Inhibitor mikrosomalnih jetrenih enzima eritromicin. Interakcija lijekova u fazi stvaranja metabolita

Enzimi su specifični proteini koji sudjeluju u biokemijskim reakcijama i mogu ubrzati ili usporiti njihov tijek. Jetra proizvodi veliki broj ovih spojeva zbog svoje važne uloge u metabolizmu masti, bjelančevina i ugljikohidrata. Njihova aktivnost određena je rezultatima biokemijskog testa krvi. Takve studije su važne za procjenu stanja jetre i za dijagnosticiranje mnogih bolesti.

Što je?

Jetreni enzimi su skupina biološki aktivnih proteina koje mogu proizvoditi isključivo stanice ovog organa. Mogu se naći na unutarnjoj ili vanjskoj membrani, unutar stanica ili u krvi. Ovisno o ulozi enzima, dijele se u nekoliko kategorija:

• hidrolaze – ubrzavaju razgradnju složenih spojeva u molekule;
• sintetaze - sudjeluju u reakcijama sinteze složenih bioloških spojeva iz jednostavnih tvari;
• transferaze – sudjeluju u transportu molekula kroz membrane;
• oksireduktaze - glavni su uvjet za normalan tijek redoks reakcija na staničnoj razini;
• izomeraze - neophodne za procese promjene konfiguracije jednostavnih molekula;
• liaze – stvaraju dodatne kemijske veze između molekula.

VAŽNO! Na aktivnost enzima utječe i prisutnost drugih spojeva (kofaktora). To uključuje proteine, vitamine i tvari slične vitaminima.

Grupe jetrenih enzima

Njihova funkcija u staničnim metaboličkim procesima ovisi o lokalizaciji jetrenih enzima. Dakle, mitohondriji su uključeni u razmjenu energije, granularni endoplazmatski retikulum sintetizira proteine, glatki endoplazmatski retikulum sintetizira masti i ugljikohidrate, a proteini hidrolaze nalaze se na lizosomima. Svi enzimi koje jetra proizvodi nalaze se u krvi.

Ovisno o tome koje funkcije enzimi obavljaju i gdje se nalaze u tijelu, dijele se u 3 velike skupine:

• sekretorni - nakon izlučivanja jetrenim stanicama ulaze u krv i ovdje su u maksimalnoj koncentraciji (čimbenici zgrušavanja krvi, kolinesteraza);
• indikator - obično se nalaze unutar stanica i otpuštaju se u krv samo kada su oštećene, stoga mogu poslužiti kao pokazatelji stupnja oštećenja jetre kod bolesti jetre (ALT, AST i drugi);
• izlučivanje - izlučuje se iz jetre s žučom, a povećanje njihove razine u krvi ukazuje na kršenje tih procesa.

Svaki enzim važan je za dijagnosticiranje stanja jetre. Njihova se aktivnost određuje kada se sumnja na osnovne patologije jetre i za procjenu stupnja oštećenja jetrenog tkiva. Također može biti potrebna dijagnostika probavnih enzima, gastrointestinalnih enzima, enzima gušterače i bilijarnog trakta kako bi se dobila potpunija slika.

Za određivanje jetrenih enzima potrebna je venska krv prikupljena ujutro natašte.

Enzimi koji se određuju za dijagnostiku bolesti jetre

Biokemija krvi važna je faza u dijagnostici bolesti jetre. Svi patološki procesi u ovom organu mogu se pojaviti s fenomenima kolestaze ili citolize. Prvi proces je kršenje odljeva žuči, koju izlučuju hepatociti. U drugim poremećajima, zdravi stanični elementi se uništavaju i njihov sadržaj se oslobađa u krv. Prisutnošću i količinom jetrenih enzima u krvi može se odrediti stadij bolesti i priroda patoloških promjena u organima hepatobilijarnog trakta.

Pokazatelji kolestaze

Sindrom kolestaze (otežano izlučivanje žuči) prati upalne bolesti jetre, poremećeno izlučivanje žuči i patologije bilijarnog trakta. Ovi fenomeni uzrokuju sljedeće promjene u biokemijskoj analizi:

• povećani su enzimi izlučivanja;
• Komponente žuči su također povećane, uključujući bilirubin, žučne kiseline, kolesterol i fosfolipide.

Odljev žuči može biti poremećen mehaničkim pritiskom na žučne kanale (upaljeno tkivo, neoplazme, kamenci), sužavanjem njihovog lumena i drugim pojavama. Skup karakterističnih promjena u krvnim parametrima postaje temelj za detaljnije proučavanje stanja žučnog mjehura i bilijarnog trakta.

Pokazatelji citolize

Citoliza (uništavanje hepatocita) može se dogoditi tijekom infektivnog i neinfektivnog hepatitisa ili tijekom trovanja. U tom slučaju dolazi do oslobađanja sadržaja stanica, au krvi se pojavljuju indikatorski enzimi. To uključuje ALT (alanin aminotransferazu), AST (aspartat aminotransferazu), LDH (laktat dehidrogenazu) i aldolazu. Što su veće razine ovih spojeva u krvi, to je veći opseg oštećenja parenhima organa.

Određivanje alkalne fosfataze

Alkalna fosfataza, koja se nalazi u krvi, ne mora biti samo jetrenog podrijetla. Malu količinu ovog enzima proizvodi koštana srž. O bolestima jetre možemo govoriti ako postoji istodobno povećanje razine alkalne fosfataze i gama-GGT. Osim toga, može se otkriti povećanje razine bilirubina, što ukazuje na patologije žučnog mjehura.

Gama-glutamil transpeptidaza u krvi

GGT se obično povećava s alkalnom fosfatazom. Ovi pokazatelji ukazuju na razvoj kolestaze i moguće bolesti bilijarnog sustava. Ako je ovaj enzim izolirano povišen, postoji opasnost od manjeg oštećenja jetrenog tkiva u početnim fazama alkoholizma ili drugog trovanja. S ozbiljnijim patologijama primjećuje se istodobno povećanje jetrenih enzima.

Konačna dijagnoza može se napraviti samo na temelju sveobuhvatnog pregleda, koji uključuje ultrazvuk

Jetrene transaminaze (ALT, AST)

ALT (alanin aminotransferaza) je najspecifičniji jetreni enzim. Nalazi se u citoplazmi drugih organa (bubrezi, srce), ali je u parenhimu jetre prisutan u najvećoj koncentraciji. Njegov porast u krvi može ukazivati ​​na razne bolesti:

• hepatitis, intoksikacija s oštećenjem jetre, ciroza;
• infarkt miokarda;
• kronične bolesti kardiovaskularnog sustava, koje se manifestiraju nekrozom područja funkcionalnog tkiva;
• ozljede, oštećenja ili modrice mišića;
• teški pankreatitis - upala gušterače.

AST (aspartat dehidrogenaza) se ne nalazi samo u jetri. Može se naći i u mitohondrijima srca, bubrega i skeletnih mišića. Povećanje ovog enzima u krvi ukazuje na uništavanje staničnih elemenata i razvoj jedne od patologija:

• infarkt miokarda (jedan od najčešćih uzroka);
• bolesti jetre u akutnom ili kroničnom obliku;
• zastoj srca;
• ozljede, upale gušterače.

VAŽNO! U krvnim pretragama i određivanju transferaza važan je njihov omjer (Ritisov koeficijent). Ako AST/ALS prelazi 2, možemo govoriti o ozbiljnim patologijama s opsežnim razaranjem jetrenog parenhima.

Laktat dehidrogenaza

LDH je citolitički enzim. Nije specifičan, odnosno nalazi se ne samo u jetri. Međutim, njegovo je određivanje važno u dijagnozi ikteričnog sindroma. U bolesnika s Gilbertovom bolešću (genetska bolest koju prati poremećeno vezanje bilirubina) ona je u granicama normale. S drugim vrstama žutice povećava se njegova koncentracija.

Kako se određuje aktivnost tvari?

Biokemijski test krvi za jetrene enzime jedna je od glavnih dijagnostičkih mjera. To će zahtijevati vensku krv prikupljenu na prazan želudac ujutro. Tijekom dana prije studije potrebno je isključiti sve čimbenike koji mogu utjecati na funkciju jetre, uključujući unos alkoholnih pića, masne i začinjene hrane. U krvi se određuje standardni skup enzima:

• ALT, AST;
• ukupni bilirubin i njegove frakcije (slobodni i vezani).

Na aktivnost jetrenih enzima mogu utjecati i određene skupine lijekova. Također se mogu normalno mijenjati tijekom trudnoće. Prije analize morate obavijestiti svog liječnika o uzimanju bilo kakvih lijekova i povijesti kroničnih bolesti bilo kojeg organa.

Norme za pacijente različite dobi

Za liječenje bolesti jetre potrebno je provesti kompletnu dijagnostiku, koja uključuje biokemijski test krvi. Aktivnost enzima proučava se kombinirano, budući da različiti pokazatelji mogu ukazivati ​​na različite poremećaje. Tablica prikazuje normalne vrijednosti i njihove fluktuacije.

Spoj	Normalni pokazatelji
Ukupni protein	65-85 g/l
Kolesterol	3,5-5,5 mmol/l
Ukupni bilirubin	8,5-20,5 µmol/l
Izravni bilirubin	2,2-5,1 µmol/l
Indirektni bilirubin	Ne više od 17,1 µmol/l
ALT	Za muškarce - ne više od 45 jedinica / l; Za žene - ne više od 34 jedinice / l
AST	Za muškarce - ne više od 37 jedinica / l; Za žene - ne više od 30 jedinica / l
Ritis koeficijent	0,9-1,7
Alkalne fosfataze	Ne više od 260 jedinica / l
GGT	Za muškarce - od 10 do 70 jedinica / l; Za žene - od 6 do 42 jedinice / l

Enzim ALS ima najvažniju dijagnostičku vrijednost kod sumnje na hepatitis, masnu degeneraciju ili cirozu jetre. Njegove se vrijednosti obično mijenjaju tijekom vremena. Ovaj spoj se mjeri u jedinicama po litri. Normalni pokazatelji u različitim godinama bit će:

• u novorođenčadi – do 49;
• u djece mlađe od 6 mjeseci – 56 ili više;
• do jedne godine - ne više od 54;
• od 1 do 3 godine – do 33;
• od 3 do 6 godina – 29;
• kod starije djece i adolescenata – do 39.

Lijekovi se nakupljaju u jetrenom parenhimu i mogu uzrokovati povećanje aktivnosti jetrenih enzima

VAŽNO! Biokemijski test krvi je važna, ali ne i jedina studija koja određuje stanje jetre. Također se radi ultrazvuk i dodatni pregledi po potrebi.

Značajke određivanja tijekom trudnoće

Tijekom normalne trudnoće gotovo svi pokazatelji enzima ostaju unutar normalnih granica. U kasnijim fazama moguće je lagano povećanje razine alkalne fosfataze u krvi - fenomen je povezan s stvaranjem ovog spoja od strane posteljice. Povišeni jetreni enzimi mogu se promatrati tijekom gestoze (toksikoze) ili ukazivati ​​na pogoršanje kroničnih bolesti.

Promjene u enzimskoj aktivnosti kod ciroze

Ciroza je najopasnije stanje u kojem je zdravi jetreni parenhim zamijenjen ožiljcima vezivnog tkiva. Ova se patologija ne može liječiti, budući da je obnova organa moguća samo zbog normalnih hepatocita. U krvi dolazi do povećanja svih specifičnih i nespecifičnih enzima, povećanja koncentracije vezanog i nevezanog bilirubina. Razina proteina, naprotiv, smanjuje se.

Posebnu skupinu čine mikrosomalni enzimi

Mikrosomalni enzimi jetre posebna su skupina proteina koje proizvodi endoplazmatski retikulum. Sudjeluju u reakcijama neutraliziranja ksenobiotika (tvari koje su organizmu strane i mogu izazvati simptome intoksikacije). Ovi se procesi odvijaju u dvije faze. Kao rezultat prvog od njih, ksenobiotici topljivi u vodi (niske molekularne težine) izlučuju se urinom. Netopljive tvari prolaze niz kemijskih transformacija uz sudjelovanje mikrosomalnih jetrenih enzima, a zatim se putem žuči eliminiraju u tanko crijevo.

Glavni element koji proizvodi endoplazmatski retikulum jetrenih stanica je citokrom P450. Za liječenje nekih bolesti koriste se lijekovi koji su inhibitori ili induktori mikrosomalnih enzima. Oni utječu na aktivnost ovih proteina:

• inhibitori - ubrzavaju djelovanje enzima, zbog čega se aktivne tvari lijekova brže eliminiraju iz tijela (rifampicin, karbamazepin);
• induktori - smanjuju aktivnost enzima (flukonazol, eritromicin i drugi).

VAŽNO! Prilikom odabira režima liječenja bilo koje bolesti uzimaju se u obzir procesi indukcije ili inhibicije mikrosomalnih enzima. Kontraindicirana je istodobna primjena lijekova iz ove dvije skupine.

Jetreni enzimi važan su dijagnostički pokazatelj za određivanje bolesti jetre. Međutim, za sveobuhvatnu studiju također je potrebno provesti dodatne testove, uključujući ultrazvuk. Konačna dijagnoza postavlja se na temelju kliničkih i biokemijskih pretraga krvi, urina i fecesa, ultrazvuka trbušnih organa, a po potrebi i radiografije, CT-a, MR-a ili drugih podataka.

Jetra je najveća žlijezda probavnog trakta. Obavlja funkciju biokemijskog laboratorija u tijelu i ima važnu ulogu u metabolizmu proteina, ugljikohidrata i lipida (vidi dolje). Jetra sintetizira najvažnije proteine ​​krvne plazme: albumin, fibrinogen, protrombin, ceruloplazmin, transferin, angiotenzinogen itd. Preko ovih proteina, sudjelovanje jetre u tako važnim procesima kao što su održavanje onkotskog tlaka, regulacija krvnog tlaka i volumena cirkulirajuće krvi , zgrušavanje krvi, metabolizam željeza itd.

