Pupilometrie jako bioindikátor účinku léčiv


Autoři: Olga Matoušková 1;  Ondřej Slanař 1;  Lukáš Chytil 2;  František Perlík 1
Působiště autorů: Univerzita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta, Farmakologický ústav, Oddělení klinické farmakologie 1;  Všeobecná fakultní nemocnice v Praze, Ústav soudního lékařství a toxikologie 2
Vyšlo v časopise: Čas. Lék. čes. 2010; 149: 66-68
Kategorie: Původní práce

Souhrn

Východisko.
Hodnocení velikosti zornice se používá jako bioindikátor účinku léčiv, zejména jejich vlivu na vegetativní nervový systém. Cílem práce bylo posoudit citlivost různých pupilometrických parametrů po podání opioidního analgetika tramadolu.

Metody a výsledky.
Farmakodynamický účinek tramadolu podaného perorálně v dávce 0,7 mg/kg byl sledován u 60 zdravých dobrovolníků. Statické a dynamické pupilometrické parametry před a za 2,5 hodiny po podání léčiva jsme měřili přístrojem Pupilscan II™. K signifikantnímu poklesu došlo u oka pravého u hodnot iniciálních průměrů (0,49 mm) a finálních průměrů (0,38 mm) a analogické výsledky byly též u oka levého, u kterého se vyskytl též signifikantní pokles u hodnot minimálního průměru (0,35 mm) a u času k dosažení minima (0,03 ms).

Závěry.
Naše výsledky potvrzují možnost použití pupilometrických parametrů jako objektivní a neinvazivní metody k hodnocení farmakodynamického působení léčiv.

Klíčová slova:
pupilometrie, tramadol, bioindikátory, zornicová reakce.

ÚVOD

Pojmem bioindikátory se označují laboratorně stanovené změny normálních a patologických procesů v průběhu léčby (1). Používají se při klinickém hodnocení léčiv, například látek ovlivňujících centrální nervový systém, u nichž se obtížně hodnotí pozvolna nastupující terapeutický účinek. Vhodně zvolený bioindikátor má vztah k mechanismu působení léčiva nebo k odpovídajícím klinickým parametrům určitého onemocnění. Podstatnou součástí tohoto výzkumu je studium závislosti mezi koncentrací a účinkem. Již v časných fázích testování může bioindikátor přispět k rozhodnutí, zda a jak pokračovat v dalším vývoji léku. Některé bioindikátory lze použít také k identifikaci a analýze faktorů, které ovlivňují individuální účinnost léčiv u jednotlivých nemocných. S využitím farmakogenetiky lze například predikovat osud a působení léčiva u člověka a optimalizovat dávkování.

Hodnocení velikosti zornice je tradiční součástí studia účinku léčiv, zejména jejich vlivu na vegetativní nervový systém. Adrenergní stimulace působí mydriázu vyvolanou kontrakcí m. dilatator pupillae. Cholinergní stimulace vyvolává naproti tomu miózu způsobenou kontrakcí m. sphincter pupillae. Farmakodynamické účinky opioidních analgetik závisí nejenom na opioidních receptorech, ale také na jejich vlivu na monoaminergní systém. Cílem práce bylo posoudit citlivost různých pupilometrických parametrů po podání široce používaného analgetika tramadolu, na jehož farmakodynamice se v různé míře podílí jeho opioidní a neopioidní složka.

