Димексид (диметилсульфоксид; ДМСО; C2H6OS) представляет собой небольшую амфипатическую органическую молекулу с гидрофильной сульфоксидной группой и двумя гидрофобными метильными группами. Диметилсульфоксид (ДМСО) является необычным химическим веществом, производным лигнина, синтезированным более 150 лет назад. Это высокополярная, стабильная, гигроскопичная органическая жидкость с исключительными свойствами растворителя. Смешиваемый с водой, липоидами и органическими растворителями, он может привести к образованию необычайно разнообразных неорганических и органических химических веществ. Его промышленное применение многочисленно и разнообразно: (1) в качестве растворителя для смол, фунгицидов, красителей, пигментов и т.д.; (2) в качестве реагента для химического синтеза; (3) в качестве экстрагента; и (4) в качестве реакционной среды для ускорения скорости химической реакции. Диметилсульфоксид — прозрачная жидкость, практически без запаха. Температура вспышки в закрытой чашке 192 °F. Пары тяжелее воздуха. Некоторые описывают его как «устричный» вкус, другие утверждают, что он на вкус, как чеснок. Попадание на кожу может вызвать жжение и возникновение запаха чеснока при дыхании. Является отличным растворителем, который может транспортировать растворы через кожу. Высокая концентрация пара этого соединения может вызвать головную боль, головокружение и седативный эффект. Его медицинское применение впервые было продвинуто Стэнли Джейкобом, который в 1964 г. сообщил, что ДМСО легко проникает в кожу и переносит небольшие молекулы через биологические мембраны.

Итак, на сегодня, Димексид (диметилсульфоксид — ДМСО) — высокополярное вещество с исключительными свойствами растворителя как для органических, так и для неорганических химических веществ, широко используется в качестве промышленного растворителя. Сообщалось, что ДМСО обладает широким спектром фармакологической активности, включая проникновение через мембраны, противовоспалительные эффекты, местную анальгезию, слабый бактериостаз, диурез, расширение сосудов, растворение коллагена и выведение свободных радикалов. Основное применение диметилсульфоксида в качестве носителя для препаратов, таких как идоксуридин; способствует проникновению лекарственного средства в кожу и, следовательно, может усиливать его действие. Клиническая полезность в хирургии была продемонстрирована при лечении острой травмы, послеоперационной боли в области послеоперационных рубцов, некоторых урологических расстройств, таких как болезнь Пейрони; ранняя контрактура Дюпюитрена, келоиды и подкожный фиброз, связанный с облучением кобальтом. ДМСО эффективно переносит местные анестетики в более глубокие слои кожи и барабанную перепонку, позволяя сделать разрез без боли (The American Journal of Surgery). Он также используется в качестве 50% водного раствора для инстилляции мочевого пузыря для облегчения симптомов интерстициального цистита; закапывают 50 мл и оставляют на 15 мин. Лечение повторяется каждые 2 нед. ДМСО вводили перорально, внутривенно или местно по широкому кругу показаний, включая кожные и скелетно-мышечные нарушения, но количество доказательств полезных эффектов ограничено. Диметилсульфоксид используется в качестве криопротектора для различных тканей человека. Существенным фармакологическим действием ДМСО является его способность поглощать свободные от кислорода радикалы, связанные с повреждениями тканей, вызванными ксенобиотиками, когда они вводятся до, в течение или через несколько часов после повреждения ткани.

Димексид легко абсорбируется всеми путями. Метаболизируется путем окисления до диметилсульфона и восстановления до диметилсульфида. Димексид и сульфитный метаболит выводятся с мочой и калом. Диметилсульфид выделяется через легкие и кожу и отвечает за характерный запах у пациентов. Максимальная концентрация в крови достигается в течение 4–6 ч и остается на этом уровне 1,5–3 сут. При использовании в качестве проникающей основы для других лекарственных средств, применяемых местно, димексид может усиливать их токсическое действие. Печеночная и почечная функции также должны оцениваться с интервалом в 6 мес. Инстилляция мочевого пузыря может быть вредной для пациентов со злокачественными заболеваниями мочевыводящих путей из-за расширения сосудов. Высокие концентрации ДМСО, наносимые на кожу, могут вызвать жгучий дискомфорт, зуд, эритему, везикуляцию и крапивницу. Продолжение использования может привести к масштабированию проблемы. Системные эффекты, включая желудочно-кишечные расстройства, сонливость, головную боль и реакции гиперчувствительности, могут возникать после использования любым путем. Подобный чесноку запах при дыхании и кожи объясняется применением ДМСО (drugster.org, рublished October 26, 2018).

