ИЗУЧЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОСТРОЙ ТОКСИЧНОСТИ И КУМУЛЯТИВНЫХ СВОЙСТВ ТВЕРДОЙ ЛЕКАРСТВЕННОЙ ФОРМЫ АНТИБАКТЕРИАЛЬНОГО ПРЕПАРАТА «ЛЕВОДОН»

АННОТАЦИЯ

В работе представлены результаты доклинического изучения острой токсичности и кумулятивных свойств лекарственной формы «Леводон, шипучие таблетки с цитрусовым вкусом, 1110 мг», разработанной на основе модифицированного комплекса левофлоксацина с поливинилпирролидоном. Препарат предназначен для пролонгированной антимикробной терапии и содержит 37% действующего вещества. Исследования проведены в соответствии с международными и национальными руководящими документами. Острая токсичность изучалась методом фиксированной дозы при однократном внутрижелудочном введении белым беспородным мышам-самцам. Установлено, что при дозе 5000 мг/кг гибель животных отсутствовала, наблюдаемые кратковременные функциональные изменения носили обратимый характер. Средне-смертельная доза (LD₅₀) превышает 5000 мг/кг, что позволяет отнести исследуемую форму к VI классу токсичности (относительно безвредные вещества) по классификации OECD. Кумулятивные свойства изучали методом субхронической токсичности при многократном внутрижелудочном введении с постепенным увеличением дозы. Коэффициент кумуляции составил 5,15, что согласно шкале Л. И. Медведя в модификации Б. И. Люблиной соответствует слабой степени кумуляции. Полученные результаты свидетельствуют о благоприятном токсикологическом профиле препарата «Леводон» и обосновывают целесообразность дальнейших исследований.

ABSTRACT

This paper presents the results of a preclinical study of the acute toxicity and cumulative properties of the pharmaceutical formulation «Levodon, effervescent tablets with citrus flavor, 1110 mg» developed on the basis of a modified complex of levofloxacin with polyvinylpyrrolidone. The drug is intended for prolonged antimicrobial therapy and contains 37% of the active substance. The studies were conducted in accordance with international and national guidelines. Acute toxicity was studied using the fixed-dose method with a single intragastric administration to outbred male mice. At a dose of 5000 mg/kg, no animal lethality was observed; the transient functional changes were reversible. The median lethal dose (LD50) exceeds 5000 mg/kg, which classifies the studied formulation as Class VI toxicity (relatively harmless substances) according to the OECD classification. Cumulative properties were studied using the subchronic toxicity method with repeated intragastric administration and gradual dose increase. The cumulative coefficient was 5.15, which, according to the Medved' scale modified by Lyublina, indicates a weak degree of cumulation. The obtained results demonstrate a favorable toxicological profile of the drug «Levodon» and substantiate the feasibility of further research.

Ключевые слова: «Леводон», шипучие таблетки, острая токсичность, кумулятивные свойства, доклинические исследования.

Keywords: «Levodon», effervescent tablets, acute toxicity, cumulative properties, preclinical studies.

Введение. Антибиотики ‒ это группа лекарственных средств, предназначенных для лечения бактериальных инфекций, которые действуют за счёт подавления роста микроорганизмов или их уничтожения. Они широко применяются в клинической практике благодаря высокой эффективности при заболеваниях дыхательных путей, мочевыводящей системы, кожи и мягких тканей, а также при системных инфекциях. Механизм действия антибиотиков основан на нарушении жизненно важных процессов бактериальной клетки, таких как синтез клеточной стенки, белков или нуклеиновых кислот. Рациональное применение антибиотиков имеет ключевое значение, поскольку их нецелевое или чрезмерное использование способствует развитию антибиотикорезистентности, что представляет серьёзную проблему для современной медицины и требует постоянного поиска новых антимикробных препаратов и оптимизации существующих схем терапии [1-7]. В экспериментально-технологической лаборатории Института биоорганической химии АН РУз им. акад. А. С. Садыкова разработана фармацевтически активная субстанция на основе левофлоксацина и поливинилпирролидона – «Леводон», в качестве препарата с антимикробным действием для пролонгированной терапии. Содержание леводофлоксацина в новом препарате составляет 37% [8].

Разработана технология твердой лекарственной формы (ЛФ) «Леводона» в виде шипучих таблеток с цитрусовым вкусом [9].

