Роль микросомальных ферментов печени. Мелипрамин таблетки - официальная* инструкция по применению. Инактивация лекарственных веществ
Предложено лекарственное средство, повышающее активность микросомальных оксидаз печени человека, Оно может быть использовано при лечении и профилактике различных интоксикаций веществами, биотрансформация которых зависит от активности ферментов системы окисления. В качестве такого средства предложен ксимедон (N- -оксиэтил)-4,6-диметил-1,2-дигидро-2-оксопиримидин), ранее известный как препарат с широким спектром биологического действия и низкой токсичностью. Ксимедон увеличивает активность микросомальных оксидаз печени человека, причем его индуцирующий эффект сопоставим с индукцией фенобарбиталом. 2 табл.
Изобретение относится к медицине, в частности к лекарственным средствам, повышающим активность микросомальных оксидаз печени человека, и может быть использовано при лечении и профилактике различных заболеваний и интоксикаций веществами, биотрансформация которых зависит от активности ферментов системы окисления.
Как известно, скорость элиминации из организма лекарственных веществ, подвергающихся биотрансформации, зависит от активности ферментных систем, отвечающих за данный вид метаболизма. Одной из основных ферментных систем, локализованных в печени, является система микросомальных оксидаз. В качестве тест-препарата для определения скорости окисления часто используют антипирин.
В настоящее время известно большое число индукторов процесса окисления [Халилов Э.М. Современные представления о метаболизме лекарственных веществ в организме, Краткий курс молекулярной фармакологии под ред. Сергеева П.В., Московский медицинский институт им. Н.И.Пирогова, Москва, 1975, 340 с.; Большев В.Н., Индукторы и ингибиторы ферментов метаболизма лекарств, Фармакология и токсикология, 1980, № 3], повышающих активность биотрансформации лекарств путем индукции синтеза микросомальных оксидаз.
Среди них вещества, которые повышают активность биотрансформации лекарств путем индукции синтеза микросомальных оксидаз:
а) группа фенобарбитала, рифампицин, димедрол, диазепам, дифенин, нитроглицерин (аутоиндуктор);
б) полициклические (канцерогенные) углеводороды;
в) стероидные гормоны;
и вещества, которые снижают активность биотрансформации лекарств в эндоплазматическом ретикулуме печени:
а) ингибиторы моноаминооксидазы;
б) этазол, кобальта хлорид, Н2 гистаминовые блокаторы, хлорамфеникол, -адреноблокаторы, эритромицин, амидарон, лидокаин.
Известно, что используемые индукторы (например, фенобарбитал) могут оказывать негативное влияние на организм человека, вызывая сонливость, привыкание и т.д. [Машковский М.Д. Лекарственные средства. Т.2. - М.: Новая Волна, 2000. - 648 с]
Задачей заявляемого изобретения является новое лекарственное средство для увеличения активности микросомальных оксидаз печени человека, расширяющее арсенал известных препаратов-индукторов.
Технический результат заключается в повышении активности микросомальных оксидаз печени человека при приеме препарата ксимедон.
Ксимедон представляет собой N-( -оксиэтил)-4,6-диметил-1,2-дигидро-2-оксопиримидин формулы:
и является одним из наиболее простых негликозидных аналогов пиримидиннуклеозидов. Препарат обладает широким спектром биологического действия, токсичность ксимедона чрезвычайно низка LD 50 - от 6500 до 20000 мг/кг для различных животных при разных способах введения [Измайлов С.Г. и др. Ксимедон в клинической практике. Нижний Новгород: Изд-во НГМА 2001]. Приказом Минздрава №287 от 07.12.93 г. ксимедон разрешен к применению в медицине и внесен в реестр лекарственных средств.
Технический результат предлагаемого решения достигается применением препарата ксимедон в суточной дозе 1,5 грамм 7-дневным курсом для индупирования процессов окисления, что делает его перспективным в качестве лекарственного средства, способного повышать активность микросомальных оксидаз печени человека. Побочных эффектов при применении ксимедона не выявлено.
Скорость окисления оценивали разработанным ранее авторами методом - при помощи модифицированного антипиринового теста, при проведении которого определяли концентрацию антипирина в слюне. Тест-препарат окисления - антипирин - назначали пациентам однократно перорально в дозе 0,6 г. [Евгеньев М.И., Гармонов С.Ю., Шитова Н.С., Погорельцев В.И. Биофармацевтический анализ ферментативной активности метаболических систем организма // Вестник Казанского государственного технологического университета. - 2004. - № 1-2. - С.74-81; Гармонов С.Ю., Киселева Т.А., Салихов И.Г., Евгеньев М.И., Шитова Н.С., Полехина В.И., Погорельцев В.И. Оценка фенотипов ацетилирования и окисления у больных сахарным диабетом 2 типа // Нижегородский медицинский журнал. - 2005. - № 3. - С.29-35.]
Индукцию микросомальных оксидаз печени человека ксимедоном выражали в процентах по отношению кумулятивного количества антипирина, выведенного со слюной в течение 12 часов после введения тест-препарата до и после курсового приема индуктора ксимедона в суточной дозе 1,5 г в течение 7 дней.
Исследования проводились в группе 8 здоровых добровольцев.
Методика определения активности микросомальных оксидаз печени человека.
Антипирин вводят добровольцу однократно перорально в дозе 0,6 г утром натощак. Слюну собирают через каждые 3 часа в течение 12 часов после приема тест-препарата. В почасовых пробах слюны определяют содержание антипирина спектрофотометрическим методом. По полученным данным строят кинетические кривые, рассчитывают кумулятивное количество антипирина, выведенного со слюной за 12 часов, количество содержащегося в слюне антипирина определяют по градуировочному графику.
