Zastanawiasz się, jak wydać pracę doktorską, habilitacyjną lub monografie? Chcesz dokonać zmian w stylistyce i interpunkcji tekstu naukowego? Nic prostszego! Zaufaj Wydawnictwu Borgis - wydawcy renomowanych książek i czasopism medycznych. Zapewniamy przede wszystkim profesjonalne wsparcie w przygotowaniu pracy, opracowanie dokumentacji oraz druk pracy doktorskiej, magisterskiej, habilitacyjnej. Dzięki nam nie będziesz musiał zajmować się projektowaniem okładki oraz typografią książki.

© Borgis - Postępy Fitoterapii 1/2001, s. 25-28
Barbara Gawrońska-Szklarz
Ocena farmakokinetyczna preparatów roślinnych ze szczególnym uwzględnieniem dostępności biologicznej
Pharmacokinetic and bioavailability evaluation of herbal remedies
Zakład Farmakokinetyki i Terapii Monitorowanej Katedry Farmakologii, Pomorska Akademia Medyczna, Szczecin
Summary
Herbal remedies should be examined as for efficacy and toxicity. One of the methods is pharmacokinetic evaluation and assessment of biovailability. Pharmacokinetics describes plasma/serum concentration changes versus time of main constituents of herbal products (or active group of cons-tituents). The pharmacokinetic parameters e.g. biova-ilability, volume of distribution, clearance, elimination half-life are determined by using the exponential equations (mathematical models). Studies on the pharmacokinetics contribute to effective and save dosing of herbal remedies. Determination of pharmacokinetics of herbal extracts, especially of complex multiherbal preparations is sometimes difficult, because of paucity of analytical methods to assess concentration of those compounds in biological fluids.
Key words: leki roślinne.
Jeszcze do niedawna, wiedza na temat preparatów roślinnych stosowanych w lecznictwie opierała się głównie na doświadczeniu i tradycji medycyny ludowej. Z biegiem czasu, dzięki wprowadzeniu nowoczesnych metod analitycznych i farmakodynamicznych, służących do oceny substancji leczniczych, dostarczano coraz więcej danych na temat działania i skuteczności terapeutycznej samych roślin leczniczych oraz środków pochodzenia roślinnego. Znalezione w roślinach leczniczych układy strukturalne były często modelem do syntezy chemicznej nowych leków, które uznano za niezbędne w medycynie. Jako przykład substancji izolowanych z roślin można wymienić m.in.: atropinę, kodeinę, kofeinę, digoksynę, ergotaminę, morfinę, rezerpinę, skopolaminę, chininę (1). W XX wieku, mimo ogromnych osiągnięć w zakresie syntezy chemicznej, wielu naukowców oraz lekarzy praktyków zwróciło się ku fitoterapii, która stała się jedną z metod leczenia. Pod pojęciem fitoterapii, kryje się nauka, zajmująca się zastosowaniem środków leczniczych pochodzenia roślinnego. Mogą to być całe rośliny lub ich części (łodyga, korzeń, kwiat, kora), w postaci świeżej lub wysuszonej, a także otrzymane z nich soki, odwary, maceraty, syropy, kapsułki, tabletki, olejki eteryczne, wyciągi wodne, alkoholowe, olejowe i inne (2). Preparaty te powinny być przygotowane odpowiednimi metodami, które pozwolą na uzyskanie największych ilości substancji biologicznie czynnych, występujących w tym surowcu oraz innych związków im towarzyszących. Do ważniejszych grup związków czynnych zawartych w roślinach należą: cukry proste i złożone (inulina, celuloza), śluzy roślinne, glikozydy: saponinowe, goryczkowe, irydoidowe, fenolowe, cyjanogenne, alkaloidowe i inne, a poza tym alkaloidy (tropianowe – atropina, skopolamina, izochinolinowe – papaweryna, fenantrenowe – morfina, purynowe – metyloksantyny, pirydynowe i piperydynowe – nikotyna, i lobelina, chinolinowe – chinidyna), garbniki, antrazwiązki, saponiny, flawonoidy, antocyjany, kumaryny oraz olejki eteryczne. Istotny wpływ na zawartość ciał czynnych w preparacie roślinnym ma sposób uprawy oraz zbierania surowców roślinnych, ich przechowywanie, suszenie, sposób ekstrakcji, polarność rozpuszczalników itp. (3). Przed oceną skuteczności i toksyczności, preparaty lecznicze pochodzenia roślinnego powinny być poddane standaryzacji i kontroli jakości (4). W związku z tym produkt roślinny należy zbadać pod względem:
a) oceny zadeklarowanego składu, dowodów jakości produktu,
b) restrykcji odnośnie zawartości składników potencjalnie niebezpiecznych,
c) określenia warunków prawidłowego i odpowiedniego dawkowania,
d) zobligowania posiadaczy licencji do przekazywania informacji o możliwości wystąpienia działania niepożądanego.