Связи с этим, целью данного исследования является изучение показателей острой токсичности и кумулятивных свойств ЛФ «Леводон, Шипучие таблетки с цитрусовым вкусом, 1110 мг, 20 шт»

Методы

Исследования по определению острой токсичности и кумулятивных свойств шипучих таблеток «Леводон» 1,110 г №20 с лимонным вкусом, изготовленных в опытно-промышленном отделе Института биоорганической химии Академии наук Республики Узбекистан (ИБОХ АН РУз), проводились согласно методикам, описанным в работах [10-13].

Исследуемый образец ‒ твердая лекарственная форма «Леводон, Шипучие таблетки с цитрусовым вкусом, 1110 мг, 20 шт» в полипропиленовой тубе с влагозащитной крышкой, в одной таблетке (2305 мг) содержит следующие вещества:

- действующее вещество «Леводон» - 1110 мг,

- вспомогательные вещества: ацесульфама калия – 500 мг, ароматизатора лимонного – 10 мг, ароматизатора апельсинового – 10 мг, гидрокарбоната натрия – 371 мг, лимонной кислоты – 281 мг и стеарата магния – 23 мг.

Расчет вводимых доз ЛФ «Леводон, Шипучие таблетки с цитрусовым вкусом, 1110 мг, 20 шт» проводили по действующему веществу.

Доклиническое изучение острой токсичности и кумулятивных свойств ЛФ было проведено на 20 белых беспородных мышах-самцах, массой 18±2 г. Манипуляции с лабораторными животными проводили в соответствии с Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях [10].

Опыты проводили на здоровых половозрелых животных, прошедших карантин не менее 10-14 дней. Животные находились в свободном доступе к пище и воде, в условиях вивария, на стандартном рационе питания. Распределение животных проводилось рандомно, исходные средние показатели массы животных в группах статистически значимо не отличались [11].

Определение острой токсичности ЛФ проводили методом фиксированной дозы при однократном внутрижелудочном введении согласно Руководящему документу Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) с определением Класса токсичности веществ [12].

Фиксированные дозы включали: 5000, 2000, 300, 50 и 5 мг/кг лабораторного животного. Животные вводились в эксперимент в 2 этапа. В каждую группу отбирали по 5 животных. На первом этапе 2 мышам вводили лекарственную форму в дозе 5000 мг/кг, при отсутствии их гибели в течение 3 дней лекарственную форму в той же дозе вводили еще 3 животным. При наличии 2-х и более животных продолжали введение ЛФ в меньшей фиксированной дозе. Животные контрольной группы вводили внутрижелудочно воду в соответствующем объеме (0,3 мл). За животными вели наблюдение ежечасно в течение первого дня эксперимента в условиях лаборатории, при этом в качестве показателей функционального состояния животных фиксировали: общее состояние, возможные судороги, гибель. Далее ежедневно, в течение 2-х недель в условиях вивария у животных всех групп вели наблюдения за общим состоянием и активностью, особенностями поведения, частотой и глубиной дыхательных движений, состоянием волосяного и кожного покрова, положением хвоста, количеством и консистенцией фекальных масс, частотой мочеиспускания, изменением массы тела и др. показателями с учетом рекомендаций OECD, 2000 [13].

В конце эксперимента вычисляли средне-смертельную дозу (ЛД₅₀) и определяли класс токсичности согласно, классификации OECD [11].

Изучение кумулятивных свойств ЛФ проводили при внутрижелудочном введении методом субхронической токсичности по схеме, предложенной R.K.S. Lim et al. [14]: в первые 4 дня вводили 0,1 дозу от ЛД₅₀ с дальнейшим увеличением дозы каждые 4 дня, соответственно, 0,15; 0,22; 0,34; 0,50; 0,75 и 1,12 дозы от ЛД50. Расчет введенных доз проводили на основании установленной ЛД₅₀ при изучении острой токсичности ЛФ (ЛД₅₀>5000 мг/кг) при однократном внутрижелудочном введении мышам. Продолжительность эксперимента планировалась 24±4 дня. Исследования проведены на 10 мышах-самцах.

В ходе эксперимента фиксировали суммарную дозу вводимых веществ, гибель животных, расчет ЛД_{50­_n} при n-кратном введении проводили с помощью онлайн калькулятора [15].