ДМСО был впервые получен окислением диметилсульфида в 1866 г. А. Зайцевым (ученик А. Бутлерова). Затем был начат ряд экспериментов в Университете Орегона (для получения доказательства того, что ДМСО был активным проникающим веществом и отличным переносчиком других веществ через кожу или тканевые мембраны). Как растворитель ДМСО превосходит даже воду и его иногда называют «сверхрастворителем». Химические характеристики — димексид химически классифицируется как диполярный апротонный гигроскопичный растворитель. Протонные растворители, такие как вода, метанол и формамид, являются донорами водорода. Диполярные апротонные растворители, хотя и обладают атомами водорода, неспособны пожертвовать лабильные атомы водорода и образовывать прочные водородные связи с некоторыми другими веществами.

Хотя в клинических исследованиях медицинского применения ДМСО сообщалось о токсичности в 1960-е годы, позднее Управление по контролю за пищевыми продуктами США (FDA) классифицировало ДМСО в категории самых безопасных растворителей. ДМСО стал широко использоваться во многих биомедицинских областях, и биологические эффекты были упущены из виду. Тем временем биомедицинская наука эволюционировала в сторону чувствительных высокопроизводительных методов и новых областей исследований, включая эпигеномику и микроРНК. Учитывая его широкое использование, особенно для криоконсервации и анализов in vitro, мы оценили биологический эффект ДМСО с использованием этих технологических инноваций.

Неблагоприятные реакции на ДМСО распространены, но обычно незначительны и связаны с концентрацией ДМСО в растворе лекарства. Следовательно, наиболее частых побочных эффектов, таких как кожная сыпь и зуд после нанесения на кожу, внутрисосудистый гемолиз после внутривенной инфузии и желудочно-кишечный дискомфорт после перорального введения, в значительной степени можно избежать, используя более разбавленные растворы (Swanson B.N.).

Несмотря на то что ДМСО обычно используется в относительно низких концентрациях, он по-прежнему обладает полезными с медицинской точки зрения свойствами, такими как индукция противовоспалительного процесса, нервная блокада (анальгезия), диуретики, вазодилатация и расслабление мышц. Кроме того, в клеточной биологии ДМСО также используется в качестве индуктора дифференцировки клеток, поглотителя свободных радикалов и радиозащитного средства, но чаще всего для криоконсервации. Культуры клеток для исследований часто хранятся в жидком азоте с использованием методологии медленного охлаждения.

Диметилсульфоксид (ДМСО), реагент для культивирования клеток, идеально подходит для криоконсервации. В криобиологии ДМСО использовался в качестве криопротектора и до сих пор является важной составляющей смесей для остекловывания криопротектора, используемых для сохранения органов, тканей и клеточных суспензий. Это особенно важно при замораживании и длительном хранении эмбриональных и гемопоэтических стволовых клеток, которые часто замораживаются в смеси 10% ДМСО и 90% эмбриональной сыворотки теленка (предотвращает образование кристаллов льда и таким образом снижает гибель клеток). Как часть аутологичной трансплантации костного мозга ДМСО повторно вводят вместе с собственной гемопоэтической стволовой клеткой пациента. Димексид является полярным апротонным органическим растворителем, который широко применяется в химических и биологических исследованиях. ДМСО может уникальным образом обеспечить растворимость некоторых очень полярных малых молекул, таких как простые биомолекулы с несколькими протонными функциональными группами. Он также может быть использован в качестве окислительного реагента при определенных превращениях. Выход процессов полимеразных цепных реакций (ПЦР) усиливается с помощью ДМСО в качестве сорастворителя, помогающего ингибировать образование вторичных структур из фрагментов ДНК.

Каждое применение Димексида, по-видимому, обеспечивает быстрое временное облегчение боли у пациентов с артритом и повреждениями соединительной ткани. Однако противовоспалительный эффект или ускорение заживления в настоящее время неоправданны. Нет доказательств того, что ДМСО может изменять прогрессирование дегенеративного заболевания суставов, и по этой причине ДМСО может рассматриваться только для паллиативного лечения (облегчение симптомов болезни), а не для исключения стандартных противовоспалительных агентов. Димексид в настоящее время широко используется в исследованиях при воспалительных состояниях, таких как ревматоидный артрит, проводятся клинические исследования по его изучению, хотя трудно сделать какие-либо выводы из них, поскольку чесночный запах, генерируемый метаболитом ДМСО, — DMS, негативно влияет на достоверность двойного слепого исследования.