Zgodnie z przepisami amerykańskiej organizacji do oceny leków i środków leczniczych Food and Drug Administration (FDA), metody badań przewidziane w celu dopuszczenia leku do obrotu takie jak: ocena skuteczności i bezpieczeństwa farmakoterapii, są obowiązkowe i jednakowe zarówno dla leków syntetycznych, jak i fitoterapeutyków (5). Jedną z takich metod jest ocena farmakokinetyczna leków oraz badanie dostępności biologicznej preparatów leczniczych.
Farmakokinetyka zajmuje się badaniem losów leku w organizmie, a przede wszystkim ilościową, matematyczną oceną procesów wchłaniania, dystrybucji, biotransformacji (metabolizmu) i wydalania. Stanowi ona bardzo ważną dziedzinę wiedzy farmakologicznej, gdyż pozwala na podstawie analizy matematycznej pomiarów stężeń danego leku we krwi lub moczu, ustalić parametry farmakokinetyczne, które zostaną wykorzystane w racjonalnej i bezpiecznej farmakoterapii. Efekt farmakologiczny może wystąpić tylko wtedy, jeżeli sam lek lub jego aktywny metabolit osiąga odpowiednie stężenie w miejscu właściwego działania.
Oznaczenie stężenia leku roślinnego w płynach biologicznych (krew, mocz, osocze, surowica), w przypadku preparatów roślinnych, często nastręcza duże trudności, ponieważ rośliny nie zawierają jednorodnych substancji. Skutek terapeutyczny wielu preparatów ziołowych jest zwykle wypadkową działania wielu substancji biologicznie czynnych, mających różnorodne działanie farmakologiczne (2).
Przed przystąpieniem do badań farmakokinetycznych oraz klinicznych, ekstrakty i preparaty ziołowe poddaje się ocenie jakościowej i w miarę możliwości analizie ilościowej, która pozwala określić stężenie substancji czynnych. Metody te służą również do standaryzacji leków ziołowych. W tym celu ekstrakty roślinne i preparaty ziołowe podzielono na trzy grupy: pierwszą stanowią ekstrakty lub preparaty roślinne, w których znane są substancje czynne biologicznie, do drugiej zaliczono ekstrakty lub preparaty o nieznanym składzie, a do trzeciej złożone preparaty (mieszanina), zawierające kilka leków lub ekstraktów (5).
OCENA JAKOŚCIOWA I ILOŚCIOWA EKSTRAKTÓW LUB PREPARATÓW ROŚLINNYCH O ZNANYCH SKŁADNIKACH CZYNNYCH BIOLOGICZNIE
Do identyfikacji substancji czynnych w badanym preparacie ziołowym stosuje się metody chromatograficzne (analiza jakościowa), a następnie analizę ilościową zidentyfikowanych związków metodą wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) lub chromatografii gazowej (GC). Do tej grupy substancji można zaliczyć wiele aktywnych i toksycznych preparatów ziołowych np.: opium (Papaver somniferum), korzeń rauwolfi (Rauvolfia serpentina), liście belladonny (Atropa bella-donna) czy liście naparstnicy (Digitalis lanata) i liście senny. Ocena terapeutyczna opiera się na analizie składu chemicznego i właściwości farmakokinetycznych tych preparatów określonych na podstawie stężenia aktywnego składnika lub jego metabolitu w płynie biologicznym. Porównuje się również szybkość rozpuszczania przygotowanej postaci leku w wodzie lub w innych roztworach. Test rozpuszczalności przeprowadza się metodą HPLC (6).