Коэффициент кумуляции (К_к) определяли, как отношение суммарной дозы, полученной организмом при многократном дробном n-введении вещества в количестве, равном среднесмертельной дозе, к той же величине, но при однократном введении, по формуле:

К_к= ЛД_{50_n}ЛД_{50_1} ,

где ЛД_{50_n} – суммарная средняя смертельная доза при n-кратном введении, ЛД_{50_1} - средняя смертельная доза при однократном введении.

Качественную оценку величины К_к вели по шкале Л. И. Медведя и соавт. в модификации Б. И. Люблиной [16, 17], где К_к <1 соответствует Сверхкумуляции; К_к= 1–2,2 - Выраженная кумуляция; К_к= 2,2–5 - Средняя кумуляция; К_к >5 - Слабая кумуляция.

Результаты исследований статически обработаны общепринятыми методами с определением средней величины (М) и средней ошибки средней арифметической (m) с помощью компьютерной программы Microsoft Excel, с расчетом t-критерия Стьюдента при сравнении средних величин. Статистически значимыми приняты различия при уровне значимости p<0,05.

Результаты и их обсуждение

ЛФ изучен на предмет острой токсичности при однократном внутрижелудочном введении мышам. При введении ЛФ мышам однократно внутрижелудочно в дозе 5000 мг/кг через 5-10 минут у животных наблюдалось умывание, сужение глаз, кучкование и мочеиспускание. Мыши возвращались к норме в течение 2-3 часа. Гибели животных не было отмечено (0/5) (табл. 1).

Таблица 1.

Показатели острой токсичности при однократном внутрижелудочном введении ЛФ мышам

Далее на протяжении всего срока исследований (14 дней) проводили наблюдения за животными по изученным показателям: отклонений в состоянии волосяного и кожного покрова, положении хвоста, консистенции фекальных масс, диурезе, изменении массы тела в динамике (табл. 2) от животных контрольной группы не выявлено.

Таблица 2.

Динамика массы тела мышей при однократном внутрижелудочном введении ЛФ (M±m, n=5)

Таким образом, изучение острой токсичности ЛФ при однократном внутрижелудочном введении мышам показало, что LD₅₀ ˃ 5000 мг/кг; в соответствии с модифицированной классификацией OECD [11] данная лекарственная форма соответствует VI классу токсичности веществ (Относительно безвредно).

Дозы вводимых ЛФ приведены в табл. 3.

Таблица 3.

Изучение кумулятивных свойств ЛФ методом субхронической токсичности на мышах

При введении ЛФ первая гибель животных зафиксирована на 17-е сутки эксперимента, погибло 1 из 10 животных, суммарная доза введения составила 18700 мг/кг, на 18-е сутки погибло еще 1 животное – 2/10, суммарная доза введенного вещества составила 21200 мг/кг, на 19-е сутки погибло третье животное (3 из 10) при кумулятивной дозе 23700 мг/кг. На 20-е сутки погибло 3 мыши (6 из 10) при введении 26200 мг/кг. Дальнейшее увеличение кумулятивной дозы привело к гибели всех животных на 24 день эксперимента, общая суммарная доза введенной ЛФ составила 41200 мг/кг. Исходя из этих данных построен график зависимости смертности от кумулятивной дозы введенного вещества с помощью онлайн калькулятора и рассчитана суммарная среднесмертельная доза при n-кратном введении LD_{50_n} (формула расчета представлена на рис. 1).

Рисунок 1. График зависимости смертности от кумулятивной дозы введенной ЛФ для расчета суммарной среднесмертельной дозы при n-кратном введении LD_{50_n}

Согласно расчетам, суммарная средне-смертельная доза ЛФ равна LD_50n = 25769,3 мг/кг

Тогда коэффициент кумуляции К_к равен:

К_к = ЛД_{50_n}ЛД_{50_1}  = 25769,3 мг/кг5000 мг/кг  = 5,15

что соответствует оценке ее действия как Слабая кумуляция (К_к >5) [16].

Таким образом, коэффициент кумуляции ЛФ К_к равен 5,15, что соответствует оценке ее действия как Слабая кумуляция (К_к >5) согласно шкале Л. И. Медведя и соавт. в модификации Б. И. Люблиной [17].