Ксимедон принимают в суточной дозе 1,5 г (3 раза в сутки по 0,5 г) в течение 7 дней перед повторным определением количества антипирина в слюне. Через 7 дней снова проводят определение выведенного количества антипирина описанным выше способом (антипириновым тестом).
С общ.1 - кумулятивное количество антипирина (мкг), выведенного со слюной в течение 12 часов до приема индуктора;
С общ.2 - кумулятивное количество антипирина (мкг), выведенного со слюной в течение 12 часов после приема индуктора.
Действие способа иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.
Пациент Каюмова - здоровый доброволец.
Антипирин однократно перорально вводят пациенту в дозе 0,6 г. Слюну собирают каждые три часа в течение 12 часов после приема тест-препарата. Для осаждения твердых частиц слюну центрифугируют в течение 10 минут. В пробирки вносят по 2 мл надосадочной жидкости, 2 мл дистиллированной воды, 2 мл цинкового реактива, 2 мл 0,75 н гидроксида калия (по каплям). Встряхивают раствор в течение 30 секунд. Далее проводят центрифугирование в течение 15 минут. По 3 мл чистого супернатанта каждого образца переносят в пробирки и помещают в термостат на 5 минут при температуре 25°С. Затем, не извлекая пробы из термостата, добавляют 0,05 мл 4 н серной кислоты и 0,1 мл 0,2% раствора нитрита натрия. Инкубацию продолжают в течение 20 минут. Далее оптическую плотность измеряют на спектрофотометре при длине волны 350 нм. Количество выведенного антипирина определяют по градуировочному графику. Раствором сравнения служит раствор, приготовленный со слюной, взятой у пациента до приема тест-препарата, по описанному выше образцу.
На следующий день пациенту назначают препарат ксимедон в дозе 0,5 г 3 раза в день. Курс составляет 7 дней. Через 7 дней снова проводят определение выведенного количества антипирина описанным выше способом.
Расчет индукции (%) производят по формуле 1:
С общ.1 - кумулятивное количество антипирина (мкг), выведенного со слюной в течение 12 часов до приема ксимедона;
С общ.2 - кумулятивное количество антипирина (мкг), выведенного со слюной в течение 12 часов после приема ксимедона.
Результаты приведены в таблице 1.
Определения активности микросомальных оксидаз печени пациентов 2-8 проводили аналогично примеру 1. Результаты приведены в таблице 1.
Пациент Ибрагимов - здоровый доброволец.
Пациент Смердова - здоровый доброволец.
Пациент Мотыгуллина - здоровый доброволец.
Пациент Яруллина - здоровый доброволец.
Пациент Яковлева - здоровый доброволец
Пациент Султанбеков - здоровый доброволец.
Пациент Калайбашева - здоровый доброволец.
Для сопоставления увеличения активности окислительных ферментов при приеме ксимедона проверялось влияние на фармакокинетику антипирина известного индуктора процесса окисления фенобарбитала. Фенобарбитал вводился перорально в дозе 0,03 г 3 раза в день в течение трех дней, что соответствует стандартной фармакологической дозе, применяемой в медицине для спазмолитического и успокающего эффекта [Машковский М.Д. Лекарственные средства. Т.2. - М.: Новая Волна, 2000. - 648 с.]. Индукция фенобарбитала определялась по отношению кумулятивного количества антипирина, содержащегося в слюне до и после приема фенобарбитала в суточной дозе 0,09 г.Исследования проводились в группе 5 здоровых добровольцев (Закирова, Валитова, Шитова, Ермолаева, Галиутдинов - примеры 9-13). Расчет индукции (%) производят по формуле 1:
С общ.1 - кумулятивное количество антипирина (мкг), выведенного со слюной в течение 12 часов до приема фенобарбитала;
С общ.2 - кумулятивное количество антипирина (мкг), выведенного со слюной в течение 12 часов после приема фенобарбитала.
Результаты приведены в таблице 2.
Пациент Закирова - здоровый доброволец.
Пример 10.
Пациент Валитова - здоровый доброволец.
Пример 11.
Пациент Шитова - здоровый доброволец.
Пример 12.
Пациент Ермолаева - здоровый доброволец.
Пример 13.
Пациент Галиутдинов - здоровый доброволец.
Полученные результаты показывают, что применение ксимедона позволяет увеличивать активность микросомальных оксидаз печени человека, причем индуцирующий эффект, вызываемый ксимедоном, сопоставим с индукцией фенобарбиталом.
Применение ксимедона как индуктора микросомальных оксидаз печени эффективно при профилактике и лечении острых и хронических интоксикаций лекарственными средствами, биотрансформация которых зависит от активности ферментов системы окисления.
Регуляция активности окислительных ферментов с помощью индуктора ксимедона является безопасной с точки зрения передозировки самого индуктора вследствие его низкой токсичности.
| Таблица 1 | ||||||||
| Индукция микросомальных оксидаз печени человека под действием ксимедона | ||||||||
| № примера | № пробы | А (оптическая плотность) | С общ.1 (кумулятивное количество экскретируемого антипирина общее), мкг | А (оптическая плотность) | С (количество экскретируемого антипирина), мкг | С общ.2 (кумулятивное количество экскретируемого антипирина общее), мкг | Индукция, % | |
| 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 | ||||
| Таблица 2 Индукция микросомальных оксидаз печени человека под действием фенобарбитала |
|||
| Примеры | С общ1 (кумулятивное количество экскретируемого антипирина до приема индуктора), мкг | С общ2 (кумулятивное количество экскретируемого антипирина после приема индуктора), мкг | Индукция, % |
| 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 |
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Применение ксимедона для увеличения активности микросомальных оксидаз печени человека.