SOUBOR NEMOCNÝCH A POUŽITÉ METODY

Farmakodynamický účinek tramadolu gtt (Tramal por. gtt. sol., Gruenenthal GmbH, Aachen, SRN) podaného perorálně v dávce 0,7 mg/kg, jsme studovali u 60 zdravých dobrovolníků (26 mužů a 34 žen). Léčivo bylo podáno se 150 ml vody. Průměrný věk ± SD vyšetřovaných byl 23,2 ± 4,9 let. Pupilometrické vyšetření obou očí probíhalo v zatemněné, tiché a přiměřeně temperované místnosti po pětiminutové adaptaci na tmu. Používali jsme komerčně vyrobený přístroj Pupilscan II(TM). Měření probíhalo vždy před podáním a 2,5 hodiny po podání léčiva. Hodnocené pupilometrické parametry jsou znázorněny na obrázku 1. Klinické hodnocení bylo povoleno Etickou komisí Všeobecné fakultní nemocnice a Státním ústavem pro kontrolu léčiv. Všichni dobrovolníci podepsali před účastí ve studii informovaný souhlas. Byl měřen iniciální průměr zornic (INIT), minimální průměr zornic v průběhu zornicové reakce (MIN), konečný průměr zornic po redilataci (FINAL) a doba, za kterou došlo k dosažení minimálního průměru zornic (TTM – time to minimum). Dále byl vypočítán rozdíl mezi hodnotou INIT a MIN (parametr RA – reflexní amplituda). Měřené pupilometrické parametry jsou znázorněny na obrázku 1. Vypočetli jsme rozdíly mezi hodnotami před podáním a po podání léčiva, statistická významnost byla hodnocena Wilcoxonovým testem pro závislé výběry na 5% hladině významnosti.

Cílové pupilometrické parametry
INIT – počáteční průměr zornice, MIN – minimální průměr zornice,
FINAL – konečný průměr zornice, RA – reflexní amplituda,
TTM – doba dosažení minimálního průměru
Obr. 1. Cílové pupilometrické parametry INIT – počáteční průměr zornice, MIN – minimální průměr zornice, FINAL – konečný průměr zornice, RA – reflexní amplituda, TTM – doba dosažení minimálního průměru

VÝSLEDKY

Tab. 1. Pupilometrické parametry před a po podání tramadolu, průměr (SD)
Pupilometrické parametry před a po podání tramadolu, průměr (SD)
* Wilcoxonův test pro závislé výběry ns – nesignifikantní, INIT – počáteční průměr, MIN – minimální průměr, FINAL – konečný průměr, RA – reflexní amplituda, TTM – doba dosažení minimálního průměru

Tabulka 1 zobrazuje pupilometrické parametry před a po podání tramadolu. K signifikantnímu poklesu došlo u hodnot INIT a FINAL na obou očích a u hodnoty MIN na oku levém. Změny ostatních dynamických parametrů, s výjimkou parametru TTM pravého oka, nejsou statisticky významné. Zjistili jsme značné interindividuální rozdíly v reakci zornice. Jako příklad variability účinku uvádíme rozdíly velikosti zornic před a po podání tramadolu u parametru INIT pomocí box plot grafu (obr. 2). Téměř u jedné třetiny vyšetřovaných nedošlo po podání tramadolu k miotické reakci. Naopak u jedné čtvrtiny dobrovolníků byla miotická reakce tramadolu nad horním kvartilem. Změřené hodnoty se odlišují od normálního rozdělení; standardizovaná šikmost 5,2 a špičatost 9,1. Při porovnání diferencí měřených parametrů obou očí jsme statisticky významné rozdíly neprokázali.

Box plot diagram rozdílů velikosti zornice pravého oka před a po podání tramadolu u 60 dobrovolníků (parametr INIT)
Obr. 2. Box plot diagram rozdílů velikosti zornice pravého oka před a po podání tramadolu u 60 dobrovolníků (parametr INIT)

DISKUZE

V současnosti se při farmakologickém výzkumu ovlivnění velikosti zornice přednostně používá metoda digitální infračervené pupilometrie (2, 3). Standardně upravené CCD kamery snímají z konstantní vzdálenosti od oka zornici nasvícenou infračerveným světlem z diod, jež nevyvolávají reflexní reakci na osvit. Kromě toho mohou pupilometrické přístroje emitovat viditelné světlo, což umožňuje hodnotit reakci zornice na osvit.

