Морфологические изменения в зависимости от содержания клозапина и его метаболитов в легких и сыворотке крови (экспериментальное исследование)

Цель исследования: оценить морфологические изменения в легких в зависимости от концентрации клозапина и его основных метаболитов в ткани легкого и сыворотке крови. Материалы и методы. Эксперименты проводили на беспородных крысах-самцах массой 290—350 г в возрасте 20 недель (n=15). Животных разделили на 3 группы: 1-я — контрольная (интактные крысы) (n=5); 2-я — отравление клозапином (n=5); 3-я — отравление комбинацией клозапина с этанолом (n=5). Клозапин вводили перорально в дозе 150 мг на кг массы животного под общим обезболиванием; спирт вводили совместно с клозапином перорально в дозе 5 мл на кг массы животного. Дальнейшее исследование проводили через 24 часа после введения препаратов животным 2-й и 3-й групп. После эвтаназии животных методом декапитации образцы ткани легких заливали в парафин по общепринятой методике. Далее изготавливали гистологические срезы толщиной 5 мкм, которые исследовали с помощью световой микроскопии на микроскопе Nikon Eclipse E-400 с видеосистемой на основе камеры Watec 221S (Япония) при увеличении X200 и X400. Оценивали наличие следующих патологических признаков: расстройство кровообращения (полнокровие, кровоизлияния, наличие сладжа), наличие ателектазов и дистелектазов, наличие эмфиземы, клеточной реакции (увеличение числа лейкоцитов), слущивание эпителия в просвет бронхов. Химико-токсикологическое исследование проводили на высокоэффективном жидкостном хроматографе с масс-детектором Agilent Technologies 430 Triple Quad LC/MS (Германия). Для получения хроматограмм применяли программу Agilent Mass Hunter Workstation for series tripple Quadrapole vers. B06.00 build 6.0.6.25.4sp4. Для обработки хроматограмм использовали программу Agilent Mass Hunter Quantitive Analysis vers. B 07.00 build 7.0.457.0. Оценивали содержание клозапина, норклозапина и клозапин-N-оксида в сыворотке крови и гомогенате легких крыс. Результаты исследования. Через 24 часа во 2-й группе животных отметили наличие ателектазов и дистелектазов в ткани легких, а также ее инфильтрацию лейкоцитами; в 3-й группе — артериальное полнокровие, клеточную реакцию (увеличение числа лейкоцитов, ателектазы и дистелектазы, утолщение межальвеолярных перегородок). Через 24 часа в легких животных 3-й группы концентрация клозапина возросла в 22,2 раза, норклозапина — в 6,6 раза, клозапин-N-оксида — в 6,2 раза по сравнению со 2-й группой; в сыворотке крови — в 5,7, в 2,0 и в 4,6 раз, соответственно. Заключение. При отравлении клозапином в сочетании с этанолом развивается комплекс патологических изменений в легких, более выраженных по сравнению с изолированным воздействием клозапина как монопрепрата. При этом концентрация клозапина и его метаболитов в легочной ткани и сыворотке крови выше при его поступлении в организм в комбинации с этанолом.

Morphological changes depending on the content of clozapine and its metabolites in the lungs and serum (Experimental study)

Materials and methods. The experiments were performed on male outbred rats weighing 290-350 g at the age of 20 weeks (n=15). The animals were divided into 3 groups: Group 1 — reference group (intact rats) (n=5); Group 2-poisoning with clozapine (n=5); Group 3 — poisoning with a combination of clozapine with ethanol (n=5). Clozapine was administered orally at a dose of 150 mg per kg of animal's body weight under general anesthesia; alcohol was administered together with clozapine orally at a dose of 5 ml per kg of animal's body weight. Further study was carried out 24 hours after administration of drugs to animals of the 2nd and 3rd groups. After euthanasia of the animals by decapitation, tissue samples of lungs were embedded in paraffin according to the standard technique. Then 5-μm thick histological sections were made and examined using light microscopy with the aid of a Nikon Eclipse E-400 microscope equipped with a video system based on the Watec 221S camera (Japan) at magnification of X200 and X400. The following pathological patterns were assessed: disorder of blood circulation (hyperemia, hemorrhage, and sludge), the presence of atelectasis and dystelectasis, the presence of emphysema, the cellular response (an increase in the white blood cell count), and desquamation of epithelium into the lumen of the bronchi. A chemical and toxicological study was performed on a high-performance liquid chromatograph with mass detector Agilent Technologies 430 Triple Quad LC/MS (Germany). To obtain chromatograms, the following software was used: Agilent Mass Hunter Workstation for series tripple Quadrapole vers. B06.00 build 6.0.6.25.4sp4. The following software was used for processing chromatograms: Agilent Mass Hunter Quantitive Analysis vers. B 07.00 build 7.0.457.0. Serum and lung homogenate levels of clozapine, norclozapine, and clozapine-N — oxide were evaluated. Results. In 24 hours, animals in the 2nd group exhibited atelectasis and dystelectasis in the lung tissue, and leukocyte infiltration; in the 3rd group, arterial hyperemia, cellular response (an increase in the white blood cell count), atelectasis and dystelectasis, and thickening of interalveolar septa were revealed. In 24 hours, in the lungs of animals of the 3rd group, the concentration of clozapine increased by 22.2-fold, norclozapine by 6.6-fold, and clozapine-N-oxide by 6.2-fold as compared to the 2nd group; in serum it increased by 5.7-, 2.0-and 4.6-fold, respectively. Conclusion. In the case of poisoning with clozapine in combination with ethanol, a complex of pathological changes in the lungs develops, which is more severe than the isolated effect of clozapine administered as a single drug. The concentration of clozapine and its metabolites in the lung tissue and blood serum is higher when it enters the body in combination with ethanol. © 2018, V.A. Negovsky Research Institute of General Reanimatology. All rights reserved.