Najvažnija funkcija jetre je detoksikacija (ili barijera). Neophodan je za očuvanje života tijela. U jetri se neutraliziraju tvari kao što su bilirubin i produkti katabolizma aminokiselina u crijevima, a također se inaktiviraju lijekovi i toksične tvari egzogenog podrijetla, NH 3 je produkt metabolizma dušika, koji kao rezultat enzimskih reakcija , pretvara se u netoksičnu ureu, hormone i biogene amine.

Tvari koje u organizam dospijevaju iz okoliša, a ono ih ne koristi za izgradnju tjelesnih tkiva ili kao izvore energije nazivamo stranim tvarima ili ksenobioticima. Ove tvari mogu ući u tijelo hranom, kožom ili udahnutim zrakom.

Strane tvari ili ksenobiotici dijele se u 2 skupine:

Proizvodi ljudske gospodarske djelatnosti (industrija, poljoprivreda, promet);

Kemikalije za kućanstvo - deterdženti, sredstva protiv insekata, parfemi.

Hidrofilni ksenobiotici izlučuju se iz organizma urinom nepromijenjeni, hidrofobni se mogu zadržati u tkivima, vežući se za proteine ​​ili stvarajući komplekse

s lipidima stanične membrane. S vremenom će nakupljanje stranih tvari u stanicama tkiva dovesti do poremećaja njihovih funkcija. Za uklanjanje takvih organizmu nepotrebnih tvari, u procesu evolucije razvijeni su mehanizmi za njihovu detoksikaciju (neutralizaciju) i uklanjanje iz organizma.

I. MEHANIZMI ZBRINJAVANJA KSENOBIOTIKA

Neutralizacija većine ksenobiotika događa se kemijskom modifikacijom i odvija se u 2 faze (Sl. 12-1). Kao rezultat ovog niza reakcija, ksenobiotici postaju hidrofilniji i izlučuju se urinom. Tvari koje su jače hidrofobne ili imaju veliku molekularnu masu (>300 kDa) češće se izlučuju u crijeva sa žuči, a potom se izlučuju fecesom.

Sustav neutralizacije uključuje mnogo različitih enzima, pod čijim utjecajem se gotovo svaki ksenobiotik može modificirati.

Mikrosomalni enzimi kataliziraju reakcije C-hidroksilacije, N-hidroksilacije, O-, N-, S-dealkilacije, oksidativne deaminacije, sulfoksidacije i epoksidacije (Tablica 12-1).

Mikrosomalni oksidacijski sustav (oksidacija monooksigenazom) lokaliziran je u ER membranama gotovo svih tkiva. U pokusu, kada se ER izolira iz stanica, membrana se raspada na dijelove od kojih svaki formira zatvorenu vezikulu - mikrosom, otuda i naziv - mikrosomska oksidacija. Ovaj sustav osigurava prvu fazu neutralizacije većine hidrofobnih tvari. U metabolizmu ksenobiotika mogu sudjelovati enzimi bubrega, pluća, kože i gastrointestinalnog trakta, no najaktivniji su u jetri. Skupina mikrosomalnih enzima uključuje specifične oksidaze, razne hidrolaze i konjugacijske enzime.

Riža. 12-1. Metabolizam i eliminacija ksenobiotika iz organizma. RH - ksenobiotik; K - skupina koja se koristi za konjugaciju (glutation, glukuronil itd.); M - molekularna težina. Od mnogih reakcija ovisnih o citokromu P 450, na slici je prikazana samo jedna - shema hidroksilacije ksenobiotika. Tijekom prve faze u strukturu RH tvari uvodi se polarna skupina OH -. Zatim dolazi do reakcije konjugacije; Konjugat se, ovisno o topljivosti i molekularnoj težini, eliminira putem bubrega ili putem fecesa.

Osnovne funkcije jetre

Metabolizam ugljikohidrata

Glukoneogeneza

Sinteza i razgradnja glikogena

Metabolizam lipida i njihovih derivata

Sinteza masnih kiselina i masti iz ugljikohidrata Sinteza i izlučivanje kolesterola Stvaranje lipoproteina Ketogeneza

Sinteza žučne kiseline 25-hidroksilacija vitamina D 3

Metabolizam proteina

Sinteza proteina krvne plazme (uključujući neke faktore zgrušavanja krvi) Sinteza ureje (neutralizacija amonijaka)

Razmjena hormona Metabolizam i oslobađanje steroidnih hormona Metabolizam polipeptidnih hormona

Metabolizam i izlučivanje bilirubina Taloženje

glikogen vitamin A vitamin B 12 željezo

Lijekovi i strane tvari

Metabolizam i izlučivanje

Tablica 12-1. Moguće modifikacije ksenobiotika u prvoj fazi neutralizacije

Druga faza su reakcije konjugacije, kao rezultat kojih se strana tvar, modificirana ER enzimskim sustavima, veže na endogene supstrate - glukuronsku kiselinu, sumpornu kiselinu, glicin, glutation. Nastali konjugat se uklanja iz tijela.

A. MIKROSOMALNA OKSIDACIJA

Mikrosomalne oksidaze su enzimi lokalizirani u membranama glatkog ER, koji funkcioniraju u kombinaciji s dva ekstramitohondrijska CPE. Enzimi koji kataliziraju redukciju jednog atoma molekule O2 uz stvaranje vode i uključivanje drugog atoma kisika u oksidiranu tvar nazivaju se mikrosomalne oksidaze miješane funkcije ili mikrosomalne monooksigenaze. Oksidacija koja uključuje monooksigenaze obično se proučava uporabom mikrosomalnih pripravaka.

1. Glavni enzimi mikrosomalnih lanaca prijenosa elektrona

Mikrosomalni sustav ne sadrži proteinske komponente topljive u citosolu; svi enzimi su membranski proteini, čiji su aktivni centri lokalizirani na citoplazmatskoj površini ER. Sustav uključuje nekoliko proteina koji čine lanac prijenosa elektrona (ETC). U ER postoje dva takva lanca, prvi se sastoji od dva enzima - NADPH-P 450 reduktaze i citokroma P 450, drugi uključuje enzim NADH-citokrom-b 5 reduktazu, citokrom b 5 i još jedan enzim - stearoil-CoA desaturazu .

Lanac prijenosa elektrona - NADPH-P 450 reduktaza - citokrom P 450. U većini slučajeva, donor elektrona (ē) za ovaj lanac je NADPH, koji se oksidira pomoću NADPH-P 450 reduktaze. Enzim sadrži dva koenzima kao prostetičku skupinu - flavinad nindinukleotid (FAD) i flavin mononukleotid (FMN). Protoni i elektroni iz NADPH se sekvencijalno prenose na koenzime NADPH-P 450 reduktaze. Reducirani FMN (FMNH 2) oksidira se pomoću citokroma P 450 (vidi dijagram u nastavku).

Citokrom P 450 je hemoprotein, sadrži prostetičku skupinu hem i ima vezna mjesta za kisik i supstrat (ksenobiotik). Naziv citokrom P 450 ukazuje na to da apsorpcijski maksimum kompleksa citokroma P 450 leži u području od 450 nm.

Oksidirajući supstrat (donor elektrona) za NADH-citokrom b 5 reduktazu je NADH (vidi dijagram dolje). Protoni i elektroni iz NADH prenose se na koenzim reduktazu FAD, sljedeći akceptor elektrona je Fe 3+ citokroma b 5. Citokrom b 5 u nekim slučajevima može biti donor elektrona (ē) za citokrom P 450 ili za stearoil-CoA desaturazu, koji katalizira stvaranje dvostrukih veza u masnim kiselinama, prenoseći elektrone na kisik da nastane voda (Sl. 12-2) .

NADH-citokrom b 5 reduktaza je protein s dvije domene. Globularna citosolna domena veže prostetičku skupinu, koenzim FAD, a jedan hidrofobni "rep" usidri protein u membrani.

Citokrom b 5 je protein koji sadrži hem i ima domenu lokaliziranu na površini ER membrane i kratki "tether"

Riža. 12-2. Lanci transporta elektrona ER. RH - supstrat citokroma P 450; strelice označavaju reakcije prijenosa elektrona. U jednom sustavu NADPH oksidira NADPH citokrom P 450 reduktaza, koja zatim prenosi elektrone na cijelu obitelj citokroma P 450. Drugi sustav uključuje oksidaciju NADH pomoću citokrom b 5 reduktaze, elektroni se prenose na citokrom b 5; reducirani oblik citokroma b 5 oksidira stearoil-CoA desaturaza koja prenosi elektrone na O 2 .

spiralna domena smještena u lipidnom dvosloju.

NADH-citokrom b 5 reduktaza i citokrom b 5, kao "usidreni" proteini, nisu striktno fiksirani za određena područja ER membrane i stoga mogu promijeniti svoju lokalizaciju.

2. Djelovanje citokroma P 450

Poznato je da je molekularni kisik u tripletnom stanju inertan i ne može djelovati s organskim spojevima. Da bi kisik postao reaktivan, potrebno ga je pretvoriti u singletni kisik pomoću enzimskih sustava za njegovu redukciju. To uključuje sustav monooksigenaze koji sadrži citokrom P 450. Vezanje lipofilne tvari RH i molekule kisika u aktivnom centru citokroma P 450 povećava oksidativnu aktivnost enzima. Jedan atom kisika uzima 2 ē i prelazi u O 2- oblik. Donor elektrona je NADPH, koji se oksidira pomoću NADPH-citokrom P 450 reduktaze. O 2- međudjeluje s protonima: O 2- + 2H + → H 2 O, i nastaje voda. Drugi atom molekule kisika uključen je u supstrat RH, tvoreći hidroksilnu skupinu tvari R-OH (slika 12-3).

Ukupna jednadžba za reakciju hidroksilacije tvari RH mikrosomalnim oksidacijskim enzimima:

RH + O 2 + NADPH + H + → ROH + H 2 O + NADP +.

Supstrati P 450 mogu biti mnoge hidrofobne tvari egzogenog (lijekovi, ksenobiotici) i endogenog (steroidi, masne kiseline, itd.) podrijetla.

Dakle, kao rezultat prve faze neutralizacije uz sudjelovanje citokroma P 450, dolazi do modifikacije tvari s stvaranjem funkcionalnih skupina koje povećavaju topljivost hidrofobnog spoja. Kao rezultat modifikacije, molekula može izgubiti svoju biološku aktivnost ili čak formirati aktivniji spoj od tvari iz koje je nastala.

3. Svojstva mikrosomalnog oksidacijskog sustava

Najvažnija svojstva mikrosomalnih oksidacijskih enzima su: široka supstratna specifičnost, koja omogućuje neutralizaciju tvari najrazličitijih struktura, te regulacija aktivnosti indukcijskim mehanizmom.

Široka specifičnost supstrata. Izoforme P 450

Do danas je opisano oko 150 gena citokroma P 450 koji kodiraju različite izoforme enzima. Svaki od izoformi P 450

Riža. 12-3. Prijenos elektrona tijekom oksidacije monooksigenazom uz sudjelovanje P 450. Vezanje (1) u aktivnom središtu citokroma P 450 tvari RH aktivira redukciju željeza u hemu – dodaje se prvi elektron (2). Promjena valencije željeza povećava afinitet kompleksa P 450 -Fe 2+ -RH za molekulu kisika (3). Pojava molekule O 2 u veznom centru citokroma P 450 ubrzava dodavanje drugog elektrona i stvaranje kompleksa P 450 -Fe 2 + O 2 - -RH (4). U sljedećoj fazi (5), Fe 2+ se oksidira, drugi elektron se dodaje molekuli kisika P 450 -Fe 3+ O 2 2-. Reducirani atom kisika (O 2-) veže 2 protona, te nastaje 1 molekula vode. Drugi atom kisika ide u izgradnju OH skupine (6). Modificirana tvar R-OH se odvaja od enzima (7).

ima mnogo podloga. Ti supstrati mogu biti i endogene lipofilne tvari, čija je modifikacija dio normalnog metabolizma tih spojeva, i hidrofobni ksenobiotici, uključujući lijekove. Određeni izoformi citokroma P 450 uključeni su u metabolizam spojeva niske molekularne težine kao što su etanol i aceton.

Regulacija aktivnosti mikrosomalnog oksidacijskog sustava

Regulacija aktivnosti mikrosomalnog sustava provodi se na razini transkripcije ili posttranskripcijskih promjena. Indukcija sinteze omogućuje vam povećanje broja enzima kao odgovor na unos ili stvaranje tvari u tijelu, čija je eliminacija nemoguća bez sudjelovanja mikrosomalnog oksidacijskog sustava.

Trenutno je opisano više od 250 kemijskih spojeva koji uzrokuju indukciju mikrosomalnih enzima. Ovi induktori uključuju barbiturate, policikličke

aromatski ugljikovodici, alkoholi, ketoni i neki steroidi. Unatoč raznolikosti kemijske strukture, svi induktori imaju niz zajedničkih karakteristika; svrstavaju se u lipofilne spojeve, a služe kao supstrati za citokrom P 450.

B. KONJUGACIJA - DRUGA FAZA SUPSTANCE DISHARM

Druga faza neutralizacije tvari su reakcije konjugacije, tijekom kojih se funkcionalnim skupinama nastalim u prvoj fazi dodaju druge molekule ili skupine endogenog podrijetla, čime se povećava hidrofilnost i smanjuje toksičnost ksenobiotika (Tablica 12-2).

1. Sudjelovanje transferaza u reakcijama konjugacije

Svi enzimi koji djeluju u drugoj fazi neutralizacije ksenobiotika pripadaju klasi transferaza. Karakterizira ih široka specifičnost supstrata.