EKSTRAKTY I PREPARATY ZIOŁOWE O NIEZNANYM SKŁADZIE
W wielu preparatach ziołowych nie wiadomo dokładnie, który składnik odpowiedzialny jest za obserwowane działanie farmakologiczne. Jeżeli występuje chociaż jeden związek „podejrzewany” o to działanie, to standaryzację i analizę farmakokinetyczną przeprowadza się w oparciu o ten związek. W innych przypadkach stosuje się analizę kilku substancji czynnych. Do oceny jakościowej i ilościowej takich preparatów stosuje się metody: HPLC, GC oraz chromatografii cienkowarstwowej (TLC). Jeżeli nie uda się zidentyfikować substancji aktywnych, to szczegółowa dokumentacja chromatograficzna świadcząca o powtarzalności i dobrej rozdzielczości składników oraz szczegółowy opis ekstrakcji są wystarczające do oceny jakościowej badanego preparatu. Nie można wówczas określić parametrów farmakokinetycznych badanego preparatu roślinnego. Do takich preparatów należą m.in. wyciąg z jeżówki (Echinacea), ekstrakt z liści miłorzębu japońskiego (Ginkgo-biloba). Wyciągi przygotowane z różnych części jeżówki (korzeń, górna część) mają odmienny skład i właściwości (Echinacea purpurea, E. pallida, E. angustifolia) (7). Pomimo wykrycia w jeżówce wielu związków aktywnych farmakologicznie (polisacharydy, glikoproteiny, pochodne kwasu kawowego), wciąż nie ustalono głównego składnika czynnego (8).
Wyciąg z Ginkgo-biloba zawiera dwie podstawowe grupy związków chemicznych: flawonoidy i terpeny, a poza tym znajduje się w nim pewna ilość kwasów organicznych nadających mu kwaśny charakter i poprawiających dzięki temu rozpuszczalność ciał czynnych w wodzie (9). Analizę farmakokinetyczną wyżej wymienionych preparatów przeprowadza się oznaczając stężenia wybranych substancji aktywnych. W przypadku Ginkgo-biloba oznaczano stężenia bioflawonoidów w surowicy krwi takich jak: kamferol, izoramnetyna i kwercetyna (10).
PREPARATY MIESZANE ZAWIERAJĄCE KILKA EKSTRAKTÓW
W medycynie tradycyjnej (indyjskiej – Ayurveda, chińskiej – Kampo) często stosuje się preparaty złożone z dwóch lub więcej ekstraktów, lub ekstrakt, który jest mieszaniną wielu ziół. Zastosowanie preparatów złożonych opiera się głównie na wiedzy empirycznej. We współczesnej medycynie dopuszcza się preparaty zawierające nie więcej niż trzy, cztery składniki, z powodu trudności w standaryzacji i ocenie jakościowej takiej mieszaniny. W celu wykrycia aktywnych składników stosuje się bardzo czułe i specyficzne metody chromatograficzne takie jak: HPLC, GC i kapilarną chromatografię gazową. Najczęściej stosowane detektory w HPLC to: UV (diode array), fluorescencyjny, elektrochemiczny i spektrometria masowa, a w GC: płomieniowo-jonizacyjny, azotowo-fosforowy, wych-wytu elektronów oraz spektrometr masowy. Metoda HPLC jest na ogół odpowiedniejsza dla związków pochodzenia biologicznego, ponieważ są one nielotne i termolabilne. Szczególne znaczenie przy oznaczaniu stężenia zidentyfikowanych substancji czynnych biologicznie ma chromatografia cieczowa w odwróconych fazach, gdyż stwarza możliwość oznaczania również związków polarnych. Połączenie HPLC z detektorem spektrometrii masowej bardzo zwiększa czułość oznaczeń. Metody immunologiczne (EMIT) mają mniejsze znaczenie w ilościowym oznaczaniu substancji czynnych w preparatach roślinnych.