Микросомальное окисление – это последовательность реакций с участием оксигеназ и НАДФН , приводящих к внедрению атома кислорода в состав неполярной молекулы и появлению у нее гидрофильности и повышает ее реакционную способность..
Реакции микросомального окисления осуществляются несколькими ферментами, расположенными на мембранах эндоплазматического ретикулума (в случае in vitro они называются микросомальные мембраны). Ферменты организуют короткие цепи, которые заканчиваются цитохромом P 450 .
Реакции микросомального окисления относятся к реакциям фазы 1 и предназначены для придания гидрофобной молекуле полярных свойств и/или для повышения ее гидрофильности, усиления реакционной способности молекул для участия в реакциях 2 фазы. В реакциях окисления происходит образование или высвобождение гидроксильных, карбоксильных, тиоловых и аминогрупп, которые и являются гидрофильными.
Ферменты микросомального окисления располагаются в гладком эндоплазматическом ретикулуме и являются оксидазами со смешанной функцией (монооксигеназами).
Цитохром P450
Основным белком микросомального окисления является гемопротеин – цитохром Р 450 . В природе существует до 150 изоформ этого белка, окисляющих около 3000 различных субстратов. Соотношение разных изоформ цитохрома Р450 различается в силу генетических особенностей. Считается, что одни изоформы участвуют в биотрансформации ксенобиотиков, другие – метаболизируют эндогенные соединения (стероидные гормоны, простагландины, жирные кислоты и др.).
Цитохром Р450 взаимодействует с молекулярным кислородом и включает один атом кислорода в молекулу субстрата, способствуя появлению (усилению) у нее гидрофильности, а другой – в молекулу воды. Основными его реакциями являются:
- окислительное деалкилирование, сопровождающееся окислением алкильной группы (при атомах N, O или S) до альдегидной и ее отщеплением,
- окисление (гидроксилирование) неполярных соединений с алифатическими или ароматическими кольцами,
- окисление спиртов до соответствующих альдегидов.
Работа цитохрома Р 450 обеспечивается двумя ферментами:
- НАДН‑цитохром b 5 ‑оксидоредуктаза , содержит ФАД ,
- НАДФН‑цитохром Р 450 ‑оксидоредуктаза , содержит ФМН и ФАД .
Схема взаиморасположения ферментов микросомального окисления и их функции
Обе оксидоредуктазы получают электроны от соответствующих восстановленных эквивалентов и передают их на цитохром Р 450 . Этот белок, предварительно присоединив молекулу восстановленного субстрата, связывается с молекулой кислорода. Получив еще один электрон, цитохром P 450 осуществляет включение в состав гидрофобного субстрата первого атома кислорода (окисление субстрата). Одновременно происходит восстановление второго атома кислорода до воды.
Последовательность реакций гидроксилирования субстратов с участием цитохрома Р450
Существенной особенностью микросомального окисления является способность к индукции или ингибированию, т.е. к изменению мощности процесса.
Индукторами являются вещества, активирующие синтез цитохрома Р 450 и транскрипцию соответствующих мРНК. Они бывают
1. Широкого спектра действия, которые обладают способностью стимулировать синтез цитохрома Р 450 , НАДФН-цитохром Р 450 -оксидоредуктазы и глюкуронилтрансферазы. Классическим представителем являются производные барбитуровой кислоты – барбитураты, также в эту группу входят диазепам , карбамазепин , рифампицин и др.
2. Узкого спектр а действия, т.е. стимулируют одну из форм цитохрома Р 450 – ароматические полициклические углеводороды (метилхолантрен , спиронолактон ), этанол.
Например, этанол
стимулирует синтез изоформы Р 450 2Е1 (алкогольоксидаза) которая участвует в метаболизме, этанола, нитрозаминов, парацетамола и др.
Глюкокортикоиды
индуцируют изоформу Р 450 3А.
Ингибиторы микросомального окисления связываются с белковой частью цитохрома или с железом гема. Они делятся на:
1. Обратимые
- прямого действия – угарный газ (СО ), антиоксиданты ,
- непрямого действия , т.е. влияют через промежуточные продукты своего метаболизма, которые образуют комплексы с цитохромом Р 450 – эритромицин .
2. Необратимые ингибиторы – аллопуринол , аминазин , прогестерон , оральные контрацептивы , тетурам , фторурацил ,
Оценка реакций 1-й фазы
Оценку микросомального окисления можно проводить следующими способами:
- определение активности микросомальных ферментов после биопсии,
- по фармакокинетике препаратов,
- с помощью метаболических маркеров (антипириновая проба ).
Антипириновая проба
Обследуемый принимает утром натощак амидопирин из расчета 6 мг/кг веса. Собирается 4 порции мочи в интервале соответственно от 1 до 6 часов, 6-12, 12-24 и 45-48 часов. Объем мочи измеряется. Не позже, чем через 24 часа моча центрифугируется или фильтруется. Далее исследуется концентрация 4-аминоантипирина и его метаболита N-ацетил-4-аминоантипирина в моче.