Выводы

Проведенная работа позволяет сформулировать следующие выводы:

При однократном внутрижелудочном введении мышам ЛФ показатель острой токсичности среднесмертельная доза LD₅₀ ˃ 5000 мг/кг; в соответствии с модифицированной классификацией OECD данная лекарственная форма соответствует VI классу токсичности веществ (относительно безвредно).

Коэффициент кумуляции ЛФ К_к равен 5,15, что соответствует оценке ее действия как «Слабая кумуляция (К_к >5)» согласно шкале Л. И. Медведя и соавт. в модификации Б. И. Люблиной.

Список литературы:

1. Kapoor G., Saygal S., Elongavan A. Action & resistance mechanism of antibiotics: a guide for clinicians // J. Anaesthesiol. Clin. Pharmacol. — 2017. — Vol. 33, № 3. — P. 300–305.
2. Walsh C. Antibiotics: actions, origins, resistance. — Washington, DC: ASM Press, 2003.
3. Hutchings M. I., Truman A. W., Wilkinson B. Antibiotics: past, present and future // Curr. Opin. Microbiol. — 2019. — Vol. 51. — P. 72–80.
4. Kohanski M. A., Dwyer D. J., Collins J. J. How antibiotics kill bacteria: from targets to networks // Nat. Rev. Microbiol. — 2010. — Vol. 8, № 6. — P. 423–435.
5. Metlay J. P. [и др.]. Diagnosis and treatment of adults with community-acquired pneumonia: an official clinical practice guideline of the American Thoracic Society and Infectious Diseases Society of America // Am. J. Respir. Crit. Care Med. — 2019. — Vol. 200, № 7. — P. e45–e67.
6. Gupta K. [и др.]. International clinical practice guidelines for the treatment of acute uncomplicated cystitis and pyelonephritis in women: a 2010 update by the Infectious Diseases Society of America and the European Society for Microbiology and Infectious Diseases // Clin. Infect. Dis. — 2011. — Vol. 52, № 5. — P. e103–e120.
7. Stevens D. L. [и др.]. Practice guidelines for the diagnosis and management of skin and soft tissue infections: 2014 update by the Infectious Diseases Society of America // Clin. Infect. Dis. — 2014. — Vol. 59, № 2. — P. e10–e52.
8. Abrekova N. N., Mahmudov S. D., Beknazarova N. S., Turaboev Sh. M., Sagdullaev B. T. Synthesis and study of the antibacterial activity of polyvinylpyrrolidone polymeric complexes with levofloxacin // Int. J. Mater. Chem. — 2022. — Vol. 12, № 1. — P. 14–19. — DOI: 10.5923/j.ijmc.20221201.03.
9. Бекназарова Н. С., Мардикулова Д. Х., Махмудов С. Д., Турабоев Ш. М., Сагдуллаев Б. Т. Изучение фармако-технологических параметров субстанции антибактериального средства «Леводон» // Фармация. — 2025. — № 3. — С. 36–44.
10. European Directive 2010/63/EU on the protection of animals used for scientific purposes (22 September 2010) // Official Journal of the European Union. — 2010. — L 276. — P. 33–79.
11. OECD. Guideline for testing of chemicals. Acute oral toxicity — fixed dose procedure № 420. — Paris: OECD, 2001.
12. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Ч. 1 / под ред. А. Н. Миронова. — М.: Гриф и К, 2012. — 944 с.
13. OECD. Guidance document: recognition, assessment and use of clinical signs as humane endpoints for experimental animals used in safety evaluation. — Paris: OECD, 2000.
14. Lim R. R. [и др.]. A method for the evaluation of cumulation and tolerance by the determination of acute and subchronic median effective doses // Arch. Int. Pharmacodyn. Ther. — 1961. — Vol. 130. — P. 336–352.
15. AAT Bioquest, Inc. Quest Graph™ IC50 Calculator [Электронный ресурс]. — 04.11.2024. — URL: https://www.aatbio.com/tools/ic50-calculator (дата обращения: 24.03.2026).
16. Основы общей промышленной токсикологии: руководство / под ред. Н. А. Толоконцева, В. А. Филова. — Л.: Медицина, 1976. — 304 с.
17. Шкала Л. И. Медведя и соавт. (модификация Б. И. Люблиной) для оценки кумуляционных свойств [Электронный ресурс] // RONL.org. — URL: https://ronl.org/lektsii/biologiya/851853/ (дата обращения: 24.03.2026).