontaneous and oxime-facilitated reactivation, Proceedings of VII International Symposium on Protection against Chemical and Biological Agents, Stockholm, Sweden, 2001:1–12.

38. de Jong LP, Verhagen MA, Langenberg JP, Hagedorn I, Löffler M. The bispyridinium-dioxime HLö-7: a potent reactivator for acetylcholinesterase inhibited by the stereoisomers of tabun and soman. Biochemical pharmacology. 1989 Feb 15;38(4):633–40.

39. Antonijevic B, Stojiljkovic MP. Unequal efficacy of pyridinium oximes in acute organophosphate poisoning. Clin Med Res. 2007;5(1):71–82.

40. Kokshareva NV, Kovtun SD, Kagan YuS, Mizyukova IG, Medvedev BM. Effect of a new cholinesterase reactivator, diethyxime, on the central nervous system. Byull. Eksp. Biol. Med.1977;83:29–32 (Abs. іn English).

41. Kenley RA, Howd RA, Mosher CW, Winterle JS. Nonquaternary cholinesterase reactivators. Dialkylaminoalkyl thioesters of alpha-ketothiohydroximic acids as reactivators of diisopropylphosphorofluoridate inhibited acetylcholinesterase. J Med Chem. 1981 Oct;24(10):1124–33.

42. Dube SN, Ghosh AK, Jeevarathinam K, Kumar D, Gupta SD, Pant BP, et al. Studies on the efficacy of diethyxime as an antidote against organophosphorus intoxication in rats. The Japanese Journal of Pharmacology.1986;41(3):267–71.

43. Shih TM, Koplovitz I, Kan RK, McDonough JH. In search of an effective in vivo reactivator for organophosphorus nerve agent-inhibited acetylcholinesterase in the central nervous system. Advanced Studies in Biology 2012;4(10):451–78.

44. Prozorovskiy VB. Skopichev VG. Panchenkova OA. Otsenka reaktivatora kholinesterazy karboksima kak sredstva profilaktiki otravleniy fosfororganicheskimi ingibitorami kholinesteraz. Psikhofarmakologiya I biologicheskaya narkologiya. 2008: 8(3-4): 2457–62.

45. Petroianu GA, Hasan MY, Nurulain SM, Nagelkerke N, Kassa J, Kuca K. New K-Oximes (K-27 and K-48) in Comparison with Obidoxime (LuH-6), HI-6, Trimedoxime (TMB-4), and Pralidoxime (2-PAM): Survival in Rats Exposed IP to the Organophosphate Paraoxon. Toxicol Mech Methods. 2007;17(7):401–8.

46. Petroianu GA, Nurulain SM, Nagelkerke N, Shafiullah M, Kassa J, Kuca K. Five oximes (K-27, K-48, obidoxime, HI-6 and trimedoxime) in comparison with pralidoxime: survival in rats exposed to methyl-paraoxon. J Appl Toxicol. 2007 Sep-Oct;27(5):453–7.

47. Atanasov VN, Petrova I, Dishovsky C. In vitro investigation of efficacy of new reactivators on OPC inhibited rat brain acetylcholinesterase. Chem Biol Interact. 2013 25;203(1):139–43.

48. Kalisiak J, Ralph EC, Cashman JR. Nonquaternary reactivators for organophosphate-inhibited cholinesterases. Journal of medicinal chemistry. 2012 Jan 12;55(1):465–74.

49. Taylor P, Yan-Jye S, Momper J, Hou W, CamachoHernandez GA, Rosenberg Y, Kovarik Z, Sit R, Sharpless KB. Assessment of ionizable, zwitterionic oximes as reactivating antidotal agents for organophosphate exposure. Chemico-biological interactions. 2019 Aug 1;308:194–7.

50. Chambers JE, Meek EC. Novel centrally active oxime reactivators of acetylcholinesterase inhibited by surrogates of sarin and VX. Neurobiology of disease. 2020 Jan 1;133:104487.

51. Dail MB, Leach CA, Meek EC, Olivier AK, Pringle RB, Green CE, Chambers JE. Novel Brain-Penetrating Oxime Acetylcholinesterase Reactivators Attenuate Organophosphate-Induced Neuropathology in the Rat Hippocampus. Toxicol Sci. 2019;169(2):465–74.

52. Shih TM, Skovira JW, O'Donnell JC, McDonough JH. Treatment with tertiary oximes prevents seizures and improves survival following sarin intoxication. J Mol Neurosci. 2010 Jan;40(1-2):63–9.

53. Malinak D, Nepovimova E, Jun D, Musilek K, Kuca K. Novel Group of AChE Reactivators-Synthesis, In Vitro Reactivation and Molecular Docking Study. Molecules. 2018 Sep 7;23(9):2291.