При распределении в организме некоторые Л В частично могут задерживаться и накапливаться в различных тканях. Происходит это в основном вследствие обратимого связывания ЛВ с белками, фосфолипидами и нуклеопротеинами клеток. Этот процесс носит название депонирование. Концентрация вещества в месте его депонирования (в депо) может быть достаточно высокой. Из депо вещество постепенно высвобождается в кровь и распределяется по другим органам и тканям, в том числе достигая места своего действия. Многие Л В связываются с белками плазмы крови. Слабокислые соединения (нестероидные противовоспалительные средства, сульфаниламиды) связываются в основном с альбуминами (самой большой фракцией белков плазмы), а слабые основания - с α1-кислым гликопротеином и некоторыми другими белками плазмы крови. Связанное с белками ЛВ не проявляет фармакологической активности. Но поскольку это связывание обратимо, часть вещества постоянно высвобождается из комплекса с белком (происходит это при снижении концентрации свободного вещества в плазме крови) и оказывает фармакологическое действие. Биотрансформация (метаболизм) - изменение химической структуры лекарственных веществ и их физико-химических свойств под действием ферментов организма. Основной направленностью этого процесса является превращение ли-пофильных веществ, которые легко реабсорбируются в почечных канальцах, в гидрофильные полярные соединения, которые быстро выводятся почками (не реабсорбируются в почечных канальцах). В процессе биотрансформации, как правило, происходит снижение активности (токсичности) исходных веществ.
Биотрансформация липофильных ЛВ в основном происходит под влиянием ферментов печени, локализованных в мембране эндоплазматического ретикулу-ма гепатоцитов. Эти ферменты называются микросомальными, потому что они оказываются связанными с мелкими субклеточными фрагментами гладкого эндоплазматического ретикулума (микросомами), которые образуются при гомогенизации печеночной ткани или тканей других органов и могут быть выделены центрифугированием (осаждаются в так называемой «микросомальной» фракции).
В плазме крови, а также в печени, кишечнике, легких, коже, слизистых оболочках и других тканях имеются немикросомальные ферменты, локализованные в цитозоле или митохондриях. Эти ферменты могут участвовать в метаболизме гидрофильных веществ.
Различают два основных вида метаболизма лекарственных веществ:
несинтетические реакции (метаболическая трансформация);
· синтетические реакции (конъюгация).
Лекарственные вещества могут подвергаться или метаболической биотрансформации (при этом образуются вещества, называемые метаболитами), или конъюгации (образуются конъюгаты). Но большинство Л В сначала метаболизируется при участии несинтетических реакций с образованием реакционноспособных метаболитов, которые затем вступают в реакции конъюгации. метаболической трансформации относятся следующие реакции: окисление, восстановление, гидролиз. Многие липофильные соединения подвергаются окислению в печени под влиянием микросомальной системы ферментов, известных как оксидазы смешанных функций, или монооксигеназы. Основными компонентами этой системы являются цитохром Р-450-редуктаза и цитохром Р-450 - гемопротеин, который связывает молекулы лекарственного вещества и кислород в своем активном центре. Реакция протекает при участии НАДФН. В результате происходит присоединение одного атома кислорода к субстрату (лекарственному веществу) с образованием гидроксильной группы (реакция гидро-ксилирования). Восстановление лекарственных веществ может происходить при участии мик-росомальных (хлорамфеникол) и немикросомальных ферментов (хлоралгидрат, налоксон). Гидролиз лекарственных веществ осуществляется в основном немикросомаль-ными ферментами (эстеразами, амидазами, фосфатазами) в плазме крови и тканях. При этом вследствие присоединения воды происходит разрыв эфирных, амидных и фосфатных связей в молекулах лекарственных веществ. Гидролизу подвергаются сложные эфиры - ацетилхолин, суксаметоний (гидролизуются при участии холинэстераз), амиды (прокаинамид), ацетилсалициловая кислота. Метаболиты, которые образуются в результате несинтетических реакций, могут в отдельных случаях обладать более высокой активностью, чем исходные соединения. Примером повышения активности лекарственных веществ в процессе метаболизма является использование предшественников лекарств (пролекарства). Пролекарства фармакологически неактивны, но в организме они превращаются в активные вещества. В процессе биосинтетических реакций (конъюгация) к функциональным группировкам молекул лекарственных веществ или их метаболитов присоединяются остатки эндогенных соединений (глюкуроновой кислоты, глута-тиона, глицина, сульфаты и др.) или высокополярные химические группы (ацетильные, метильные группы). Эти реакции протекают при участии ферментов (в основном, трансфераз) печени, а также ферментов других тканей (легкие, почки). Локализуются ферменты в микросомах или в цитозольной фракции. Под действием некоторых лекарственных веществ (фенобарбитал, рифампицин, карбамазепин, гризеофульвин) может происходить индукция (увеличение скорости синтеза) микросомальных ферментов печени. В результате при одновременном назначении с индукторами микросомальных ферментов других препаратов (например, глюкокортикоидов, пероральных контрацептивов) повышается скорость метаболизма последних и снижается их действие. В некоторых случаях может увеличиваться скорость метаболизма самого индуктора, вследствие чего уменьшаются его фармакологические эффекты (карбамазепин).
Пути выведения лекарств, их значение для фармакотерапевтического и побочного действия препаратов. Выделение лекарств слюнными железами в полость рта.
Гепатолог → О печени → Изменения печеночных ферментов при различных патологиях, их диагностическое значение
Группа белковых веществ, которые увеличивают активность различных обменных процессов, называется ферментами.
Успешное протекание биологических реакций требует специальных условий – повышенной температуры, определенного давления или присутствия некоторых металлов.
Ферменты помогают ускорить химические реакции без соблюдения этих условий.