V předchozí studii jsme ověřili možnosti využití infračervené pupilometrie prováděné pomocí digitálního fotoaparátu (4). Výhodou tohoto postupu je metodická dostupnost i bez nutnosti speciálního vybavení. V této práci jsme se soustředili na získání metodických informací pupilometrického vyšetření po podání tramadolu při použití komerčního přístroje Pupilscan II(™). Miotické účinky tramadolu jsme potvrdili statickými a několika dynamickými pupilometrickými parametry. Střední hodnoty zmenšení velikosti zornice po podání tramadolu jsou v souladu s předchozími literárními údaji (5–7). Miotické působení tramadolu se nejvýrazněji projevilo ve statickém parametru INIT a také v dynamických parametrech MIN a FINAL měřených po osvitu zornice. Další měřené parametry mají výrazně vyšší variabilitu.

Opioidní i neopioidní účinky tramadolu a jeho metabolitu O-desmetyltramadolu ovlivňují fyziologické mechanismy regulující velikost zornice u člověka.

Řada autorů pozorovala tramadolem indukovanou miózu (8–10). Z uvedených pozorování vyplývá, že farmakodynamické působení tramadolu se uskutečňuje synergickým vlivem enanciomerů tramadolu a jeho metabolitu O-desmetyltramadolu, vznikajícího cestou izoenzymu 2D6 cytochromu P450 (CYP2D6). Opioidní účinek je vyvolán převážně tímto metabolitem, který má ve srovnání s tramadolem asi 200× vyšší afinitu k μ-opioidním receptorům. Mióza vyvolaná použitou dávkou tramadolu byla méně výrazná ve srovnání s působením čistého opioidního agonisty se selektivním účinkem na μ-receptorech. Například Walker a Zacny pozorovali po perorální aplikaci 10 mg morfinu v průměru 1,5 mm pokles velikosti zornice ve srovnání s výchozí hodnotou (11).

Pupilometrie byla použita při studiu opioidního účinku také u jiných analgetik a považuje se za objektivní ukazatel účinnosti zprostředkované μ-receptory (12). Zmenšení zornice se projevilo po perorálním podání buprenorfinu, parciálního agonisty μ-opioidních receptorů (13). Peackock et al. prokázali závislost mezi plazmatickou koncentrací kodeinu a velikostí zornice (14). Jiní autoři prokázali závislost mezi miózou a euforizujícím působením heroinu (15). U závislých osob byla dávka i plazmatická koncentrace léčiva vyvolávající miózu podstatně vyšší než u osob bez tolerance k heroinu. Poměr plazmatické koncentrace k mióze tak může být měřítkem této fyzické závislosti.

Pupilometrické hodnocení opioidního účinku farmak lze proto použít i jako zástupný bioindikátor (surrogate endpoint) při hodnocení bolesti. Kromě studia opioidního účinku léčiv byla pupilometrie použita též jako bioindikátor při hodnocení centrálního účinku agonistů serotoninu (16), antihistaminik a diazepamu (17).

Naše výsledky potvrzují, že pupilometrické vyšetření umožňuje objektivní a neinvazivní posouzení farmakodynamického působení řady xenobiotik.

Zkratky

CCD kamery – charge coupled device (snímání obrazu v digitální podobě)

CYP 2D6 – enzym 2D6

FINAL – konečný průměr

INIT – počáteční průměr

MIN – minimální průměr

RA – reflexní amplituda

TTM – doba dosažení minimálního průměru

Práce byla podpořena VZ MŠM 0021620849 a VZ MŠM 0021620820.

Autoři děkují dr. M. F. Boettcherovi (Bayer AG Wuppertal, Německo) za zapůjčení přístroje Pupilscan II(TM)

Adresa pro korespondenci:

MUDr. Olga Matoušková

Farmakologický ústav 1. LF UK

Albertov 4, 120 08 Praha 2

e-mail: olga.matouskova@lf1.cuni.cz


Zdroje

1. Atkinson J, et al. Biomarkers and surrogate endpoints: preferred definitions and conceptual framework. Clin Pharmacol Ther 2001; 69: 89–95.

2. Boettcher M. Pupillography in Clinical Pharmacology. In: Kuhlmann J, Boettcher M. Klinische Farmakologie. Pupillography: Principles, Methods and Applications. Muenchen: W. Zuckschewerdt Verlag 1999; 13–26.