54. Sit RK, Fokin VV, Amitai G, Sharpless KB, Taylor P, Radić Z. Imidazole aldoximes effective in assisting butyrylcholinesterase catalysis of organophosphate detoxification. J Med Chem. 2014;57(4):1378–89.

55. Worek F, Thiermann H, Wille T. Organophosphorus compounds and oximes: a critical review. Arch Toxicol. 2020;94(7):2275–2292.

56. Kassa J, Karasová JZ, Pavlíková R, Caisberger F, Bajgar J. The ability of oxime mixtures to increase the reactivating and therapeutic efficacy of antidotal treatment of cyclosarin poisoning in rats and mice. ActaMedica (Hradec Kralove). 2012;55(1):27–31.

57. Katz FS, Pecic S, Tran TH, Trakht I, Schneider L, Zhu Z, Ton-That L, Luzac M, Zlatanic V, Damera S, Macdonald J, Landry DW, Tong L, Stojanovic MN. Discovery of New Classes of Compounds that Reactivate Acetylcholinesterase Inhibited by Organophosphates. Chembiochem. 2015;16(15):2205–15.

58. Bierwisch A, Wille T, Thiermann H, Worek F. Kinetic analysis of interactions of amodiaquine with human cholinesterases and organophosphorus compounds. Toxicol Lett. 2016;246:49–56.

59. Kobrlova T, Korabecny J, Soukup O. Current approaches to enhancing oxime reactivator delivery into the brain. Toxicology. 2019;423:75–83.

60. Okumura T, Takasu N, Ishimatsu S, Miyanoki S, Mitsuhashi A, Kumada K, et al. Report on 640 victims of the Tokyo subway Sarin attack. Ann Emerg Med 1996;28:129–35

61. Bajgar J, Fusek J, Kuca K, Bartosova L, Jun D. Treatment of organophosphate intoxication using cholinesterase reactivators: facts and fiction. Mini Rev Med Chem. 2007;7(5):461–6.

62. Trinka E, Kälviäinen R. 25 years of advances in the definition, classification and treatment of status epilepticus. Seizure. 2017 Jan 1;44:65-73.

63. Aroniadou-Anderjaska V, Figueiredo TH, Apland JP, Braga MF. Targeting the glutamatergic system to counteract organophosphate poisoning: A novel therapeutic strategy. Neurobiology of disease. 2020 Jan 1;133:104406.

64. McCarren HS, McDonough JH Jr. Anticonvulsant discovery through animal models of status epilepticus induced by organophosphorus nerve agents and pesticides. Ann N Y Acad Sci. 2016 Jun;1374(1):144-50.

65. Masson P, Nachon F. Cholinesterase reactivators and bioscavengers for pre- and post-exposure treatments of organophosphorus poisoning. Journal of neurochemistry. 2017 Aug;142:26–40.

66. Philippens I, Jongsma M, Joosen M, Bouwman G, Vanwersch R. Prophylaxis against nerve agent toxicity: Physiological, behavioral, and neuroprotection of current and novel treatments. InHFM-149 Symposium'Defense against the Effects of Chemical Hazards: Toxicology, Diagnosis and Medical Countermeasures', Edinburgh, Scotland (GBR), 8-10 October 2007 2007 Jan 1.

67. Dunn MA, Sidell FR. Progress in medical defense against nerve agents. JAMA. 1989 Aug 4;262(5):649–52.

68. Wessler I, Kirkpatrick CJ. Acetylcholine beyond neurons: the non-neuronal cholinergic system in humans. Br J Pharmacol. 2008;154(8):1558–71.

69. Pohanka M. Cholinesterases, a target of pharmacology and toxicology. Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub. 2011 Sep;155(3):219–29.

70. Wang T, Wang Y, Zhang L, Han B, Wang H, Li Y, Fu F. A novel approach to medical countermeasures against organophosphorus compound toxicity. Biomed Rep. 2013;1(6):901–906.

71. Bajaj P, Tripathy RK, Aggarwal G, Datusalia AK, Sharma SS, Pande AH. Refolded Recombinant Human Paraoxonase 1 Variant Exhibits Prophylactic Activity Against Organophosphate Poisoning. Appl Biochem Biotechnol. 2016 Sep;180(1):165–76.

72. Doctor BP, Saxena A. Bioscavengers for the protection of humans against organophosphate toxicity. Chem Biol Interact. 2005 Dec 15;157–158:167–71.

73. Worek F, Thiermann H, Wille T. Oximes in organophosphate poisoning: 60 years of hope and despair. Chem Biol Interact. 2016 Nov 25;259(Pt B):93–8.

 

Received 04/27/2021

Схожі матеріали (за тегом)