Что такое ферменты печени
Исходя из своих функции, энзимы располагаются внутри клетки, на клеточной мембране, входят в состав различных клеточных структур и участвуют в реакциях внутри нее. По выполняемой функции выделяют следующие группы:
гидролазы – расщепляют молекулы веществ;синтетазы – участвуют в молекулярном синтезе;трансферазы – транспортируют участки молекул;оксиредуктазы – влияют на окислительно-восстановительные реакции в клетке;изомеразы – меняют конфигурацию молекул;лиазы – образуют дополнительные молекулярные связи.
Работа многих энзимов требует присутствия дополнительных ко-факторов. Их роль выполняют все витамины, микроэлементы.
Какие есть ферменты печени
Каждая клеточная органелла обладает своим набором веществ, которые определяют ее функцию в жизни клетки. На митохондриях расположены энзимы энергетического обмена, гранулярный эндоплазматический ретикулум завязан на синтезе белков, гладкий ретикулум участвует в липидном, углеводном обмене, лизосомы содержат ферменты гидролиза.
Ферменты, которые возможно обнаружить в плазме крови, условно делят на три группы:
Секреторные. Они синтезируются в печени и выделяются в кровь. Примером являются энзимы свертывания крови, холинэстераза.Индикаторные, или клеточные (ЛДГ, глутоматдегидрогеназа, кислая фосфотаза, АЛТ,АСТ). В норме обнаруживаются в сыворотке только их следы, т.к. расположение их внутриклеточное. Повреждение тканей вызывает выброс этих ферментов в кровь, по их количеству можно судить о глубине поражения.Экскреторные энзимы синтезируются и выделяются вместе с желчью (щелочная фосфотаза). Нарушение этих процессов ведет к увеличению их показателей в крови.
Какие ферменты используют в диагностике
Патологические процессы сопровождаются появлением синдромов холестаза и цитолиза. Для каждого из них характерны свои изменения в биохимических показателях сывороточных ферментов.
Холестатический синдром – это нарушение желчевыделения. Определяется по изменению активности следующих показателей:
увеличение экскреторных ферментов (щелочная фосфотаза, ГГТП, 5-нуклеотидаза, глюкуронидаза);повышение билирубина, фосфолипидов, желчных кислот, холестерина.
Цитолитический синдром говорит о разрушении гепатоцитов, повышении проницаемости клеточных мембран. Состояние развивается при вирусных, токсических повреждениях. Характерно изменение индикаторных ферментов – АЛТ, АСТ, альдолазы, ЛДГ.
Щелочная фосфотаза может быть как печеночного, так и костного происхождения. О холестазе говорит параллельный подъем ГГТП. Активность увеличивается при опухолях печени (желтушность может не проявиться). Если параллельно не происходит увеличение билирубина, можно предположить развитие амилоидоза, абсцесса печени, лейкоза или гранулёмы.
ГГТП повышается одновременно с увеличением щелочной фосфотазы и указывает на развитие холестаза. Изолированное увеличение ГГТП может быть при злоупотреблении алкоголем, когда еще нет грубых изменений печеночной ткани. Если развился фиброз, цирроз или алкогольный гепатит, одновременно повышается уровень других печеночных энзимов.
Трансаминазы представлены фракциями АЛТ и АСТ. Аспартатаминотрансфераза находится в митохондриях печени, сердца, почек и скелетной мускулатуры. Повреждение их клеток сопровождается выходом большого количества фермента в кровь. Аланинаминотрансфераза является ферментом цитоплазмы. Его абсолютное количество небольшое, но содержание в гепатоцитах наибольшее, по сравнению с миокардом и мышцами. Поэтому повышение АЛТ более специфично для повреждения клеток печени.
Имеет значение изменение соотношения АСТ/АЛТ. Если оно 2 и более, то это говорит о гепатите или циррозе. Особенно высокие ферменты наблюдаются при гепатитах с активным воспалением.
Лактатдегидрогеназа – фермент цитолиза, но не является специфичным для печени. Может увеличиваться у беременных, новорожденных, после тяжелых физических нагрузок. Значительно увеличивается ЛДГ после инфаркта миокарда, эмболии легких, обширных травм с разможжением мышц, при гемолитической и мегалобластной анемии. На уровень ЛДГ опираются при дифференциальной диагностике болезни Жильбера – синдром холестаза сопровождается нормальным показателем ЛДГ. При других желтухах в начале ЛДГ остается неизменным, а затем повышается.
Анализ на ферменты печени
Подготовку к анализу начинают за сутки. Нужно полностью исключить алкоголь, вечером не употреблять жирных и жареных блюд. За час до анализа не курить.
Выполняют забор венозной крови натощак утром.
Печеночный профиль включает в себя определение следующих показателей:
АЛТ;АСТ;щелочная фосфотаза;ГГТП;билирубин и его фракции.
Также обращают внимание на общий белок, отдельно уровень альбумина, фибриногена, показатели глюкозы, 5-нуклеотидаза, церулоплазмин, альфа-1-антитрипсин.
Диагностика и нормы
Нормальные биохимические показатели, характеризующие работу печени, отражены в таблице
| Показатель | Норма |
| Общий белок | 65-85 г/л |
| Холестерин | 3,5-5,5 ммоль/л |
| Общий билирубин | 8,4-20,5 мкмоль/л |
| Прямой билирубин | 2,2-5,1 мкммоль/л |
| Непрямой билирубин | До 17,1 мкмоль/л |
| АЛТ | У мужчин до 45 Ед/лУ женщин до 34 Ед/л |
| АСТ | У мужчин до 37 Ед/лУ женщин до 30 Ед/л |
| Коэффициент Ритиса (соотношение АСТ/АЛТ) | 0,9-1,7 |
| Щелочная фосфотаза | До 260 Ед/л |
| ГГТП | У мужчин 10-71 Ед/лУ женщин 6-42 Ед/л |
Печеночные энзимы при беременности
Большая часть лабораторных показателей во время беременности остаются в пределах нормы. Если возникают незначительные колебания ферментов, то они проходят вскоре после родов. В третьем триместре возможен значительный подъем щелочной фосфотазы, но не более 4 норм. Это связано с выделением фермента плацентой.