3. Wilhelm H, et al. Pupillography – principles and application in basic and clinical research. In: Kuhlmann J, Boettcher M. Klinische Farmakologie. Pupillography: Principles, Methods and Applications. Muenchen: W. Zuckschwerdt Verlag 1999; 1–12.

4. Slanař O, et al. Infračervená pupilometrie pomocí digitální fotografie. Čas Lék čes 2005; 144: 273–276.

5. Fliegert F, et al. The effects of tramadol on static and dynamic pupillometry in healthy subjects – the relationship between pharmacodynamics, pharmacokinetics and CYP2D6 metaboliser status. Eur J Clin Pharmacol 2005; 61: 257–266.

6. Slanař O, et al. CYP2D6 polymorphism, tramadol pharmacokinetics and pupillary response. Eur J Clin Pharmacol 2006; 62: 75–76.

7. Slanař O, et al. Miotic action of tramadol is determined by CYP2D6 genotype. Physiol Res 2007; 56: 129–136.

8. Collart L, et al. Duality of the analgesic effect of tramadol in humans. Schweiz Med Wochensch 1993; 123: 2241–2243.

9. Freye E, Latasch L. Effects of tramadol and tilidine/naloxone on oral-caecal transit and pupillary light reflex. Arzneim Forsch/Drug Res 2000; 50: 24–30.

10. Knaggs RD, et al. The pupillary effects of intravenous morphine, codeine, and tramadol in volunteers. Anesth Analg 2004; 99: 108–112.

11. Walker DJ, et al. Subjective, psychomotor, and analgesic effects of oral codeine and morphine in healthy volunteers. Psychopharmacology 1998; 140: 191–201.

12. Weinhold LL, Bigelow GE. Opioid miosis: effects of lighting intensity and monocular and binocular exposure. Drug Alkohol Depend 1993; 31: 177–181.

13. Pickworth WB, et al. Buprenorphine-induced pupillary effects in human volunteers. Life Sci 1990; 47: 1269–1277.

14. Peacock JE, et al. Changes in pupil diameter after oral administration of codeine. Br J Anaesth 1988; 61: 598–600.

15. Tress KH, El-Sobky AA. Pupil respons to intravenous heroin (diamorphine) in dependent and non – dependent humans. Br J Clin Pharmacol 1979; 7: 213–217.

16. Böttcher M, et al. Pupil reaction: a valid sensitive clinical biomarker for 5-HT1A compounds. Basic Clin Pharmacol 2004; 96: 246–256.

17. Hou RHH, et al. Relationship between sedation and pupillary function: comparison of diazepam and diphenhydramine. Brit J Clin Pharmacol 2006; 61: 752–760.

Štítky
Adiktologie Alergologie a imunologie Angiologie Audiologie a foniatrie Biochemie Dermatologie Dětská gastroenterologie Dětská chirurgie Dětská kardiologie Dětská neurologie Dětská otorinolaryngologie Dětská psychiatrie Dětská revmatologie Diabetologie Farmacie Chirurgie cévní Algeziologie Dentální hygienistka

Článek vyšel v časopise

Časopis lékařů českých


Nejčtenější v tomto čísle

Tomuto tématu se dále věnují…


Kurzy

Zvyšte si kvalifikaci online z pohodlí domova

Léčba bolesti v ordinaci praktického lékaře
nový kurz
Autoři: MUDr. PhDr. Zdeňka Nováková, Ph.D.

Revmatoidní artritida: včas a k cíli
Autoři: MUDr. Heřman Mann

Jistoty a nástrahy antikoagulační léčby aneb kardiolog - neurolog - farmakolog - nefrolog - právník diskutují
Autoři: doc. MUDr. Štěpán Havránek, Ph.D., prof. MUDr. Roman Herzig, Ph.D., doc. MUDr. Karel Urbánek, Ph.D., prim. MUDr. Jan Vachek, MUDr. et Mgr. Jolana Těšínová, Ph.D.

Léčba akutní pooperační bolesti
Autoři: doc. MUDr. Jiří Málek, CSc.

Nové antipsychotikum kariprazin v léčbě schizofrenie
Autoři: prof. MUDr. Cyril Höschl, DrSc., FRCPsych.

Všechny kurzy
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se