На сегодня исследования эффективности ДМСО на животных моделях ревматоидного артрита дали противоречивые результаты. Поскольку известно, что ДМСО нарушает проницаемость клеток и вызывает их гибель при высоких концентрациях, было проведено исследование, в котором изучали связь противовоспалительных свойств с его влиянием на жизнеспособность клеток. Результаты показывают, что ДМСО до конечной концентрации 1% индуцирует небольшую цитотоксичность для моноцитов, но наблюдается значительное снижение моноцитов на 2%, слабый гемолиз на 5% и резкое снижение РВМС (от англ. peripheral blood mononuclear cells) на 10%. Таким образом, ДМСО имеет только узкое терапевтическое окно и, возможно, снижение цитокинов/хемокинов при 2% ДМСО связано с более низкой жизнеспособностью моноцитов. Однако эффекты ДМСО в концентрациях 0,5% и ниже, вероятно, не зависят от цитотоксичности. ДМСО является противовоспалительным средством, которое демонстрирует эффективность в цельной крови человека. Это связано со снижением продукции медиаторов воспаления. В результате исследования пришли к выводу, что использование ДМСО в качестве противовоспалительного средства при таких состояниях, как ревматоидный артрит, может иметь некоторые преимущества (Ингрид Элизия и др., 2016).

Данные об обезболивающих эффектах Димексида сами по себе неоднозначны. Тем не менее, когда ДМСО используется в качестве носителя для других анальгетиков, он повышает эффективность этих агентов (в одном исследовании — лидокаин, в другом — диклофенак) и уменьшает выраженность симптомов заболевания. Об облегчении боли при незамедлительном применении сообщается почти сразу и длится этот эффект до 6 ч. Это сделало ДМСО идеальным для купирования острой боли у спортсменов, состояние которых требует немедленного облегчения. Для уменьшения выраженности хронической боли пациентам может потребоваться применить ДМСО в течение почти 6 нед, прежде чем будет заметен хоть какой-то терапевтический эффект.

ДМСО усиливает диффузию других химических веществ через кожу, и по этой причине смесь идоксуридина и ДМСО используется для местного лечения опоясывающего герпеса в Великобритании. Диметилсульфоксид (ДМСО) в настоящее время используется в качестве альтернативного лечения при различных воспалительных состояниях, а также при раке. Димексид впервые применяли для лечения острых заболеваний мягких тканей, таких как бурсит и тендинит. Однако несмотря на обширные восторженные свидетельства эффективности, два контролируемых исследования дали противоречивые результаты (Trice J.M., Pinals R.S., 1985). Тем не менее в настоящее время Димексид незаменим для биотехнологического применения. В этих случаях следует учитывать эффекты, которые может иметь ДМСО, и поддерживать концентрацию как можно ниже, поскольку даже при низких концентрациях ДМСО не является инертным (Verheijen M., Schrooders Y. et al., 2019). Следует учитывать, что, помимо облегчения всасывания других лекарств, ДМСО может также усиливать их действие. Поэтому лекарственные взаимодействия должны всегда оцениваться до применения, особенно с учетом того факта, что в некоторых случаях уровень лекарственных средств может достигать токсического предела и повышать риск для жизни пациентов. Известны такие реакции, как тошнота, рвота, диарея, сыпь, покраснение кожи, в редких случаях бронхоспазм (Zenhausern et al., 2000; Crivellenti et al., 2013).

Однако даже сейчас Димексид продолжает оставаться предметом споров, противоречий и сообщений разной направленности в СМИ. По большей части клинические исследования с ДМСО не соответствуют самым стандартным требованиям для проведения контролируемых исследований при ревматических заболеваниях. Основная проблема заключалась в трудности скрытия наличия ДМСО из-за его характерного запаха и в разработке подходящего плацебо. Много интересной информации о ДМСО накопилось за последние годы, включая доказательства его относительной безопасности, но его терапевтическая роль и ее легитимность в медицинской практике остается в подвешенном состоянии, ожидая дальнейшего обоснования эффективности в клинических исследованиях с хорошо разработанным дизайном.