Повышение других печеночных энзимов, особенно в первой половине гестации, следует связывать с развитием патологии печени. Это может быть поражение печени, вызванное беременностью – внутрипеченочный холестаз, жировой гепатоз. Также изменение в анализах появится при тяжелом гестозе.
Цирроз и изменения в биохимии
Патология печени, связанная с перестройкой ткани, вызывает изменения во всех функциях органа. Отмечается повышение неспецифических и специфических ферментов. Высокий уровень последних характерен для цирроза. Это такие энзимы:
аргиназа;фруктозо-1-фосфатальдолаза;нуклеотидаза.
В биохимическом анализе можно заметить изменения и других показателей. Альбумин снижается менее 40 г/л, глобулины могут увеличиваться. Холестерин становится менее 2 ммоль/л, мочевина ниже 2,5 ммоль/л. Возможно увеличение гаптоглобина.
Значительно увеличивается билирубин за счет роста прямой и связанной формы.
Микросомальные ферменты
Эндоплазматический ретикулум гепатоцитов производит полостные образования – микросомы, содержащие на своих мембранах группу микросомальных ферментов. Их предназначение – обезвреживание ксенобиотиков и эндогенных соединений путем окисления. Система включает в себя несколько ферментов, среди них цитохром Р450, цитохром b5 и другие. Эти энзимы обезвреживают лекарственные препараты, алкоголь, токсины.
Окисляя лечебные вещества, микросомальная система ускоряет их выведение и снижает время действия на организм. Некоторые вещества способны повышать активность цитохрома, тогда говорят об индукции микросомальных энзимов. Это проявляется ускорением распада лекарства. Индукторами могут выступать алкоголь, рифампицин, фенитоин, карбамазепин.
Другие лекарственные препараты ингибируют миросомальные ферменты, что проявляется удлинением жизни лекарства и увеличением его концентрации. В роли ингибиторов могут выступать флюконазол, циклоспорин, дилтиазем, верапамил, эритромицин.
Внимание! Учитывая возможность ингибирования или индукции микросомальных реакций, только врач может правильно назначить несколько препаратов одновременно без вреда для больного.
Роль микросомального окисления в жизни организма сложно переоценить или не заметить. Инактивация ксенобиотиков (ядовитых веществ), распад и образование гормонов надпочечников, участие в обмене белков и сохранении генетической информации – это лишь малая известная толика проблем, которые решаются благодаря микросомальному окислению. Это автономный процесс в организме, который запускается после попадания триггерного вещества и заканчивающийся с его эллиминацией.
Определение
Микросомальное окисление – это каскад реакций, входящих в первую фазу преобразования ксенобиотиков. Суть процесса заключается в гидроксилировании веществ с использованием атомов кислорода и образованием воды. Благодаря этому меняется структура первоначального вещества, а его свойства могут как подавляться, так и усиливаться.
Микросомальное окисление позволяет перейти к реакции конъюгации. Это вторая фаза преобразования ксенобиотиков, в конце которой к уже существующей функциональной группе присоединятся молекулы, вырабатываемые внутри организма. Иногда образуются промежуточные вещества, вызывающие повреждение клеток печени, некроз и онкологическое перерождение тканей.
Окисление оксидазного типа
Реакции микросомального окисления происходят вне митохондрий, поэтому на них расходуется около десяти процентов всего кислорода, попадающего в организм. Основные ферменты в этом процессе – оксидазы. В их структуре присутствуют атомы металлов с переменной валентностью, такие как железо, молибден, медь и другие, а значит, они способны принимать электроны. В клетке оксидазы расположены в особых пузырьках (пероксисомах), которые находятся на внешних мембранах митохондрий и в ЭПР (зернистый эндоплазматический ретикулюм). Субстрат, попадая на пероксисомы, теряет молекулы водорода, которые присоединяются к молекуле воды и образуют перекись.
Существует всего пять оксидаз:
Моноаминооксигеназа (МАО) – помогает окислять адреналин и другие биогенные амины, образующиеся в надпочечниках;
Диаминооксигеназа (ДАО) – участвует в окислении гистамина (медиатор воспаления и аллергии), полиаминов и диаминов;
Оксидаза L-аминокислот (то есть левовращающихся молекул);
Оксидаза D-аминокислот (правовращающихся молекул);
Ксантиноксидаза – окислят аденин и гуанин (азотистые основания, входящие в молекулу ДНК).
Значение микросомального окисления по оксидазному типу состоит в устранении ксенобиотиков и инактивации биологически активных веществ. Образование перекиси, оказывающей бактерицидное действие и механическое очищение в месте повреждения, является побочным явлением, которое занимает важное место среди прочих эффектов.
Окисление оксигеназного типа
Реакции оксигеназного типа в клетке также происходят на зернистом эндоплазматическом ретикулуме и на внещних оболочках митохондрий. Для этого необходимы специфические ферменты – оксигеназы, которые мобилизуют молекулу кислорода из субстрата и внедряют ее в окисляемое вещество. Если внедряется один атом кислорода, то фермент называется монооксигеназа или гидроксилаза. В случае внедрения двух атомов (то есть целой молекулы кислорода), фермент носит название диаксигеназа.