Tablica 12-2. Glavni enzimi i metaboliti uključeni u konjugaciju

UDP-glukuroniltransferaza

Uridin difosfat (UDP)-glukuroniltransferaze, smještene uglavnom u ER, dodaju ostatak glukuronske kiseline molekuli tvari nastale tijekom mikrosomalne oksidacije (Slika 12-4).

Općenito, reakcija koja uključuje UDP-glu-kuroniltransferazu piše se na sljedeći način:

ROH + UDP-C 6 H 9 O 6 = RO-C 6 H 9 O 6 + UDP. Sulfotransferaze

Citoplazmatske sulfotransferaze kataliziraju reakciju konjugacije, tijekom koje se ostatak sumporne kiseline (-SO 3 H) iz 3"-fosfoadenozin-5"-fosfosulfata (FAPS) dodaje fenolima, alkoholima ili aminokiselinama (Sl. 12-5).

Reakcija koja uključuje sulfotransferazu općenito se piše na sljedeći način:

ROH + FAF-SO 3 H = RO-SO 3 H + FAF.

Riža. 12-4. Uridin difosfoglukuronska kiselina (UDP-C 6 H 9 O 6).

Enzimi sulfotransferaza i UDP-glukuroniltransferaza sudjeluju u neutralizaciji ksenobiotika, inaktivaciji lijekova i endogenih biološki aktivnih spojeva.

Glutation transferaze

Posebno mjesto među enzimima koji sudjeluju u neutralizaciji ksenobiotika i inaktivaciji normalnih metabolita i lijekova zauzimaju glutation transferaze (GT). Glutation transferaze djeluju u svim tkivima i imaju važnu ulogu u inaktivaciji vlastitih metabolita: nekih steroidnih hormona, prostaglandina, bilirubina, žučnih kiselina, produkata peroksidacije lipida.

Poznate su mnoge GT izoforme s različitim specifičnostima supstrata. U stanicama, GT su uglavnom lokalizirani u citosolu, ali postoje varijante enzima u jezgri i mitohondrijima. Za funkcioniranje GSH potreban je glutation (GSH) (Slika 12-6).

Glutation je Glu-Cys-Gly tripeptid (ostatak glutaminske kiseline je vezan za cistein karboksilnom skupinom radikala).

Riža. 12-5. 3"-fosfoadenozin-5"-fosfosulfat (PAF-S03H).

Riža. 12-6 (prikaz, ostalo). Glutation (GSH).

GT imaju široku specifičnost za supstrate, čiji ukupan broj prelazi 3000. GT vežu mnoge hidrofobne tvari i inaktiviraju ih, ali samo one koje imaju polarnu skupinu prolaze kemijsku modifikaciju uz sudjelovanje glutationa. Odnosno, supstrati su tvari koje, s jedne strane, imaju elektrofilni centar (na primjer, OH skupinu), as druge strane, hidrofobne zone. Neutralizacija, tj. kemijska modifikacija ksenobiotika uz sudjelovanje GT može se provesti na tri različita načina:

Konjugacijom supstrata R s glutationom (GSH):

R+GSH→GSRH

Kao rezultat nukleofilne supstitucije:

RX+GSH→GSR + HX,

Redukcija organskih peroksida u alkohole:

R-HC-O-OH + 2 GSH→R-HC-O-OH + GSSG + H2O.

U reakciji: UN - hidroperoksidna skupina, GSSG - oksidirani glutation.

Sustav neutralizacije uz sudjelovanje GT-a i glutationa ima jedinstvenu ulogu u formiranju otpornosti organizma na najrazličitije utjecaje i najvažniji je zaštitni mehanizam stanice. Tijekom biotransformacije nekih ksenobiotika pod utjecajem HT nastaju tioesteri (RSG konjugati) koji se potom pretvaraju u merkaptane među kojima se nalaze toksični produkti. Ali konjugati GSH s većinom ksenobiotika manje su reaktivni i hidrofilniji od matičnih tvari, te su stoga manje toksični i lakše se izlučuju iz tijela (Slika 12-7).

Riža. 12-7 (prikaz, ostalo). Neutralizacija 1-kloro, 2,4-dinitrobenzol-zola uz sudjelovanje glutationa.

GT sa svojim hidrofobnim centrima mogu nekovalentno vezati veliki broj lipofilnih spojeva (fizička neutralizacija), sprječavajući njihov prodor u lipidni sloj membrana i poremećaj staničnih funkcija. Stoga se GT ponekad naziva intracelularni albumin.

GT mogu kovalentno vezati ksenobiotike, koji su jaki elektroliti. Dodavanje takvih tvari je “samoubojstvo” za GT, ali dodatni zaštitni mehanizam za stanicu.

Acetiltransferaze, metiltransferaze

Acetiltransferaze kataliziraju reakcije konjugacije - prijenos acetilnog ostatka s acetil-CoA na dušikovu skupinu -SO 2 NH 2, npr. u sastavu sulfonamida. Membranske i citoplazmatske metiltransferaze uz sudjelovanje SAM metiliraju -P=O, -NH 2 i SH skupine ksenobiotika.

2. Uloga epoksid hidrolaza u stvaranju diola

U drugoj fazi neutralizacije (reakcija konjugacije) sudjeluju i neki drugi enzimi. Epoksid hidrolaza (epoksid hidrataza) dodaje vodu benzenu, benzopiren epoksidima i drugim policikličkim ugljikovodicima nastalim tijekom prve faze neutralizacije i pretvara ih u diole (slika 12-8). Epoksidi nastali tijekom mikrosomalne oksidacije su kancerogeni. Imaju visoku kemijsku aktivnost i mogu sudjelovati u neenzimskim reakcijama alkilacije DNA, RNA i proteina (vidi odjeljak 16). Kemijske modifikacije ovih molekula mogu dovesti do degeneracije normalne stanice u tumorsku stanicu.

Riža. 12-8 (prikaz, ostalo). Detoksikacija benzantracena. E 1 - enzim mikrosomalnog sustava; E 2 - epoksid hidrataza.

B. RAZGRADNJA AMINOKISELINA U CRIJEVIMA. NEUTRALIZACIJA I UKLANJANJE ROTACIJSKIH PRODUKATA IZ TIJELA

Aminokiseline koje se ne apsorbiraju u crijevne stanice mikroflora debelog crijeva koristi kao hranjive tvari. Bakterijski enzimi razgrađuju aminokiseline i pretvaraju ih u amine, fenole, indol, skatol, sumporovodik i druge spojeve otrovne za tijelo. Taj se proces ponekad naziva truljenje crijevnih proteina. Truljenje se temelji na reakcijama dekarboksilacije i deaminacije aminokiselina.

Stvaranje i neutralizacija n-krezola i fenola

Pod djelovanjem bakterijskih enzima, fenol i krezol mogu nastati iz aminokiseline tirozin uništavanjem bočnih lanaca aminokiselina od strane mikroba (slika 12-9).

Apsorbirani produkti ulaze u jetru kroz portalnu venu, gdje se može dogoditi neutralizacija fenola i krezola konjugacijom s ostatkom sumporne kiseline (FARS) ili s glukuronskom kiselinom u sastavu UDP-glukuronata. Reakcije konjugacije fenola i krezola s FAPS

katalizira enzim sulfotransferazu (slika 12-10).

Konjugacija glukuronskih kiselina s fenolom i krezolom događa se uz sudjelovanje enzima UDP-glukuroniltransferaze (slika 12-11). Produkti konjugacije visoko su topljivi u vodi i izlučuju se u urinu putem bubrega. U urinu se otkriva povećanje količine konjugata glukuronske kiseline s fenolom i krezolom s povećanjem produkata truljenja proteina u crijevima.

Stvaranje i neutralizacija indola i skatola

U crijevima mikroorganizmi stvaraju indol i skatol iz aminokiseline triptofan. Bakterije uništavaju bočni lanac triptofana, ostavljajući strukturu prstena netaknutom.

Indol nastaje bakterijskim cijepanjem bočnog lanca, moguće kao serin ili alanin (Slika 12-12).

Skatol i indol neutraliziraju se u jetri u 2 stupnja. Prvo, kao rezultat mikrosomske oksidacije, dobivaju hidroksilnu skupinu. Tako se indol transformira u indoksil, a zatim ulazi u reakciju konjugacije s FAPS, tvoreći indoksil sumpornu kiselinu, kalijevu sol

Riža. 12-9 (prikaz, ostalo). Katabolizam tirozina pod utjecajem bakterija. E – bakterijski enzimi.

Riža. 12-10 (prikaz, ostalo). Konjugacija fenola i krezola s FAPS. E – sulfotransferaza.

Riža. 12-11 (prikaz, ostalo). Sudjelovanje UDP-glukuroniltransferaze u detoksikaciji krezola i fenola. E - UDP-glukuroniltransferaza.

Riža. 12-12 (prikaz, ostalo). Katabolizam triptofana pod utjecajem bakterija. E – bakterijski enzimi.

koja je dobila naziv animal indica

(Slika 12-13).

Detoksikacija benzojeve kiseline

Sinteza hipurinske kiseline iz benzojeve kiseline i glicina odvija se kod ljudi i većine životinja uglavnom u jetri (Sl. 12-14). Brzina ove reakcije odražava funkcionalno stanje jetre.

U kliničkoj praksi koriste određivanje brzine stvaranja i izlučivanja hipurinske kiseline nakon unošenja ksenobiotika benzojeve kiseline (natrij benzojeve kiseline) u organizam – Quick test.

D. VEZIVANJE, TRANSPORT I IZLUČIVANJE

KSENOBIOTICI

U krvnoj plazmi, mnoge endogene i egzogene lipofilne tvari transportiraju se albuminom i drugim proteinima.

bjelančevina- glavni protein krvne plazme koji veže razne hidrofobne tvari. Može funkcionirati kao protein prijenosnik za bilirubin, ksenobiotike i ljekovite tvari.

Osim albumina, ksenobiotici se mogu transportirati krvlju u sastavu lipoproteina, kao iu kombinaciji s kiselim α 1 -glikoproteinom. Osobitost ovog glikoproteina

Riža. 12-13 (prikaz, stručni). Sudjelovanje sulfotransferaze u detoksikaciji indola. E – sulfotransferaza.

Riža. 12-14 (prikaz, ostalo). Stvaranje hipurinske kiseline iz benzojeve kiseline i glicina. E - glicin transferaza.

je da je to inducibilni protein uključen u odgovor tijela na promjene koje se javljaju u stanju stresa, na primjer, tijekom infarkta miokarda, upalnih procesa; njegova količina u plazmi raste zajedno s drugim proteinima. Vežući ksenobiotike, kiseli α 1 -glikoprotein ih inaktivira i prenosi u jetru, gdje se kompleks s proteinom raspada, a strane tvari neutraliziraju i uklanjaju iz organizma.

Sudjelovanje P-glikoproteina u eliminaciji ksenobiotika

Vrlo važan mehanizam za uklanjanje hidrofobnih ksenobiotika iz stanice je djelovanje P-glikoproteina (ATP transportaze). P-glikoprotein je fosfoglikoprotein molekulske težine 170 kDa, prisutan u plazma membrani stanica mnogih tkiva, posebice bubrega i crijeva. Polipeptidni lanac ovog proteina sadrži 1280 aminokiselinskih ostataka, koji tvore 12 transmembranskih domena i dva ATP-vezujuća centra (Sl. 12-15).

Normalno, njegova funkcija je izlučivanje kloridnih iona i hidrofobnih toksičnih spojeva iz stanica.

Kada hidrofobna tvar (na primjer, antitumorski lijek) uđe u stanicu, P-glikoprotein je uklanja iz nje uz utrošak energije (slika 12-16). Smanjenje količine lijeka u stanici smanjuje učinkovitost njegove primjene u kemoterapiji raka.

D. INDUKCIJA ZAŠTITNIH SUSTAVA

Mnogi enzimi uključeni u prvu i drugu fazu neutralizacije su inducibilni proteini. Još u antičko doba, kralj Mitridat je znao da ako sustavno uzimate male doze otrova, akutno trovanje se može izbjeći. “Mitridatov učinak” temelji se na indukciji određenih zaštitnih sustava (Tablica 12-3).

Membrane ER jetre sadrže više citokroma P 450 (20%) od ostalih enzima vezanih za membranu. Lijek fenobarbital aktivira sintezu citokroma

Riža. 12-15 (prikaz, stručni). Struktura P-glikoproteina. P-glikoprotein je integralni protein s 12 transmembranskih domena koje premošćuju dvosloj citoplazmatske membrane. N- i C-završeci proteina okrenuti su prema citosolu. Dijelovi P-glikoproteina na vanjskoj površini membrane su glikozilirani. Regija između šeste i sedme domene ima mjesta za vezanje ATP-a i autofosforilaciju.

Riža. 12-16 (prikaz, stručni). Djelovanje P-glikoproteina.

Osjenčani oval je antitumorski lijek (hidrofobna tvar).

P 450, UDP-glukuroniltransferaza i epoksid hidrolaza. Na primjer, kod životinja kojima je primijenjen induktor fenobarbital, povećava se površina ER membrana, koja doseže 90% svih membranskih struktura stanice, i, kao posljedica toga, povećanje broja enzima uključenih u neutralizacija ksenobiotika ili otrovnih tvari endogenog podrijetla.

Tijekom kemoterapije malignih procesa početna učinkovitost lijeka često se postupno smanjuje. Štoviše, razvija se rezistencija na više lijekova, tj. otpornost ne samo na ovaj lijek, već i na niz drugih lijekova. To se događa jer lijekovi protiv raka induciraju sintezu P-glikoproteina, glutation transferaze i glutationa. Primjena tvari koje inhibiraju ili aktiviraju sintezu P-glikoproteina, kao i

enzima za sintezu glutationa, povećava učinkovitost kemoterapije.