Przykładem związków składających się z kilku lub kilkunastu substancji czynnych są np. ekstrakty z kozłka lekarskiego (Valeriana officinalis) oraz chmielu zwyczajnego (Humulus lupulus), ekstrakty z dziurawca (Hypericum perforatum), preparat Padma 28. W ekstraktach z dziurawca występuje przynajmniej siedem grup aktywnych biologicznie związków odpowiedzialnych za działanie farmakologiczne (hyperycyna, pseudohyperycyna, naftodiandrony, flawonoidy – kwercetyna, rutyna, flawony, hyperosydy, kwas taninowy, fenylopropany i inne).
W przypadku braku odpowiednio czułej metody analitycznej do oznaczenia stężenia czynnego składnika lub grupy substancji aktywnych, analizę jakościową opiera się tylko na ocenie efektu farmakologicznego badanego preparatu roślinnego. Nie można wówczas oznaczyć parametrów farmakokinetycznych aktywnych składników tego preparatu.
Ocenę farmakokinetyczną preparatów roślinnych przeprowadza się badając stężenie leku i jego metabolitów w płynach biologicznych (krew, mocz, osocze, surowica) w ściśle określonych przedziałach czasu. Na podstawie zmian stężenia badanego składnika (lub grupy składników) obserwowanych we krwi określa się matematyczne zależności pomiędzy podaną dawką a tymi stężeniami i oblicza odpowiednie parametry określające ilościowo właściwości farmakokinetyczne badanego leku. Poznanie tych parametrów pozwala na wytyczenie podstaw skutecznego i bezpiecznego dawkowania leku przez dobór drogi jego podania, wielkości dawki oraz częstotliwości dawkowania (11). Do najważniejszych parametrów farmakokinetycznych należą: dostępność biologiczna, objętość dystrybucji, klirens i biologiczny okres półtrwania leku. Istotnym problemem jest ocena dostępności biologicznej preparatów roślinnych. Dostępność biologiczna jest to parametr, który określa szybkość i ilość wchłoniętego do krwioobiegu leku z miejsca jego podania, a więc decyduje o jego stężeniu w miejscu działania i skuteczności leczniczej. Określenie dostępności biologicznej jakiegoś leku jest, obok oceny klinicznej, problemem szczególnie ważnym w przypadku pozanaczyniowego podawania leku oraz wówczas, gdy chodzi o substancje trudno rozpuszczalne w sokach trawiennych i płynach ustrojowych. Dostępność biologiczna, zgodnie z definicją, jest określana jako ułamek (procent) dawki leku, jaki przechodzi do krążenia ogólnego po pozanaczyniowym podaniu leku. Wartość tego ułamka jest bliska zeru dla leków nie wchłaniających się z miejsca podania lub wychwytywanych przed dojściem do krążenia ogólnego (duży efekt pierwszego przejścia) albo jest zbliżona do jedności dla leków wchłaniających się całkowicie. Stopień i szybkość z jaką lek dostaje się do krwioobiegu charakteryzują następujące parametry: wielkość powierzchni pod krzywą zmian stężenia leku we krwi (AUC), maksymalne stężenie leku we krwi (C max) oraz często podawany jest także czas, po którym zostaje osiągnięte stężenie maksymalne (T max). Wielu autorów uważa, że Tmax zależy od czasu pobierania prób (12). W celu wyznaczenia dostępności biologicznej określonej postaci leku, należy wyznaczyć wszystkie trzy parametry. Pomiar AUC pozwala na obliczenie stopnia dostępności biologicznej leku (EBA-Extend of Bioavailability). Sposób wyznaczania ułamka dawki dostającej się do krążenia ogólnego prowadzi do rozróżnienia tzw. bezwzględnej i względnej dostępności