Реакции окисления оксигеназного типа входят в трехкомпонентный мультиферментный комплекс, который участвует в переносе электронов и протонов из субстрата с последующей активацией кислорода. Весь этот процесс происходит с участием цитохрома Р450, о котором более подробно еще будет рассказано.
Примеры реакций оксигеназного типа
Как уже упоминалось выше, монооксигеназы для окисления используют только один атом кислорода из двух, имеющихся в наличии. Второй они присоединяют к двум молекулам водорода и образуют воду. Одним из примеров такой реакции может служить образование коллагена. Донором кислорода в таком случае выступает витамин С. Пролингидроксилаза отбирает у него молекулу кислорода и отдает его пролину, который, в свою очередь, входит в молекулу проколлагена. Этот процесс придает прочности и эластичности соединительной ткани. Когда в организме дефицит витамина С, то развивается подагра. Она проявляется слабостью соединительной ткани, кровотечениями, гематомами, выпадением зубов, то есть качество коллагена в организме становится ниже.
Еще одним примером могут служить гидроксилазы, которые преобразуют молекулы холестерина. Это один из этапов образования стероидных гормонов, в том числе и половых.
Малоспецифичные гидроксилазы
Это гидролазы, необходимые для окисления чужеродных веществ, таких как ксенобиотики. Смысл реакций заключается в том, чтобы сделать такие вещества более податливыми для выведения, более растворимыми. Этот процесс называется детоксикацией, а происходит он по большей части в печени.
За счет включения целой молекулы кислорода в ксенобиотики производится разрыв цикла реакций и распад одного сложного вещества на несколько более простых и доступных для обменных процессов.
Активные формы кислорода
Кислород является потенциально опасным веществом, так как, по сути, окисление – это процесс горения. В виде молекулы О2 или воды он стабилен и химически инертен, потому что его электрические уровни заполнены, и новые электроны не могут присоединиться. Но соединения, в которых у кислорода не у всех электронов есть пара, имеют высокую реакционную способность. Поэтому их называют активными.
Такие соединения кислорода:
В монооксидных реакциях образуется супероксид, который отделяется от цитохрома Р450.В оксидазных реакциях идет образование пероксидного аниона (перекиси водорода).Во время реоксигенации тканей, которые подверглись ишемии.
Самым сильным окислителем является гидроксильный радикал, он существует в свободном виде всего миллионную долю секунды, но за это время успевает пройти множество окислительных реакций. Его особенностью является то, что гидроксильный радикал воздействует на вещества только в том месте, в котором образовался, так как не может проникать через ткани.
Супероксиданион и перекись водорода
Эти вещества активны не только в месте образования, но и на некотором удалении от них, так как могут проникать через мембраны клеток.
Гидроксильная группа вызывает окисление остатков аминокислот: гистидина, цистеина и триптофана. Это приводит к инактивации ферментных систем, а также нарушению работы транспортных белков. Кроме того, микросомальное окисление аминокислот приводит к разрушению структуры нуклеиновых азотистых оснований и, как следствие, страдает генетический аппарат клетки. Окисляются и жирные кислоты, входящие в состав билипидного слоя клеточных мембран. Это влияет на их проницаемость, работу мембранных электролитных насосов и на расположение рецепторов.
Ингибиторы микросомального окисления – это антиоксиданты. Они содержатся в продуктах питания и вырабатываются внутри организма. Самым известным антиоксидантом является витамин Е. Эти вещества могут сдерживать микросомальное окисление. Биохимия описывает взаимодействие между ними по принципу обратной связи. То есть чем больше оксидаз, тем сильнее они подавляются, и наоборот. Это помогает сохранять равновесие между системами и постоянство внутренней среды.
Электротранспортная цепь
Микросомальная система окисления не имеет растворимых в цитоплазме компонентов, поэтому все ее ферменты собраны на поверхности эндоплазматического ретикулума. Эта система включает несколько белков, которые формируют электротранспортную цепь:
НАДФ-Р450-редуктаза и цитохром Р450;
НАД-цитохромВ5-редуктаза и цитохром В5;
Стеаторил-КоА-десатураза.
Донором электронов в подавляющем числе случаев выступает НАДФ (никотинамидадениндинуклеотидфосфа́т). Он окисляется НАДФ-Р450-редуктазой, который содержит два кофермента (ФАД и ФМН), для принятия электронов. В конце цепи ФМН окисляется при помощи Р450.
Цитохром Р450
Это фермент микросомального окисления, гем-содержащий белок. Связывает кислород и субстрат (как правило, это ксенобиотик). Название его связано с поглощением света с длинной волны в 450 нм. Биологи обнаружили его во всех живых организмах. На данный момент описано более одиннадцати тысяч белков, входящих в систему цитохром Р450. У бактерий это вещество растворено в цитоплазме, и считается, что такая форма является наиболее эволюционно древней, чем у человека. У нас цитохром Р450 – это пристеночный белок, зафиксированный на эндоплазматической мембране.
Ферменты данной группы участвуют в обмене стероидов, желчных и жирных кислот, фенолов, нейтрализации лекарственных веществ, ядов или наркотиков.