Metali su induktori sinteze glutationa i niskomolekularnog proteina metalotioneina, koji imaju SH skupine koje ih mogu vezati. Zbog toga se povećava otpornost tjelesnih stanica na otrove i lijekove.

Povećanje količine glutation transferaza povećava sposobnost tijela da se prilagodi sve većem zagađenju okoliša. Indukcija enzima objašnjava nedostatak antikarcinogenog učinka kod primjene niza ljekovitih tvari. Osim toga, induktori sinteze glutation transferaze su normalni metaboliti - spolni hormoni, jodtironini i kortizol. Kateholamini preko sustava adenilat ciklaze fosforiliraju glutation transferazu i povećavaju njezinu aktivnost.

Brojne tvari, uključujući lijekove (na primjer, teški metali, polifenoli, glutation S-alkili, neki herbicidi), inhibiraju glutation transferazu.

ii. biotransformacija ljekovitih tvari

Lijekovi koji ulaze u tijelo prolaze kroz sljedeće transformacije:

Usisavanje;

Vezanje i transport proteina u krvi;

Interakcija s receptorima;

Distribucija u tkivima;

Metabolizam i izlučivanje iz organizma.

Mehanizam prvog stupnja (apsorpcije) određen je fizikalno-kemijskim svojstvima lijeka. Hidrofobni spojevi lako prodiru kroz membrane jednostavnom difuzijom, dok

Tablica 12-3. Indukcija sustava zaštite od ksenobiotika

kako lijekovi netopivi u lipidima prodiru kroz membrane transmembranskim transportom uz sudjelovanje različitih vrsta translokaza. Neke netopljive velike čestice mogu ući u limfni sustav pinocitozom.

Sljedeći stupnjevi metabolizma lijeka u tijelu također su određeni njegovom kemijskom strukturom - hidrofobne molekule kreću se kroz krv u kombinaciji s albuminom, kiselim α 1 -glikoproteinom ili u sastavu lipoproteina. Ovisno o strukturi, lijek može ući u stanicu iz krvi ili, kao analozi endogenih tvari, vezati se na receptore stanične membrane.

Učinak na tijelo većine lijekova prestaje nakon određenog vremena nakon uzimanja. Do prekida djelovanja može doći jer se lijek izlučuje iz tijela ili nepromijenjen - to je tipično za hidrofilne spojeve, ili u obliku proizvoda njegove kemijske modifikacije (biotransformacija).

A. PRIRODA PROMJENA TIJEKOM BIOTRANSFORMACIJE LIJEKOVA

Biokemijske transformacije ljekovitih tvari u ljudskom tijelu, osiguravajući njihovu inaktivaciju i detoksikaciju, posebna su manifestacija biotransformacije stranih spojeva.

Kao rezultat biotransformacije ljekovitih tvari može doći do:

Inaktivacija ljekovitih tvari, tj. smanjenje njihove farmakološke aktivnosti;

Povećana aktivnost ljekovitih tvari;

Stvaranje toksičnih metabolita.

Inaktivacija lijekova

Inaktivacija ljekovitih tvari, kao i svi ksenobiotici, odvija se u 2 faze. Prva faza je kemijska modifikacija pod djelovanjem enzima monooksigenaznog sustava ER. Na primjer, barbiturat lijeka tijekom biotransformacije pretvara se u hidroksibarbiturat, koji zatim sudjeluje u reakciji konjugacije s ostatkom glukuronske kiseline. Enzim glukuroniltransferaza katalizira stvaranje barbiturat glukuronida, UDP-glukuronil se koristi kao izvor glukuronske kiseline (slika 12-17).

U prvoj fazi neutralizacije pod utjecajem monooksigenaza nastaju reaktivne skupine -OH, -COOH, -NH 2, -SH itd. Kemijski spojevi koji već imaju te skupine odmah ulaze u drugu fazu neutralizacije - konjugaciju. reakcija.

Povećanje aktivnosti lijeka

Primjer povećanja aktivnosti tvari tijekom njezinih transformacija u tijelu je stvaranje desmetilimipramina iz imipramina. Dezmetilimipramin ima snažnu sposobnost smanjenja depresije kod mentalnih poremećaja (slika 12-18).

Kemijske transformacije nekih lijekova u tijelu dovode do promjena u prirodi njihove aktivnosti. Na primjer, iprazid je antidepresiv, koji se, kao rezultat dealkilacije, pretvara u izoniazid, koji ima antituberkulozni učinak (slika 12-19).

Stvaranje toksičnih proizvoda kao rezultat reakcija biotransformacije. U nekim slučajevima kemijske transformacije lijekova u tijelu mogu dovesti do pojave toksičnih svojstava. Tako,

Riža. 12-17 (prikaz, ostalo). Metabolizam barbiturata u jetri. E 1 - mikrosomalni oksidacijski enzimi; E 2 - glukuroniltransferaza.

Riža. 12-18 (prikaz, ostalo). Aktivacija imipramina kao rezultat reakcije demetilacije.

Riža. 12-19 (prikaz, stručni). Stvaranje izoniazida tijekom dealkilacije ipraniazida.

Riža. 12-20 (prikaz, ostalo). Pretvorba fenacetina u otrovni produkt - parafenetidin.

antipiretik, analgetik, protuupalni lijek fenacetin se pretvara u parafenetidin, koji uzrokuje hipoksiju zbog stvaranja methemoglobina - neaktivnog oblika Hb (slika 12-20).

Reakcije konjugacije lijekova

Druga faza inaktivacije je konjugacija (vezivanje) ljekovitih tvari, kako onih koje su pretrpjele bilo kakve transformacije u prvoj fazi, tako i nativnih lijekova. Produktima koji nastaju djelovanjem mikrosomalnih oksidacijskih enzima, karboksilnoj skupini se može dodati glicin, OH skupini glukuronska kiselina ili ostatak sumporne kiseline, a NH2 skupini acetilni ostatak.

Endogeni spojevi nastali u tijelu uz utrošak energije SAM sudjeluju u transformacijama druge faze inaktivacije ljekovitih tvari: (ATP), UDP-

glukuronat (UTP), acetil-CoA (ATP) itd. Stoga možemo reći da reakcije konjugacije uključuju korištenje energije ovih visokoenergetskih spojeva.

Primjer reakcije konjugacije je ranije opisana glukuronidacija hidroksibarbiturata pod djelovanjem glukuronil transferaze (vidi sliku 12-17). Primjer O-metilacije lijeka je jedan od stupnjeva biotransformacije lijeka metildopa, koji remeti stvaranje adrenergičkog medijatora i koristi se kao antihipertenziv (slika 12-21).

Uglavnom se visoko hidrofilni spojevi izoliraju nepromijenjeni. Od lipofilnih tvari iznimka je inhalacijska anestezija, čiji glavni dio ne ulazi u kemijske reakcije u tijelu. Izlučuju se plućima u istom obliku u kojem su i uneseni.

Riža. 12-21 (prikaz, ostalo). Biotransformacija lijeka (metildopa).

B. ČIMBENICI KOJI UTJEČU NA AKTIVNOST

ENZIMI ZA BIOTRANSFORMACIJU LIJEKOVA

Kao rezultat kemijske modifikacije, lijekovi obično gube svoju biološku aktivnost. Stoga te reakcije vremenski ograničavaju učinak lijekova. Kod patologije jetre, praćene smanjenjem aktivnosti mikrosomalnih enzima, povećava se trajanje djelovanja niza ljekovitih tvari.

Neki lijekovi smanjuju aktivnost monooksigenaznog sustava. Na primjer, levomicetin i butadion inhibiraju enzime mikrosomalne oksidacije. Antikolinesterazni lijekovi, inhibitori monoaminooksidaze, remete funkcioniranje faze konjugacije, pa produljuju djelovanje lijekova koje ti enzimi inaktiviraju. Osim toga, brzina svake od reakcija biotransformacije lijeka ovisi o genetskim, fiziološkim čimbenicima i ekološkom stanju okoliša.

Dobne karakteristike

Osjetljivost na lijekove varira s dobi. Na primjer, aktivnost metabolizma lijekova u novorođenčadi u prvom mjesecu života značajno se razlikuje od one u odraslih. To je zbog nedostatka mnogih enzima uključenih u biotransformaciju lijekova, funkcije bubrega, povećane propusnosti krvno-moždane barijere i nerazvijenosti središnjeg živčanog sustava. Dakle, novorođenčad je osjetljivija na određene tvari koje utječu na središnji živčani sustav (osobito na morfij). Levomicetin je vrlo otrovan za njih; to se objašnjava činjenicom da u jetri

U novorođenčadi su enzimi potrebni za njegovu biotransformaciju neaktivni.

U starijoj dobi metabolizam lijekova je manje učinkovit: funkcionalna aktivnost jetre se smanjuje, a brzina izlučivanja lijeka putem bubrega je poremećena. Općenito, osjetljivost na većinu lijekova u starijoj dobi je povećana, stoga njihovu dozu treba smanjiti.

Genetski faktori

Individualne razlike u metabolizmu niza lijekova i u reakcijama na lijekove objašnjavaju se genetskim polimorfizmom, tj. postojanje izoformi nekih biotransformacijskih enzima u populaciji.

U nekim slučajevima povećana osjetljivost na lijekove može biti posljedica nasljednog nedostatka određenih enzima uključenih u kemijsku modifikaciju. Na primjer, s genetskim nedostatkom kolinesteraze krvne plazme, trajanje djelovanja mišićnog relaksanta ditilina naglo se povećava i može doseći 6-8 sati ili više (u normalnim uvjetima, ditilin djeluje 5-7 minuta). Poznato je da brzina acetilacije antituberkuloznog lijeka izoniazida prilično varira. Postoje pojedinci s brzom i sporom metaboličkom aktivnošću. Vjeruje se da je u osoba sa sporom inaktivacijom izoniazida poremećena struktura proteina koji reguliraju sintezu enzima acetiltransferaze, koji osigurava konjugaciju izoniazida s acetilnim ostatkom.

Okolišni čimbenici

Značajan utjecaj na metabolizam lijekova u organizmu ima

također i čimbenici okoliša, kao što su ionizirajuće zračenje, temperatura, sastav hrane i posebno razne kemijske tvari (ksenobiotici), uključujući i same ljekovite tvari.

III. METABOLIZAM ETANOLA U JETRI

Katabolizam etilnog alkohola odvija se uglavnom u jetri. Ovdje se oksidira od 75% do 98% etanola unesenog u tijelo.

Oksidacija alkohola je složen biokemijski proces koji uključuje osnovne metaboličke procese u stanici. Pretvorba etanola u jetri odvija se na tri načina uz stvaranje toksičnog metabolita - acetaldehida (slika 12-22).

A. OKSIDACIJA ETANOLA POMOĆU NAD-OVISNE ALKOHOLDEHIDROGENAZE

Glavnu ulogu u metabolizmu etanola ima enzim ovisan o NAD + koji sadrži cink - alkohol dehidrogenaza, koji je lokaliziran uglavnom u citosolu i mitohondrijima jetre (95%). Tijekom reakcije etanol se dehidrogenira, nastaju acetal dehid i reducirani koenzim NADH. Alkohol dehidrogenaza katalizira reverzibilnu reakciju čiji smjer ovisi o koncentraciji acetaldehida i omjeru NADH/NAD + u stanici.

C 9 H 5 OH + NAD + ↔ CH 3 CHO + NADH + H + .

Enzim alkohol dehidrogenaza je dimer koji se sastoji od polipeptidnih lanaca identične ili slične primarne strukture, kodiranih alelima jednog gena. Postoje 3 izoforme alkohol dehidrogenaze (ADH): ADH 1, ADH 2, ADH 3, koje se razlikuju po strukturi protomera, lokalizaciji i aktivnosti. Europljane karakterizira prisutnost izoformi ADH 1 i ADH 3. Kod nekih istočnih naroda prevladava izoforma ADH 2, koju karakterizira visoka aktivnost, što može biti razlog njihove povećane osjetljivosti na alkohol. Kod kroničnog alkoholizma ne povećava se količina enzima u jetri, tj. nije inducibilan enzim.

B. OKSIDACIJA ETANOLA UZ SUDJELOVANJE O CITOKROMU P 450 OVISNOG MIKROZOMUŠKOG SUSTAVA OKSIDACIJE ETANOLA

Mikrosomalni sustav oksidacije etanola (MEOS) ovisan o citokromu P 450 lokaliziran je u membrani glatkog ER hepatocita. MEOS igra manju ulogu u metabolizmu malih količina alkohola, ali je induciran etanolom, drugim alkoholima i lijekovima kao što su barbiturati i postaje značajan u zlouporabi tih tvari. Ovaj put oksidacije etanola odvija se uz sudjelovanje jedne od izoformi P 450 - izoenzima P 450 II E 1. U kroničnom alkoholizmu oksidacija etanola je ubrzana za 50-70% zbog hipertrofije ER i indukcije citokroma P 450 II E 1.

C 9 H 5 OH + NADPH + H + + O 2 → CH 3 CHO + NADP + + 2 H 2 O.

Riža. 12-22 (prikaz, stručni). Metabolizam etanola. 1 - oksidacija etanola pomoću NAD + -ovisne alkoholne dehidrogenaze (ADH); 9 - MEOS - mikrosomalni sustav oksidacije etanola; 3 - oksidacija etanola katalazom.

Uz glavnu reakciju, citokrom P 450 katalizira stvaranje reaktivnih kisikovih spojeva (O 2 -, H 2 O 2), koji stimuliraju peroksidaciju lipida u jetri i drugim organima (vidi dio 8).

V. oksidacija etanola katalazom

Sekundarnu ulogu u oksidaciji etanola ima katalaza, smještena u peroksisomima citoplazme i mitohondrija jetrenih stanica. Ovaj enzim razgrađuje otprilike 2% etanola, ali također koristi vodikov peroksid.

