Ципрофлоксацин — не новый, но проверенный и весьма эффективный антибиотик фторхинолонового ряда. Он успешно борется с большинством грамположительных и грамотрицательных аэробных патогенов, вызывающих инфекции органов брюшной полости, мочеполовой системы, дыхательных путей. Ципрофлоксацина боятся такие устойчивые к антибиотикам бактерии, как палочка Коха (возбудитель туберкулеза) и синегнойная палочка — причина тяжелых внутрибольничных инфекций у пациентов со слабым иммунитетом.
Однако в ходе терапии врачи достаточно часто отмечают неожиданные побочные эффекты, имеющие, скорее всего, аллергическую природу. При этом не удавалось выявить закономерности их появления. Ученые из Института химической кинетики и горения имени Воеводского Сибирского отделения РАН при содействии коллег из других научных центров Сибири провели комплексное исследование ципрофлоксацина и других фторхинолонов и нашли причину загадочных «побочек».
Виновником осложнений оказался фотолиз — реакция, при которой под воздействием ультрафиолетового света в молекуле ципрофлоксацина неожиданно рвутся прочные фторуглеродные связи и свободный агрессивный фтор устремляется в окружающую среду. Свободным он остается крайне недолго, но этого достаточно чтобы нанести не смертельный, но достаточно ощутимый ущерб тканям пациента. Чаще всего это проявляется как ожог слизистых оболочек — например, на глазах, если пациент использовал ципрофлоксациновую глазную мазь или капли. При парентеральном введении возможны фототоксические поражения внутренних органов. Это похоже на ожог соком борщевика — в темноте он не причиняет вреда, а при солнечном свете может вызвать тяжелое поражение кожи.
Для начала фотолиза необходимо воздействие на препарат солнечного света или иного источника ультрафиолетового излучения. Наружные препараты (упомянутые мази и капли) с наибольшей вероятностью могут дать фототоксический эффект. Их применять лучше вечером, после захода солнца.
Таблетированные формы ципрофлоксацина вряд ли дадут нежелательный эффект, если только не ломать капсулы или таблетки на части и не подставлять их содержимое под солнечные лучи. А вот препараты для инъекций (лиофилизаты и приготовленные из них растворы) вполне могут подвергнуться фотолизу. Стекло и пластик, из которых делаются емкости, ампулы, шприцы, не задерживают ультрафиолет на 100%. Эти материалы хорошо блокируют самые вредные лучи с длиной волны в 100-200 нм, но проницаемы для среднего (200-315 нм) и особенно верхнего (315-400 нм) ультрафиолета. Если светопрозрачная емкость с ципрофлоксацином полежит на солнце или под кварцевой лампой, которые регулярно включают в больницах для дезинфекции помещений, возникает риск фототоксического эффекта. Многое, впрочем, зависит от индивидуальных особенностей организма пациента.
Даже если прием лекарственного средства прошел штатно, возможна отсроченная реакция — например, при выделении препарата с потом на открытые солнцу участки кожи.
В ходе исследования ученые использовали фотохимический реактор, оборудованный лампами, которые генерировали свет с длиной волны 308 нм. Настоящей гордостью исследователей стала специально сконструированная установка наносекундного лазерного импульсного фотолиза, которая позволила сверхточно фиксировать неблагоприятные изменения структуры препарата, теряющего ионы фтора. Анализ проходит с разрешением «квант света/молекула препарата».
В настоящее время исследования продолжаются. Ученые хотят выяснить вероятность фотолитических реакций у разных форм ципрофлоксацина — катионной, анионной и цвиттер-ионной. Последняя преобладает при разведении препарата в физиологическом растворе и интенсивнее первых двух реагирует на УФ-облучение.
Дальше мы планируем исследовать, как структура химических соединений влияет на фототоксический эффект, то есть на то, как эти соединения реагируют на свет и какие вызывают токсические реакции в клетках или организмах. Мы сосредоточимся на наборе из четырех антибиотиков фторхинолонового ряда. Все они имеют схожую химическую структуру, но различаются по заместителям — это могут быть разные группы атомов или молекул, которые присоединены к основной структуре молекулы. Мы хотим исследовать, как эти заместители могут влиять на различные аспекты соединения, такие, как его стабильность, способность поглощать свет, взаимодействовать с клеточными структурами и, следовательно, на его фототоксический эффект.
На базе проведенного исследования ученые планируют уточнить правила хранения и применения фторхинолонов в медицинских учреждениях и дать рекомендации по снижению риска побочных эффектов у пациентов. Скорее всего, им будет рекомендовано воздержаться от пребывания на солнце и посещения солярия.
Недавно мы рассказали, как лягушка помогла разработать новый антибиотик от супербактерий.