biologicznej leku. Bezwzględną dostępność biologiczną leku określamy porównując AUC leku podanego donaczyniowo (posiadającym 100% dostępności biologicznej), z tym samym lekiem podanym pozanaczyniowo, aby ocenić jego wartość leczniczą przy innej niż donaczyniowa droga podania. Względną dostępność biologiczną oznaczamy porównując AUC preparatu badanego z AUC preparatu standardowego o znanej dostępności biologicznej, który jest podany również pozanaczyniowo. Preparat standardowy jest to lek z tej samej grupy co badany, o udokumentowanych wysokich wartościach terapeutycznych. W przypadku preparatów roślinnych oznacza się dostępność biologiczną względną. Badania takie przeprowadza się po podaniu dawki jednorazowej lub po podaniu wielokrotnym leku (w stanie stacjonarnym), najczęściej metodą „cross-over” (12). Dostępność biologiczną mogą zmieniać czynniki farmakotechniczne związane z postacią leku (postać fizyczna substancji leczniczej, postać chemiczna leku, obecność substancji pomocniczych), jak i czynniki związane z żywym organizmem (odmienności osobnicze pacjenta – czynniki genetyczne, rodzaj choroby, czas i droga podania leku, stopień wypełnienia żołądka, rodzaj pokarmu lub równocześnie podane inne leki – interakcje).
Oznaczanie stopnia dostępności biologicznej ma bardzo istotne znaczenie praktyczne dla producenta leku, a lekarzowi pozwala na właściwy dobór rodzaju preparatu, postaci leku, drogi podawania oraz dawkowania substancji leczniczej. W razie braku skuteczności farmakoterapii ułatwia decyzję o zmianie ustalonego sposobu leczenia.
Piśmiennictwo
1. Samochowiec L.: Kompendium fitoterapii dla lekarzy i farmaceutów oraz studentów medycyny. (ed.) Volumed, Wrocław, 1995. 2. Harnischfeger G.: Qualitatskontrolle von Phytopharmaka. (ed.) G.Thieme Verlag, Stuttgart, 1985. 3. Nahrstedt A.: Phytopharmaka: Zubereitungsformen und Inhaltsstoffe. Z. Phytother. 1989, 10: 83-86. 4. Bauer R. et al.: Qualitatsanspruche an rational anwendbare Phytopharmaka. Dtsch. Apoth. Ztg. 1993, 133: 4105-4108. 5. Bauer R., Tittel.: Quality assassment of herbal preparations as a precondition of pharmacological and clinical studies. Phytomed. 1996, 2: 193-198. 6. Schulz HU. et al.: Untersuchung zum Freisetzungsverhalten und zur Bioaquivalenz von Silymarin-Praparaten. Arzneim.-Forsch./Drug Res. 1995, 45: 61-64. 7. Bauer R., Wagner H.: Echinacea Species as Potential Immunostimulatory Drugs. In: Economic and Medicinal Plant Research. Vol. V, 253-321, Academic Press, London, 1991. 8. Bauer R.: Echinacea-Drogen – Neue Ergebnisse zur Frage der Wirksubstanzen. Natur und Ganzheitsmedizin 13-22, 1993. 9. Funfgeld EW.: Rokan, Ginkgo biloba. Recent Results in Pharmacology and Clinic. (ed.) Springer-Verlag, 1988. 10. Wójcicki J. et al.: Comparative pharmacokinetics and bioavailability of flavonoid glycosides of Ginkgo biloba after a single oral administration of three formulations to healthy volunteers. Materia Medica Polona. 1995, 27: 141-146. 11. De Smet P., Brouwers J.: Pharmacokinetic Evaluation of Herbal Remedies. Basic Introduction, Applicability, Current Status and Regulatory Needs. Clin. Pharmacokinet. 1997, 32: 427-436. 12. Steinijans V. et al.: Controversies in Bioequivalence Studies. Clin. Pharmacokinet. 1992, 22: 247-253.
Postępy Fitoterapii 1/2001
Strona internetowa czasopisma Postępy Fitoterapii