CH 3 CH 2 OH + H 2 O 2 → CH 3 CHO + 2 H 2 O.

d. metabolizam i toksičnost acetaldehida

Acetaldehid, nastao iz etanola, oksidira se u octenu kiselinu pomoću dva enzima: FAD-ovisne aldehid-oksidaze i NAD +-ovisne acetaldehid-dehidrogenaze (AlDH).

CH 3 CHO + O 2 + H 2 O → CH 3 COOH + H 2 O 2.

Povećanje koncentracije acetaldehida u stanici uzrokuje indukciju enzima aldehid oksidaze. Tijekom reakcije nastaju octena kiselina, vodikov peroksid i druge reaktivne vrste kisika, što dovodi do aktivacije

Drugi enzim, acetaldehid dehidrogenaza (AlDH), oksidira supstrat uz sudjelovanje koenzima NAD +.

CH 3 CHO + H 2 O + NAD + → CH 3 COOH + + NADH + H + .

Octena kiselina dobivena tijekom reakcije aktivira se enzimom acetil-CoA sintetazom. Reakcija se odvija pomoću koenzima A i molekule ATP. Rezultirajući acetil-CoA, ovisno o omjeru ATP/ADP i koncentraciji oksaloacetata u mitohondrijima hepatocita, može “izgorjeti” u TCA ciklusu i otići u sintezu masnih kiselina ili ketonskih tijela.

Polimorfne varijante AlDH nalaze se u različitim tkivima ljudskog tijela. Karakterizira ih široka supstratna specifičnost, različita raspodjela među stanicama tkiva (bubrezi, epitel, sluznica

želudac i crijeva) i u odjeljcima stanica. Na primjer, izoforma AlDH, lokalizirana u mitohondrijima hepatocita, ima veći afinitet za acetaldehid nego citosolni oblik enzima.

Enzimi koji sudjeluju u oksidaciji etanola - alkohol dehidrogenaza i AlDH - različito su raspoređeni: u citosolu - 80%/20% iu mitohondrijima - 20%/80%. Kada se progutaju velike doze alkohola (više od 2 g/kg), zbog različite brzine oksidacije etanola i acetaldehida u citosolu, koncentracija potonjeg naglo raste. Acetaldehid je vrlo reaktivan spoj; može neenzimatski acetilirati SH-, NH2-skupine proteina i drugih spojeva u stanici i poremetiti njihove funkcije. U modificiranim (acetiliranim) proteinima mogu se pojaviti poprečne veze koje nisu karakteristične za nativnu strukturu (na primjer, u proteinima međustaničnog matriksa - elastinu i kolagenu, nekim proteinima kromatina i lipoproteinima nastalim u jetri). Acetilacija nuklearnih, citoplazmatskih enzima i strukturnih proteina dovodi do smanjenja sinteze proteina koje jetra izvozi u krv, na primjer albumina, koji, kada se zadrži, održava koloidno-osmotski tlak, a također je uključen u transport mnogih hidrofobne tvari u krvi (vidjeti dio 14). Kršenje funkcija albumina u kombinaciji s štetnim učinkom acetaldehida na membrane popraćeno je ulaskom u stanice duž koncentracijskog gradijenta iona natrija i vode, dolazi do osmotskog bubrenja tih stanica i poremećaja njihovih funkcija.

Aktivna oksidacija etanola i acetaldehida dovodi do povećanja omjera NADH/NAD +, što smanjuje aktivnost enzima ovisnih o NAD + u citosolu i, manje značajno, u mitohondrijima.

Ravnoteža sljedeće reakcije pomiče se udesno:

Dihidroksiaceton fosfat + NADH + H + ↔ Glicerol-3-fosfat + NAD+,

Piruvat + NADH + H + ↔ Laktat + NAD + .

Redukcija dihidroksiaceton fosfata, intermedijarnog metabolita glikolize i glukoneogeneze, dovodi do smanjenja brzine

glukoneogeneza. Stvaranje glicerol-3-fosfata povećava vjerojatnost sinteze masti u jetri. Povećanje koncentracije NADH u usporedbi s NAD + (NADH>NAD +) usporava reakciju oksidacije laktata, povećava omjer laktat/piruvat i dodatno smanjuje brzinu glukoneogeneze (vidi odjeljak 7). Povećava se koncentracija laktata u krvi, što dovodi do hiperlaktične acidemije i laktacidoze.

(Sl. 12-23).

NADH oksidira enzim respiratornog lanca NADH dehidrogenaza. Pojava transmembranskog električnog potencijala na unutarnjoj mitohondrijskoj membrani ne dovodi do potpune sinteze ATP-a. To se sprječava poremećajem strukture unutarnje mitohondrijske membrane uzrokovane membranotropnim učinkom etilnog alkohola

te štetni učinak acetaldehida na membrane.

Možemo reći da acetaldehid neizravno aktivira LPO, budući da vezanjem SH skupina glutationa smanjuje količinu aktivnog (reduciranog) glutationa u stanici, koji je neophodan za funkcioniranje enzima glutation peroksidaze (vidi odjeljak 8), koji uključen je u katabolizam H2O2. Nakupljanje slobodnih radikala dovodi do aktivacije lipidne peroksidacije membrana i poremećaja strukture lipidnog dvosloja.

U početnim fazama alkoholizma, oksidacija acetil-CoA u TCA ciklusu glavni je izvor energije za stanicu. Višak acetil-CoA u citratu napušta mitohondrije, a sinteza masnih kiselina počinje u citoplazmi. Ovaj proces, osim ATP-a, zahtijeva sudjelovanje NADPH,

Slika 12-23. Učinci etanola na jetru. 1→2→3 - oksidacija etanola u acetat i njegovo pretvaranje u acetil-CoA

(1 - reakciju katalizira alkohol dehidrogenaza, 2 - reakciju katalizira AlDH). Brzina stvaranja acetaldehida (1) često je veća kod uzimanja velikih količina alkohola od brzine njegove oksidacije (9), pa se acetaldehid nakuplja i utječe na sintezu proteina (4), inhibirajući je, a također smanjuje koncentraciju reduciranog glutationa. (5), kao rezultat toga što aktivira POL. Brzina glukoneogeneze (6) se smanjuje, budući da visoka koncentracija NADH koja nastaje u reakcijama oksidacije etanola (1, 9) inhibira glukoneogenezu (6). Laktat se oslobađa u krv (7) i razvija se laktacidoza. Povećanje koncentracije NADH usporava brzinu TCA ciklusa; nakuplja se acetil-CoA i aktivira se sinteza ketonskih tijela (ketoza) (8). Oksidacija masnih kiselina također se usporava (9) i povećava se sinteza masti (10), što dovodi do bolesti masne jetre i hipertriacilglicerolemije.

koji nastaje tijekom oksidacije glukoze u pentozofosfatnom ciklusu. TAG se formiraju od masnih kiselina i glicerol-3-fosfata, koji se izlučuju u krv kao dio VLDL. Povećana proizvodnja VLDL u jetri dovodi do hipertriacil-licerolemije. U kroničnom alkoholizmu, smanjenje sinteze fosfolipida i proteina u jetri, uključujući apoproteine ​​uključene u stvaranje VLDL, uzrokuje intracelularno nakupljanje TAG-a i masnu jetru.

Međutim, tijekom razdoblja akutne alkoholne intoksikacije, unatoč prisutnosti velike količine acetil-CoA, nedostatak oksalo-acetata smanjuje brzinu stvaranja citrata. U tim se uvjetima višak acetil-CoA koristi za sintezu ketonskih tijela koja se otpuštaju u krv. Povećanje koncentracije laktata, acetooctene kiseline i β-hidroksibutirata u krvi uzrokuje metaboličku acidozu tijekom intoksikacije alkoholom.

Kao što je ranije spomenuto, stvaranje acetaldehida iz etanola događa se pod djelovanjem alkohol dehidrogenaze. Stoga se povećanjem koncentracije acetaldehida i NADH u stanicama jetre mijenja smjer reakcije – nastaje etanol. Etanol je membranotropni spoj, otapa se u lipidnom dvosloju membrana i remeti njihovu funkciju. To negativno utječe na transmembranski transport tvari, međustanične kontakte i interakcije staničnih receptora sa signalnim molekulama. Etanol može proći kroz membrane u međustanični prostor i krv te dalje u bilo koju stanicu tijela.

e. učinak etanola i acetaldehida na metabolizam ksenobiotika i lijekova u jetri

Priroda utjecaja etanola na metabolizam ksenobiotika i lijekova ovisi o stadiju alkoholne bolesti: početni stadij alkoholizma, kronični alkoholizam ili akutni oblik intoksikacije alkoholom.

Mikrosomalni sustav oksidacije etanola (MEOS), zajedno s metabolizmom etanola, uključen je u detoksikaciju ksenobiotika i lijekova. U početnoj fazi alkoholne bolesti, biotransformacija ljekovitih tvari odvija se aktivnije zbog indukcije enzima u sustavu. Ovo objašnjava fenomen "otpornosti" na lijekove. Međutim, tijekom akutne intoksikacije etilnim alkoholom, biotransformacija ljekovitih tvari je inhibirana. Etanol se natječe s ksenobioticima za vezanje na citokrom P 450 II E 1, uzrokujući preosjetljivost ("nestabilnost" lijeka) na neke lijekove koji se uzimaju istovremeno.

Osim toga, u osoba koje boluju od kroničnog alkoholizma opaža se selektivna indukcija izoforme P 450 II E 1 i kompetitivna inhibicija sinteze drugih izoformi uključenih u metabolizam ksenobiotika i lijekova. Zlouporaba alkohola također potiče sintezu glukuronil transferaza, ali smanjuje stvaranje UDP-glukuronata.

Alkohol dehidrogenaza ima široku supstratnu specifičnost i može oksidirati različite alkohole, uključujući metabolite srčanih glikozida - digitoksin, digoksin i gitoksin. Natjecanje etanola sa srčanim glikozidima za aktivno mjesto alkoholne dehidrogenaze dovodi do smanjenja brzine biotransformacije ove skupine lijekova i povećava rizik od njihovih nuspojava kod osoba koje uzimaju velike doze alkohola.

Povećanje koncentracije acetaldehida uzrokuje niz poremećaja u strukturi proteina (acetilacija), membrana (LPO), modifikacija glutationa koji je neophodan za jedan od najvažnijih enzima za neutralizaciju ksenobiotika - glutation transferazu i antioksidativni zaštitni enzim glutation peroksidaza. Dakle, prikazani podaci pokazuju da alkoholno oštećenje jetre prati kršenje najvažnije funkcije ovog organa - detoksikacije.

S obzirom na bitnu ulogu enzima endoplazmatskog retikuluma u inaktivaciji stranih tvari, metaboličke transformacije lijekova dijele se na transformacije koje kataliziraju mikrosomalni enzimi jetre (i, eventualno, enzimi drugih tkiva) i transformacije koje kataliziraju enzimi. lokaliziran u drugim dijelovima stanice (nemikrosomski).

Mikrosomalni enzimi uključuju oksidaze s miješanim funkcijama (također se nazivaju mikrosomalne monooksigenaze ili slobodni oksidacijski enzimi), kao i različite esteraze (glukoza-6-fosfataza, magnezij-ovisne nukleozidne fosfataze, nespecifične esteraze), enzime za sintezu proteina, lipida fosfolipide, glikoproteine, žučne kiseline i konačno, enzime koji kataliziraju reakcije konjugacije. Od njih su sljedeći uključeni u mehanizme detoksikacije ksenobiotika (uključujući lijekove):

Oksidaze s miješanim funkcijama (tj. mikrosomalne oksigenaze);

esteraza;

Enzimi konjugacije.

Dakle, mikrosomalni enzimi uglavnom provode oksidaciju, redukciju, hidrolizu i konjugaciju ksenobiotika (uključujući lijekove).

Mikrosomalne monooksigenaze kataliziraju biotransformaciju pretežno lipotropnih ksenobiotika, kao i endogenih steroida, nezasićenih masnih kiselina i prostaglandina. Ove monooksigenaze, sudjelujući u metabolizmu lipotropnih otrova i lijekova, kataliziraju oksidacijske reakcije kao što su C-hidroksilacija u alifatskom lancu, u aromatskim i alicikličkim prstenovima, u alkilnim bočnim lancima, N-hidroksilacija, O-, N-, S- dealkilacija, oksidativna deaminacija, deamidacija i epoksidacija.

Osim oksidativnih transformacija, ovi enzimi kataliziraju reakcije redukcije aromatskih nitro- i azo spojeva i reakcije reduktivne dehalogenacije. Kao rezultat ovih reakcija ksenobiotici dobivaju reaktivne skupine - -OH, -COOH, -NH2, -SH, itd. Tako nastali metaboliti lako ulaze u reakciju konjugacije stvarajući niskotoksične spojeve, koji se zatim izlučuju iz tijelo, uglavnom s urinom, žuči i izmetom.

Mikrosomalne monooksigenaze su multienzimski kompleks lokaliziran na glatkom endoplazmatskom retikulumu i povezan s dva ekstramitohondrijska transportna lanca elektrona koji stvaraju reducirane oblike NADP i NAD. Izvor NADP.H 2 je uglavnom pentozofosfatni ciklus, a NAD.H 2 je glikoliza.

Uobičajena samooksidirajuća (autooksidacijska) jedinica ovih polienzimskih kompleksa je citokrom P-450. Ovaj kompleks također uključuje citokrom b 5, NADP.H-citokrom P-450 reduktazu (FP 1) i NAD.H-citokrom b 5 reduktazu (FP 2).

Citokrom P 450 je protein koji sadrži hem i široko je rasprostranjen u životinjskim i biljnim tkivima. Lokaliziran je u dubokim slojevima membrana endoplazmatskog retikuluma. U interakciji s CO, reducirani citokrom tvori karbonilni kompleks karakteriziran apsorpcijskom vrpcom na 450 nm, što je odredilo naziv enzima. Citokrom P 450 karakteriziraju različiti izoformi i širok raspon specifičnosti supstrata. Ova širina specifičnosti supstrata karakterizira se kao specifičnost hidrofobnosti tvari.

Citokrom P 450 bitna je komponenta mikrosomalnog monooksigenaznog sustava. Ovaj enzim je odgovoran za aktivaciju molekularnog kisika (prijenosom elektrona na njega) i za vezanje supstrata. Citokrom P450 koristi aktivirani kisik za oksidaciju supstrata i stvaranje vode.

Druga komponenta mikrosomalnog monooksigenaznog sustava NADP*H 2 citokrom P 450 reduktaza (FP 1) služi kao prijenosnik elektrona od NADP*H 2 do citokroma P 450. Ovaj enzim, flavoprotein koji sadrži FAD i FMN, povezan je s frakcijom površinskih membranskih proteina endoplazmatskog retikuluma. Ovaj enzim je sposoban prenijeti elektrone ne samo na citokrom P 450, već i na druge akceptore (na citokrom b 5, citokrom c).

Citokrom b 5 je hemoprotein koji je, za razliku od citokroma P 450, lokaliziran uglavnom na površini membrana endoplazmatskog retikuluma. Citokrom b 5 može primati elektrone ne samo od NADP*H 2, već i od NAD*H 2, sudjelujući u funkcioniranju transportnog lanca elektrona ovisnog o NAD*H 2.

Ovaj lanac također uključuje enzim NAD*H 2 -citokrom-B 5 -reduktazu (FP 2).

Ovaj enzim, poput citokroma B 5, nije striktno fiksiran za određena područja membrane endoplazmatskog retikuluma, ali je sposoban promijeniti svoju lokalizaciju, prenoseći elektrone iz NAD*H 2 u citokrom B 5.

U procesu metabolizma ksenobiotika, gdje vodeću ulogu imaju reakcije ovisne o NADP*H 2, dolazi do interakcije lanaca ovisnih o NADP*H 2 i NPD*H 2 . Ustanovljena je bliska funkcionalna veza između citokroma P 450 i B 5. Mogu tvoriti složene hemeproteinske komplekse, što osigurava visoku stopu reakcija konverzije ksenobiotika koje kataliziraju.

Među shemama biotransformacije ksenobiotika pod utjecajem monooksigenaza najraširenija je shema Estabrooka, Hildenbrandta i Barona. Prema ovoj shemi, pretpostavlja se da tvar –SH (uključujući lijek) u prvoj fazi stupa u interakciju s oksidiranim oblikom citokroma P 450 (Fe 3+) da bi se formirao kompleks enzim-supstrat (SH-Fe 3+) . U drugoj fazi kompleks enzim-supstrat reducira se elektronom koji dolazi iz NADP*H 2 preko NADP*H 2 -citokrom P 450 reduktaze (FP 1) uz moguće sudjelovanje citokroma B 5 . Nastaje reducirani kompleks enzim-supstrat (SH-Fe 2+). Treću fazu karakterizira interakcija reduciranog kompleksa enzim-supstrat s kisikom u obliku trokomponentnog kompleksa SH-Fe 2+ -O 2. Dodavanje kisika odvija se velikom brzinom. U četvrtoj fazi, ternarni kompleks enzim-supstrat-kisik reducira se za drugi elektron, koji očito dolazi iz NAD*H 2 -specifičnog prijenosnog lanca, uključujući NAD*H 2 -citokrom B 5 -reduktazu (EP 2) i , moguće, , citokrom B 5. Nastaje reducirani kompleks SH-Fe 2+ -O 2 1-.

Petu fazu karakteriziraju intramolekularne transformacije reduciranog ternarnog kompleksa enzim-supstrat-kisik (SH-Fe 2+ -O 2 1- ↔ SH-Fe 3+ -O 2 2-) i njegova razgradnja uz oslobađanje vode i hidroksilirani supstrat. U tom slučaju citokrom P450 prelazi u svoj izvorni oksidirani oblik.

Tijekom djelovanja monooksigenaza stvaraju se aktivni radikali, prvenstveno superoksidni anion (O 2 -): ternarni kompleks enzim-supstrat-kisik, prije redukcije drugim elektronom, može ući u reverzibilnu reakciju pretvorbe u oksidirani enzim- supstratnog kompleksa i pritom nastaje superoksidni anion O 2 - .

Shema Estabrooka, Hildenbrandta i Barona može se predstaviti na sljedeći način:

Za razliku od dišnog lanca mitohondrija, u kojem molekularni kisik, koji je izravni akceptor elektrona u zadnjem dijelu lanca, odlazi samo na stvaranje vode, u mikrosomalnom sustavu monooksigenaze, uz stvaranje vode (koja troši jedan kisik atom), provodi se citokromom P 450 izravnom adicijom kisika (njegovog drugog atoma) na oksidirani supstrat (ljekovita tvar) i dolazi do njegove hidroksilacije.

Osim toga, za razliku od mitohondrijskog lanca, gdje se energija oslobođena tijekom procesa prijenosa elektrona realizira u obliku ATP-a u tri dijela dišnog lanca zbog sprege oksidacije s fosforilacijom, u mikrosomskom lancu energija oksidacije nije uopće se oslobađa, ali koriste se samo redukcijski ekvivalenti NADP*H 2 potrebni za redukciju kisika u vodu. Stoga se oksidacijska hidroksilacija smatra slobodnom (tj. oksidacija koju ne prati stvaranje ATP-a).

Sustavi mikrosomalne monooksigenaze kataliziraju različite reakcije oksidativne transformacije lipotropnih ksenobiotika, uključujući i lijekove. Najveća važnost pridaje se sljedećim oksidativnim reakcijama pretvorbe ljekovitih tvari:

1) hidroksilacija aromatskih spojeva (na primjer: salicilna kiselina → gentizinska kiselina → dioksi- i trihidroksibenzojeva kiselina);

2) hidroksilacija alifatskih spojeva (na primjer: meprobamat → ketomeprobamat);

3) oksidacijska deaminacija (na primjer: fenamin → benzojeva kiselina);

4) S-dealkilacija (na primjer: 6-metiltiopurin → 6-tiopurin);

5) O-dealkilacija (na primjer: fenacetin → paraacetamidofenol);

6) N-dealkilacija (na primjer: ipronijazid → izoniazid);

7) sulfoksidacija (na primjer: tiobarbital → barbital);

8) N-oksidacija (na primjer: dimetilanilin → dimetilanilin N-oksid).

Osim oksidativnih enzimskih sustava, endoplazmatski retikulum jetre sadrži redukcijske enzime. Ovi enzimi kataliziraju redukciju aromatskih nitro- i azo spojeva u amide. Po kemijskoj prirodi, redukcijski enzimi su flavoproteini, u kojima je prostetička skupina FAD. Primjer je redukcija prontozina u sulfonamid.

Mikrosomalni jetreni enzimi (esteraze) također sudjeluju u reakcijama hidrolize lijekova (estera i amida). Hidroliza je vrlo važan način inaktivacije mnogih lijekova. Primjer je pretvorba acetilsalicilne kiseline (estera) u salicilnu kiselinu i octenu kiselinu; iproniazid (amid) u izonikotinsku kiselinu i izopropilhidrozin, koji se uglavnom metaboliziraju hidrolizom.

Farmakodinamika lijekova. Osnovni principi djelovanja ljekovitih tvari. Pojam specifičnih receptora, agonista i antagonista. Farmakološki učinci. Vrste djelovanja lijekova.

Farmakodinamika

Farmakodinamika se sastoji od primarnih i sekundarnih farmakoloških reakcija. Primarna farmakološka reakcija je interakcija biološki aktivnih tvari, uključujući i lijekove, s citoreceptorima (ili jednostavno kažemo receptorima). Kao rezultat te interakcije razvija se sekundarna farmakološka reakcija u obliku promjena u metabolizmu i funkcijama organa i stanica. Nereceptorski mehanizmi djelovanja lijeka su rijetki. Na primjer, ne postoje receptori za inhalacijske anestetike, plazma ekspandere ili osmotske diuretike.

Što su citoreceptori? Citoreceptori su biomakromolekule proteinske prirode koje je priroda stvorila za endogene ligande - hormone, neurotransmitere i tako dalje.

Ligandi su tvari koje se mogu vezati na citoreceptor i izazvati specifičan učinak. Mogu biti endogeni, kao što je gore navedeno (hormoni, neurotransmiteri), kao i egzogeni, to su ksenobiotici (na primjer, lijekovi). Receptori imaju aktivne centre - to su funkcionalne skupine aminokiselina, fosfatida, šećera i tako dalje. Lijekovi uspostavljaju fizikalno-kemijske veze s receptorima - van der Waalsovim, ionskim, vodikovim - prema principu komplementarnosti, odnosno aktivne skupine lijekova međusobno djeluju s odgovarajućim skupinama aktivnog središta receptora. Te su veze u većini lijekova krhke i reverzibilne. Ali postoje jake kovalentne veze između lijeka i receptora. Ova veza je nepovratna. Na primjer, teški metali, antitumorska sredstva. Takvi lijekovi su vrlo toksični.

U odnosu na receptore, ljekovite tvari imaju: afinitet i unutarnju aktivnost. Afinitet je sposobnost stvaranja kompleksa s receptorom. Intrinzična aktivnost je sposobnost induciranja stanične reakcije.

Ovisno o težini afiniteta i prisutnosti unutarnje aktivnosti, ljekovite tvari se dijele u 2 skupine: agonisti i antagonisti. Agonisti (od grčkog: suparnik) ili mimetici (od grčkog: oponašati) su tvari s umjerenim afinitetom i visokim unutarnjim djelovanjem. Agoniste dijelimo na: pune agoniste, izazivaju maksimalan odgovor; djelomični agonisti (parcijalni). Oni proizvode manje značajan odgovor. Antagonisti ili blokatori su tvari s visokim afinitetom, ali nemaju intrinzičnu aktivnost. Oni ometaju razvoj staničnog odgovora. Tvari koje blokiraju aktivna mjesta receptora su kompetitivni antagonisti. Antagonisti, s visokim afinitetom, vežu se na citoreceptore dulje vrijeme. Neke tvari mogu pokazivati ​​svojstva agonista i antagonista, kada su neki receptori stimulirani, a drugi inhibirani.

Lijekovi se mogu vezati ne na aktivno mjesto, već na alosterički centar receptora. U ovom slučaju, oni modificiraju strukturu aktivnog mjesta i mijenjaju odgovor na lijekove ili endogene ligande. Na primjer, alosterički receptori su benzodiazepinski receptori; kada benzodiazepinski lijekovi stupaju u interakciju s benzodiazepinskim (alosteričkim) receptorima, afinitet GABA receptora za GABA kiselinu se povećava.

Citoreceptori se dijele u 4 vrste. 1 – receptori izravno povezani s enzimima stanične membrane. 2 – receptori ionskih kanala staničnih membrana, povećavaju propusnost membrane za natrij, kalij, kalcij, klor i daju trenutni stanični odgovor. 3 – receptori koji stupaju u interakciju s G-proteinima (membranski proteini). Kada su takvi receptori uzbuđeni, nastaju unutarstanične biološki aktivne tvari - sekundarni glasnici (od engleskog "posrednika", "glasnika"), na primjer cAMP. 4 – receptori-regulatori transkripcije. Ti se receptori nalaze unutar stanice (jezgra, citoplazma, odnosno nuklearni, citosolni proteini). Ovi receptori stupaju u interakciju s hormonima (štitnjača, steroidi), vitaminima A i D. Kao rezultat te interakcije, mijenja se sinteza mnogih funkcionalno aktivnih proteina.

Tipični mehanizmi djelovanja lijekova. Mogu se podijeliti u 2 skupine: visoko selektivni (receptorski), neselektivni (nisu povezani s receptorom). Postoji 6 vrsta receptorskih mehanizama djelovanja lijeka.

1. Mimetički učinak je reprodukcija djelovanja endogenog (prirodnog) liganda, odnosno lijek stupa u interakciju s receptorom i uzrokuje iste učinke kao i endogeni ligand. Da bi se pokazao mimetički učinak, ljekovita tvar mora imati visoku strukturnu sličnost s ligandom (ključ-brava). Tvari koje ekscitiraju receptor nazivaju se mimetici. Na primjer, mimetik karbakolin (lijek) pobuđuje receptor - "kolinergički receptor". Endogeni ligand ovog receptora je acetilkolin. Lijekovi koji imaju mimetički učinak nazivaju se "agonisti". Agonisti izravno ekscitiraju receptor ili pojačavaju funkciju receptora:

2. Litički učinak ili kompetitivna blokada prirodnog liganda. U ovom slučaju, ljekovita tvar je samo slična prirodnom ligandu. To je dovoljno za kontakt s receptorom, ali nedovoljno za njegovo pobuđivanje. Zatim, nakon djelomičnog kontakta s receptorom, sam lijek ne može pobuditi receptor i ne dopušta prirodnom ligandu da se poveže s receptorom. Nema učinka liganda, dolazi do blokade receptora. Lijekovi koji blokiraju receptore nazivaju se "blokatori" ili "litici" (adrenolitici, antikolinergici).

blokator liganda receptora

Ako se koncentracija endogenog liganda poveća, on može istisnuti (kompeticijom) lijek iz vezanja na receptor. Lijekovi koji ometaju djelovanje agonističkih liganada nazivaju se antagonistima. Mogu biti konkurentne i nekonkurentne.

3. Alosterična ili nekonkurentna interakcija. Osim aktivnog centra, receptor ima i alosterički centar, koji regulira brzinu enzimskih reakcija. Lijek, vežući se za alosterički centar, ili “otvara” aktivni centar ili ga “zatvara”. U prvom slučaju, receptor je "aktiviran", u drugom - "blokiran".

4. Aktivacija ili inhibicija enzima (unutarstaničnih ili izvanstaničnih). U tim slučajevima enzimi djeluju kao receptori za lijekove. Na primjer, lijekovi: fenobarbital, zixorine - aktiviraju mikrosomalne enzime. Nilamid inhibira enzim MAO.

5. Promjene u funkcijama transportnih sustava i propusnosti staničnih membrana i organela. Na primjer, verapamil i nifedipin blokiraju spore kalcijeve kanale. Antiaritmici i lokalni anestetici mijenjaju propusnost membrana za ione.

6. Povreda funkcionalne strukture makromolekule. Na primjer, antikonvulzivi, antitumorski lijekovi.

Neselektivni tipični mehanizmi djelovanja lijekova uključuju. 1. Izravna fizikalna i kemijska interakcija ljekovitih tvari. Na primjer, natrijev bikarbonat neutralizira klorovodičnu kiselinu u želucu s povećanom kiselošću, dok aktivni ugljen adsorbira toksine. 2. Odnos lijekova s ​​niskomolekularnim komponentama tijela (ioni, elementi u tragovima). Na primjer, Trilon B veže ione kalcija u tijelu.

Vrste djelovanja lijekova.

1. Resorptivni učinak (resorpcija – apsorpcija) je učinak lijekova koji se razvija nakon što se apsorbiraju u krv. Ova radnja se također naziva "opća radnja". Na primjer, nitroglicerin ispod jezika. Injekcioni oblici lijekova.

2. Lokalno djelovanje je djelovanje lijeka na mjestu njegove primjene (koža, sluznica). Na primjer, masti, paste, prašci, sredstva za ispiranje s lijekovima koji imaju protuupalni, adstrigentni, kauterizirajući učinak.

Refleksno djelovanje je kada lijek djeluje na živčane završetke, što dovodi do pojave niza refleksa od strane organa i sustava. Refleksne i lokalne i resorptivne radnje mogu se razviti istodobno. Primjeri refleksnih radnji. Validol (pod jezikom) refleksno širi krvne žile srca, zbog čega bolovi u srcu nestaju. Senfni flasteri imaju lokalne (crvenilo kože) i refleksne učinke. Učinak senfnih flastera na kožu prati lokalni učinak (crvenilo kože) i refleksni učinak povezan s iritacijom osjetljivih živčanih završetaka eteričnim uljem gorušice. U tom slučaju razvijaju se 2 refleksa.

Prvi je da se refleks aksona zatvara na razini leđne moždine. Istodobno se šire krvne žile organa koje su topografski povezane s refleksogenim zonama Zakharyin-Geda, na koje je stavljen senf. Ovo širenje krvnih žila bolesnog organa naziva se trofičkim učinkom senfa.

Drugi refleks se zatvara na razini kore velikog mozga. Pacijent osjeća bol i peckanje na mjestu primjene senfa, a osjećaji se formiraju u moždanoj kori. Dakle, u cerebralnom korteksu nastaju 2 žarišta ekscitacije: jedan je povezan sa senfom, drugi je povezan s bolesnim organom. Ako dominira žarište uzbude iz kožnih receptora, tada se ostvaruje "ometajući" učinak, odnosno ublažavanje boli iz unutarnjih organa (angina pektoris, kašalj zbog bronhitisa).

4. Centralno djelovanje je djelovanje lijekova na središnji živčani sustav. Na primjer, tablete za spavanje, sedativi, anestetici.

5. Selektivno djelovanje je pretežno djelovanje lijekova na pojedine organe i sustave ili na pojedine receptore. Na primjer, srčani glikozidi.

6. Neselektivno (protoplazmatsko) djelovanje lijekova, kada lijek djeluje jednosmjerno na većinu organa i tkiva u tijelu. Na primjer, antiseptički učinak soli teških metala posljedica je blokade SH skupina tiolnih enzima u bilo kojem tjelesnom tkivu. Ovo objašnjava i terapijske i toksične učinke lijekova. Kinin, na primjer, ima učinak stabilizacije membrane u srcu, glatkim mišićima, središnjem i perifernom živčanom sustavu. Stoga je kinin kao lijek raznolik i ima niz nuspojava.

7. Izravno djelovanje – izravan učinak lijeka na određeni organ ili proces. Na primjer, srčani glikozidi izravno djeluju na srce (povećavaju snagu srčanih kontrakcija).

8. Neizravni učinak lijekova. Pod neizravnim učinkom podrazumijevamo sekundarne promjene u funkcijama organa kao rezultat izravnog utjecaja lijeka na drugi organ ili sustav. Na primjer, srčani glikozidi, zbog svog izravnog djelovanja na srce, povećavaju snagu srčanih kontrakcija, što uzrokuje poboljšanje ukupne hemodinamike, uključujući i bubrege. Kao rezultat neizravno se povećava diureza. Stoga je diuretski učinak srčanih glikozida neizravan učinak.

9. Glavni učinak lijeka je djelovanje koje je u osnovi njegove terapijske ili profilaktičke primjene: difenin - antikonvulzivni učinak, novokain - analgetik (lokalni učinak), furosemid - diuretik.

10. Nuspojava je sposobnost lijeka da, uz glavni učinak, izazove i druge vrste učinaka na organe i sustave koji su nepoželjni, pa čak i štetni. Na primjer, kod crijevnog spazma, atropin dobro pomaže - "ublažava" grč, ali istodobno uzrokuje suha usta (ovo je nuspojava).

Zubari! Dugotrajnom primjenom antikonvulziva difenina (za epilepsiju) može doći do hiperplastičnog gingivitisa (upala sluznice desni). Međutim, ovu nuspojavu difenina ponekad koriste stomatolozi za ubrzavanje regeneracije oralne sluznice.

11. Toksični učinci su nagle promjene u funkcijama organa i sustava koje prelaze fiziološke granice pri propisivanju prevelikih doza lijekova ili kao posljedica povećane osjetljivosti bolesnika na taj lijek. Toksični učinak lijekova može se manifestirati na različite načine: alergijska reakcija, depresija kardiovaskularne aktivnosti, respiratorna depresija, inhibicija hematopoeze i tako dalje.

Također je moguće razlikovati reverzibilni učinak lijekova od ireverzibilnog učinka lijekova. Primjer reverzibilnog učinka je proserin koji reverzibilno inhibira kolinesterazu (veza s ovim enzimom je krhka i kratkotrajna). Primjer ireverzibilnog učinka je učinak kauterizirajućih sredstava (koagulacija proteina) Reakcije uzrokovane dugotrajnom primjenom i prekidom uzimanja lijekova: kumulacija, senzibilizacija, ovisnost, tahifilaksija, sindrom “povlačenja”, sindrom “povlačenja”, ovisnost o drogama. .

1. Kumulacija je nakupljanje ljekovite tvari ili njezinih učinaka u organizmu. Postoje dvije vrste kumulacije. Prvo, ovo materijal(fizikalna), kada se sama ljekovita tvar nakuplja u organizmu. Razlozi: spora inaktivacija lijeka, postojano vezanje na proteine ​​krvi, patologija jetre, bubrega, ponovljena reapsorpcija i tako dalje. Kako bi se spriječilo nakupljanje materijala potrebno je: smanjiti dozu tvari, povećati razmake između doza! Drugo, ovo funkcionalna kumulacija kada se učinak lijeka akumulira. Takva se kumulacija može uočiti pri konzumiranju alkohola. Sam etilni alkohol brzo oksidira u tijelu i ne nakuplja se. Ali čestim korištenjem, njegov učinak se pojačava (akumulira) i manifestira u obliku psihoze ("delirium tremens").

2. Senzibilizacija je povećanje učinka lijekova pri ponovljenom davanju, čak iu malim dozama. Ovo je reakcija imunološke prirode i može se pojaviti na bilo koji lijek (anafilaktički šok).

3. Ovisnost (tolerancija) je smanjenje učinka kod ponovljene primjene lijeka u istoj dozi. Na primjer, kada stalno uzimate tablete za spavanje ili kapi za curenje nosa, one prestaju djelovati, odnosno javlja se ovisnost. Konstantnom upotrebom morfija dolazi i do ovisnosti, koja tjera “morfijane” da povećaju dozu morfija na 10 - 14 grama dnevno.

Razlozi za ovisnost. Smanjena osjetljivost receptora na određene lijekove. Na primjer, smanjuje se osjetljivost na neke antitumorske lijekove, što vas prisiljava na promjenu lijeka. Smanjena ekscitabilnost osjetnih živčanih završetaka (laksativi). Ubrzana inaktivacija lijeka zbog indukcije mikrosomalnih jetrenih enzima (fenobarbital). Uključivanje kompenzacijskih mehanizama koji smanjuju pomak izazvan lijekom. Primjerice, ako damo lijek koji snižava krvni tlak, dolazi do zadržavanja tekućine u tijelu i kompenzacijsko se povećava krvni tlak. Autoinhibicija, odnosno da se zbog viška lijeka nekoliko molekula lijeka veže za receptor. Receptor postaje "preopterećen". Kao rezultat toga, učinak lijeka je smanjen.

Učinak "ovisnosti" može se ukloniti prekidima u liječenju, izmjenom lijekova ili kombiniranjem s drugim lijekovima.

4. Tahifilaksija je akutni oblik ovisnosti koji se razvija nakon ponovljenog uzimanja lijeka u razdoblju od nekoliko minuta do jednog dana. Na primjer, uvedemo efedrin i primijetimo značajan porast krvnog tlaka, a kod ponovne primjene nakon nekoliko minuta učinak je slab, a nakon nekoliko minuta učinak je još slabiji. Tahifilaksija se javlja na efedrin, adrenalin, norepinefrin. Tahifilaksa se objašnjava činjenicom da nakon ponovljene primjene lijek ne može u potpunosti doći u kontakt s receptorom, jer je on još uvijek zauzet prvim dijelom lijeka.

5. Recoil sindrom (fenomen) javlja se nakon naglog prestanka uzimanja lijeka. U ovom slučaju, superkompenzacija procesa javlja se s oštrim pogoršanjem bolesti u usporedbi s razdobljem prije liječenja. Dezinhibicija regulatornih procesa. Na primjer, nakon naglog ukidanja klonidina u bolesnika s hipertenzijom može doći do hipertenzivne krize (nagli porast krvnog tlaka). Došlo je do eksplozije regulatornih reakcija. Kako bi se izbjegao fenomen "povratka", potrebno je postupno smanjivati ​​dozu lijeka (nemojte naglo prestati).

6. Sindrom (fenomen) ustezanja javlja se nakon naglog prestanka uzimanja lijeka. Za razliku od sindroma "povlačenja", u ovom slučaju dolazi do potiskivanja fiziološke funkcije. Na primjer, kada se pacijentu propisuju hormonski lijekovi, glukokortikoidi, proizvodnja vlastitih hormona je potisnuta (na temelju principa povratne sprege). Čini se da nadbubrežne žlijezde atrofiraju. A naglo povlačenje lijeka prati akutni hormonalni nedostatak.

7. "Ovisnost" o drogama se razvija uz opetovanu upotrebu psihotropnih lijekova. Ovisnost o drogama može biti psihička i fizička. Prema stručnjacima WHO-a, mentalna ovisnost je stanje u kojem droga izaziva osjećaj zadovoljstva i mentalnog uzdizanja. Ovo stanje zahtijeva periodičnu i kontinuiranu primjenu lijeka kako bi se osjetio užitak i izbjegla nelagoda. Drugim riječima, mentalna ovisnost je "ovisnost" ili bolna privlačnost. Mentalna ovisnost uzrokovana je sposobnošću lijekova da povećaju otpuštanje dopamina u strijatumu, hipotalamusu, limbičkom sustavu i moždanoj kori. Kako se ovisnost razvija, lijek mijenja metabolizam moždanih stanica i postaje bitan regulator funkcije mnogih neurona. Iznenadna deprivacija tonika uzrokuje sindrom "apstinencije" (sindrom 2-apstinencije, "deprivacija"). Ovaj sindrom se očituje nizom tjelesnih poremećaja i javlja se “tjelesna ovisnost”. Tjelesni poremećaji mogu biti vrlo ozbiljni: kardiovaskularni poremećaji, agitacija, nesanica, napadaji ili depresija, depresija, pokušaji samoubojstva. Da bi se prekinuli simptomi ustezanja, osoba mora ubrizgati lijek i spremna je učiniti "sve" da ga dobije. Tvari koje izazivaju ovisnost o drogama: alkohol i slične tvari, barbiturati, pripravci opijuma, kokain, fenamin, tvari poput kanabisa (hašiš, marihuana), halucinogeni (ZSD, meskalin), eterična otapala (toluen, aceton, CCL 4).

Čimbenici koji utječu na farmakokinetiku i farmakodinamiku lijekova. Kemijska struktura i fizikalno-kemijska svojstva ljekovitih tvari. Značenje stereoizomerije, lipofilnosti, polariteta, stupnja disocijacije.

Predložen je lijek koji povećava aktivnost mikrosomalnih oksidaza u ljudskoj jetri, a može se koristiti u liječenju i prevenciji različitih intoksikacija tvarima čija biotransformacija ovisi o aktivnosti enzima oksidacijskog sustava. Kao takav predložen je ksimedon (N-α-oksietil)-4,6-dimetil-1,2-dihidro-2-oksopirimidin), ranije poznat kao lijek širokog spektra biološkog djelovanja i niske toksičnosti. Xymedon povećava aktivnost mikrosomalnih oksidaza u ljudskoj jetri, a njegov indukcioni učinak usporediv je s indukcijom fenobarbitalom. 2 stola

Izum se odnosi na medicinu, posebice na lijekove koji povećavaju aktivnost mikrosomalnih oksidaza u ljudskoj jetri, a može se koristiti u liječenju i prevenciji raznih bolesti i intoksikacija tvarima čija biotransformacija ovisi o aktivnosti enzima oksidacijski sustav.

Kao što je poznato, brzina eliminacije iz organizma ljekovitih tvari koje su podvrgnute biotransformaciji ovisi o aktivnosti enzimskih sustava odgovornih za ovu vrstu metabolizma. Jedan od glavnih enzimskih sustava lokaliziranih u jetri je sustav mikrosomalnih oksidaza. Antipirin se često koristi kao test lijek za određivanje brzine oksidacije.

Trenutno je poznat veliki broj induktora procesa oksidacije [Khalilov E.M. Suvremene ideje o metabolizmu lijekova u tijelu, Kratki tečaj molekularne farmakologije, ur. Sergeeva P.V., Moskovski medicinski institut. N. I. Pirogova, Moskva, 1975, 340 str.; Bolshev V.N., Induktori i inhibitori enzima metabolizma lijekova, Farmakologija i toksikologija, 1980, br. 3], povećavajući aktivnost biotransformacije lijekova induciranjem sinteze mikrosomalnih oksidaza.

Među njima su tvari koje povećavaju aktivnost biotransformacije lijeka induciranjem sinteze mikrosomalnih oksidaza:

a) skupina fenobarbitala, rifampicin, difenhidramin, diazepam, difenin, nitroglicerin (autoinduktor);

b) policiklički (karcinogeni) ugljikovodici;

c) steroidni hormoni;

i tvari koje smanjuju aktivnost biotransformacije lijeka u endoplazmatskom retikulumu jetre:

a) inhibitori monoaminooksidaze;

b) etazol, kobalt klorid, blokatori H2 histamina, kloramfenikol, -adrenergički blokatori, eritromicin, amidaron, lidokain.

Poznato je da korišteni induktori (na primjer, fenobarbital) mogu imati negativan učinak na ljudsko tijelo, uzrokujući pospanost, ovisnost itd. [Mashkovsky M.D. Lijekovi. T.2. - M.: Novi val, 2000. - 648 str.]

Cilj predmetnog izuma je novi lijek za povećanje aktivnosti mikrosomalnih oksidaza u ljudskoj jetri, proširujući arsenal poznatih induktorskih lijekova.

Tehnički rezultat sastoji se u povećanju aktivnosti mikrosomalnih oksidaza u ljudskoj jetri pri uzimanju lijeka Xymedon.

Ksimedon je N-(-oksietil)-4,6-dimetil-1,2-dihidro-2-oksopirimidin formule:

i jedan je od najjednostavnijih neglikozidnih analoga pirimidinskih nukleozida. Lijek ima širok spektar biološkog djelovanja, toksičnost ksimedona je izuzetno niska LD 50 - od 6500 do 20000 mg / kg za različite životinje s različitim metodama primjene [Izmailov S.G. i dr. Ksimedon u kliničkoj praksi. Nižnji Novgorod: Izdavačka kuća NGMA 2001]. Naredbom Ministarstva zdravstva broj 287 od 7. prosinca 1993. ksimedon je odobren za primjenu u medicini i uvršten u registar lijekova.

Tehnički rezultat predloženog rješenja postiže se korištenjem lijeka xymedon u dnevnoj dozi od 1,5 grama u 7-dnevnoj kuri za poticanje oksidacijskih procesa, što ga čini perspektivnim kao lijek koji može povećati aktivnost mikrosomalnih oksidaza u ljudi jetra. Nisu utvrđene nuspojave pri korištenju Xymedona.

Brzina oksidacije procijenjena je metodom koju su autori prethodno razvili - modificiranim antipirinskim testom, tijekom kojeg je određena koncentracija antipirina u slini. Lijek za ispitivanje oksidacije - antipirin - propisan je pacijentima jednom oralno u dozi od 0,6 g [Evgeniev M.I., Garmonov S.Yu., Shitova N.S., Pogoreltsev V.I. Biofarmaceutska analiza enzimske aktivnosti metaboličkih sustava tijela // Bilten Kazanskog državnog tehnološkog sveučilišta. - 2004. - br. 1-2. - Str.74-81; Garmonov S.Yu., Kiseleva T.A., Salikhov I.G., Evgeniev M.I., Shitova N.S., Polekhina V.I., Pogoreltsev V.I. Procjena fenotipova acetilacije i oksidacije u bolesnika s dijabetesom tipa 2 // Nizhny Novgorod Medical Journal. - 2005. - br. 3. - str.29-35.]

Indukcija mikrosomalnih oksidaza u ljudskoj jetri pomoću ksimedona izražena je kao postotak u odnosu na kumulativnu količinu antipirina izlučenog u slini unutar 12 sati nakon primjene ispitivanog lijeka prije i nakon ciklusa uzimanja induktora ksimedona u dnevnoj dozi od 1,5 g 7 dana.

Istraživanja su provedena na skupini od 8 zdravih dobrovoljaca.

Metoda određivanja aktivnosti mikrosomalnih oksidaza u ljudskoj jetri.

Antipirin se daje dobrovoljcu jednokratno oralno u dozi od 0,6 g ujutro natašte. Slina se prikuplja svaka 3 sata tijekom 12 sati nakon uzimanja ispitivanog lijeka. U satnim uzorcima sline spektrofotometrijskom metodom određuje se sadržaj antipirina. Na temelju dobivenih podataka konstruiraju se kinetičke krivulje, izračunava se kumulativna količina antipirina izlučenog u slinu tijekom 12 sati i pomoću kalibracijskog grafa određuje se količina antipirina sadržana u slini.

Xymedon se uzima u dnevnoj dozi od 1,5 g (3 puta dnevno po 0,5 g) tijekom 7 dana prije ponovnog određivanja količine antipirina u slini. Nakon 7 dana ponovno se utvrđuje izlučena količina antipirina gore opisanom metodom (antipirinski test).

C ukupno 1 - kumulativna količina antipirina (mcg) izlučenog slinom unutar 12 sati prije uzimanja induktora;

C total 2 - kumulativna količina antipirina (mcg) izlučenog u slinu unutar 12 sati nakon uzimanja induktora.

Djelovanje metode ilustrirano je sljedećim primjerima konkretne implementacije.

Pacijent Kayumove je zdrav dobrovoljac.

Antipirin se pacijentu daje jednokratno oralno u dozi od 0,6 g. Slina se uzima svaka tri sata tijekom 12 sati nakon uzimanja ispitivanog lijeka. Za taloženje krutih čestica, slina se centrifugira 10 minuta. Dodajte 2 ml supernatanta, 2 ml destilirane vode, 2 ml cinkovog reagensa, 2 ml 0,75 N kalijevog hidroksida (kap po kap) u epruvete. Protresite otopinu 30 sekundi. Zatim se provodi centrifugiranje 15 minuta. 3 ml čistog supernatanta svakog uzorka prenese se u epruvete i stavi u termostat na 5 minuta na temperaturu od 25°C. Zatim, bez vađenja uzorka iz termostata, dodati 0,05 ml 4 N sumporne kiseline i 0,1 ml 0,2% otopine natrijeva nitrita. Inkubacija se nastavlja 20 minuta. Zatim se spektrofotometrom mjeri optička gustoća na valnoj duljini od 350 nm. Količina izlučenog antipirina određuje se pomoću kalibracijske tablice. Referentna otopina je otopina pripremljena od sline pacijenta prije uzimanja ispitivanog lijeka, prema gore opisanom uzorku.

Sljedećeg dana pacijentu se propisuje lijek Xymedon u dozi od 0,5 g 3 puta dnevno. Tečaj traje 7 dana. Nakon 7 dana ponovno se određuje izlučena količina antipirina gore opisanom metodom.

Indukcija (%) izračunava se pomoću formule 1:

C ukupno 1 - kumulativna količina antipirina (mcg) izlučenog u slini unutar 12 sati prije uzimanja ksimedona;

C total 2 - kumulativna količina antipirina (mcg) izlučenog u slinu unutar 12 sati nakon uzimanja ksimedona.

Rezultati su prikazani u tablici 1.

Određivanje aktivnosti mikrosomalnih oksidaza u jetri bolesnika 2-8 provedeno je slično primjeru 1. Rezultati su prikazani u tablici 1.

Pacijent Ibragimov je zdrav dobrovoljac.

Smerdovljev pacijent je zdrav dobrovoljac.

Motygullinin pacijent je zdrav dobrovoljac.

Pacijent Yarullina je zdrav dobrovoljac.

Pacijent Yakovlev - zdrav dobrovoljac

Pacijent Sultanbekov je zdrav dobrovoljac.

Kalaybashevljev pacijent je zdrav dobrovoljac.

Za usporedbu povećanja aktivnosti oksidativnih enzima pri uzimanju ksimedona ispitan je učinak poznatog induktora procesa oksidacije fenobarbitala na farmakokinetiku antipirina. Fenobarbital je davan oralno u dozi od 0,03 g 3 puta dnevno tijekom tri dana, što odgovara standardnoj farmakološkoj dozi koja se koristi u medicini za antispazmodični i sedativni učinak [Mashkovsky M.D. Lijekovi. T.2. - M.: Novi val, 2000. - 648 str.]. Indukcija fenobarbitala određena je omjerom kumulativne količine antipirina sadržanog u slini prije i nakon uzimanja fenobarbitala u dnevnoj dozi od 0,09 g. Studije su provedene na skupini od 5 zdravih dobrovoljaca (Zakirova, Valitova, Shitova, Ermolaeva, Galiutdinov - primjeri 9-13). Indukcija (%) izračunava se pomoću formule 1:

C total 1 - kumulativna količina antipirina (mcg) izlučenog u slini unutar 12 sati prije uzimanja fenobarbitala;

C total 2 - kumulativna količina antipirina (mcg) izlučenog u slinu unutar 12 sati nakon uzimanja fenobarbitala.

Rezultati su prikazani u tablici 2.

Zakirovljev pacijent je zdrav dobrovoljac.

Primjer 10.

Valitovljev pacijent je zdrav dobrovoljac.

Primjer 11.

Šitovljev pacijent je zdrav dobrovoljac.

Primjer 12.

Ermolaevljev pacijent je zdrav dobrovoljac.

Primjer 13.

Pacijent Galiutdinov je zdrav dobrovoljac.

Dobiveni rezultati pokazuju da primjena ksimedona omogućuje povećanje aktivnosti mikrosomalnih oksidaza u ljudskoj jetri, a indukcijski učinak uzrokovan ksimedonom usporediv je s indukcijom fenobarbitalom.

Primjena ksimedona kao induktora jetrenih mikrosomalnih oksidaza učinkovita je u prevenciji i liječenju akutnih i kroničnih intoksikacija lijekovima čija biotransformacija ovisi o aktivnosti enzima oksidacijskog sustava.

Regulacija aktivnosti oksidativnih enzima pomoću induktora ksimedona sigurna je sa stajališta predoziranja samog induktora zbog njegove niske toksičnosti.

stol 1
Indukcija mikrosomalnih oksidaza u ljudskoj jetri pod utjecajem ksimedona
Primjer br.	Uzorak br.	A (optička gustoća)		Ctot.1 (kumulativna količina izlučenog antipirina ukupno), mcg	A (optička gustoća)	C (količina izlučenog antipirina), mcg	Ctot.2 (kumulativna količina izlučenog antipirina ukupno), mcg	Indukcija, %
1	1	0,185	9,893	29,678	0,100	5,347	16,842	43,25
	2	0,190	10,160		0,060	3,208
	3	0,120	6,417		0,105	5,614
	4	0,060	3,208		0,050	2,673
2	1	0,015	0,802	7,486	0,040	2,139	6,401	14,49
	2	0,045	2,406		0,060	3,208
	3	0,040	2,139		0,010	0,534
	4	0,040	2,139		0,010	0,534
3	1	0,140	7,486	21,121	0,035	1,871	9,356	55,70
	2	0,070	3,743		0,075	4,010
	3	0,105	5,614		0,025	1,336
	4	0,080	4,278		0,040	2,139
4	1	0,250	13,360	35,273	0,145	7,754	31,817	9,79
	2	0,210	11,220		0,130	6,951
	3	0,130	6,950		0,160	8,556
	4	0,070	3,743		0,160	8,556
5	1	0,025	1,336	12,565	0,030	1,604	8,554	68,07
	2	0,100	5,347		0,035	1,871
	3	0,080	4,278		0,075	4,010
	4	0,030	1,604		0,020	1,069
6	1	0,075	4,010	12,298	0,040	2,139	4,544	63,05
	2	0,12	6,417		0,010	0,534
	3	0,020	1,069		0,030	1,604
	4	0,015	0,802		0,005	0,267
7	1	0,080	4,278	15,240	0,060	3,208	10,158	33,19
	2	0,120	6,417		0,025	1,336
	3	0,040	2,139		0,060	3,208
	4	0,045	2,406		0,045	2,406
8	1	0,045	2,406	11,495	0,015	0,802	2,405	79,07
	2	0,045	2,406		0,02	1,069
	3	0,100	5,347		0,005	0,267
	4	0,025	1,336		0,005	0,267

tablica 2 Indukcija mikrosomalnih oksidaza ljudske jetre fenobarbitalom
Primjeri	Ctot1 (kumulativna količina izlučenog antipirina prije uzimanja induktora), mcg	Ctot2 (kumulativna količina izlučenog antipirina nakon uzimanja induktora), mcg	Indukcija, %
9	13,635	3,474	74,52
10	10,159	7,217	28,95
11	13,635	4,544	66,67
12	17,646	7,217	59,10
13	20,854	13,635	34,62

ZAHTJEV

Upotreba ksimedona za povećanje aktivnosti mikrosomalnih oksidaza u ljudskoj jetri.