Свойства микросомального окисления
Процессы микросомального окисления обладают широкой субстратной специфичностью, а это, в свою очередь, позволяет обезвреживать разнообразные вещества. Одиннадцать тысяч белков цитохрома Р450 могут складываться более чем в сто пятьдесят изоформ этого фермента. Каждая из них имеет большое количество субстратов. Это дает возможность организму избавляться практически от всех вредных веществ, которые образуются внутри него или попадают извне. Вырабатываясь в печени, ферменты микросомального окисления могут действовать как на месте, так и на значительном удалении от этого органа.
Регуляция активности микросомального окисления
Микросомальное окисление в печени регулируется на уровне информационной РНК, а точнее ее функции – транскрипции. Все варианты цитохрома Р450, например, записаны на молекуле ДНК, и для того чтобы он появился на ЭПР, необходимо «переписать» часть информации с ДНК на информационную РНК. Затем иРНК направляется на рибосомы, где образуются молекулы белка. Количество этих молекул регулируется извне и зависит от объема веществ, которые необходимо деактивировать, а также от наличия необходимых аминокислот.
На данный момент описано более двухсот пятидесяти химических соединений, которые активируют в организме микросомальное окисление. К ним относятся барбитураты, ароматические углеводы, спирты, кетоны и гормоны. Несмотря на такое кажущееся разнообразие, все эти вещества липофильны (растворимы в жирах), а значит восприимчивы к цитохрому Р450.
ПЕЧЕНЬ И ЛЕКАРСТВЕННЫЙ МЕТАБОЛИЗМ
Михеева О. М.
ГУ Центральный научно-исследовательский институт гастроэнтерологии ДЗ г. Москвы
Михеева Ольга Михайловна 111123, Москва, ш. Энтузиастов, д. 86 E-mail: [email protected]
Лекарственные средства метаболизируются в печени для изменения их биологической активности с образованием водорастворимых метаболитов, которые выводятся из организма с желчью и мочой. Степень метаболизма препаратов определяется емкостью ферментов для каждого лекарственного вещества. Система ферментов Р450 расположена в микросомальной фракции гепатоцитов. Способность организма метаболизировать лекарственные средства изменяется под влиянием других веществ.
При заболеваниях печени клиренс лекарственных средств уменьшается, а период их полувыведения возрастает в результате снижения экстракции их гепатоцитами. Лекарства с высокой печеночной экстракцией обладают риском передозировки. При снижении метаболических возможностей гепатоцита до 70% увеличивается в крови содержание препаратов с низкой печеночной экстракцией, но риск передозировки невелик.
Ключевые слова: метаболизм; цитохром Р450; микросомы гепатоцитов; индукция; ингибирование. SUMMARY
Liver metabolism aims to change the biological activity of drugs to make them water-soluble to be excreted with bile and urine. The degree of metabolism depends on fermentative capacity for each drag (P450 fermentative system is localized in microsomal fraction of hepatocyte). Metabolism ability also changes under the influence of other substances. Liver diseases lead up to decrease of drug clirens and to increase the semi-excretion time because of reduction of liver metabolism. Therefore the drags usually undergoing intensive liver metabolism necessitate a high risk of overdose when liver diseases present. On the other hand no risk of overdose exist when drags with low liver metabolism are used.
Keywords: metabolism; cytochrome P450; hepatocyte microsomes; induction; inhibition.
Метаболизм (биотрансформация) - это комплекс физико-биохимических изменений, которым подвергаются лекарственные средства в печени для снижения растворимости в жирах и изменения биологической активности .
Большинство препаратов растворимы в липидах и неспособны элиминироваться из организма. Превращения данных лекарств необходимы с образованием водорастворимых метаболитов, которые выводятся из организма с желчью и мочой .
Фармакологически активный препарат может превращаться в другое активное вещество, при этом метаболиты некоторых лекарственных средств
могут быть менее активны и менее токсичны, чем исходные соединения. Биотрансформация других препаратов приводит к образованию метаболитов, более активных по сравнению с введенными в организм лекарственными средствами .
Степень метаболизма препаратов определяется емкостью ферментов для данного вещества, скоростью реакций и абсорбции. Если лекарственное средство применяют перорально в небольшой дозе, а емкость ферментов и скорость метаболизма значительны, то большая часть препарата биотранс-формируется со снижением его биодоступности. С увеличением дозы лекарственного средства ферментативные системы, участвующие в метаболизме,
насыщаются и биодоступность препарата увеличивается.
Различают два типа химических реакций метаболизма лекарственных препаратов в организме: синтетические и несинтетические.
В основе синтетических реакций лежит конъюгация лекарственных средств с эндогенными субстратами (глюкуроновая, уксусная и серная кислоты, аденозилметионин, сульфаты, глицин, глутатион, метильные группы и вода). Соединение этих веществ с лекарственными препаратами происходит через функциональные группы: гидроксильную, карбоксильную, аминную, эпоксидную. После завершения реакции молекула препарата становится более полярной и легче выводится из организма .
При несинтетических превращениях молекулы лекарственных средств с исходно фармакологической активностью изменяются путем окисления, восстановления и гидролиза в сторону уменьшения, увеличения или полной потери активности.
Несинтетические реакции метаболизма лекарственных препаратов разделяются на две группы: немикросомальные и микросомальные .
Немикросомальные ферменты биотрансфор-мируют в печени небольшое число лекарственных веществ путем конъюгации (исключая глюкуро-нидную), восстановления и гидролиза (например, ацетилсалициловая кислота) .
Большинство микросомальных процессов биотрансформации происходит в печени реакциями окисления, восстановления и гидролиза . Окисление - это процесс присоединения к молекуле лекарственного вещества атома кислорода и/или отщепления атома водорода. Восстановление - это процесс присоединения к молекуле препарата атома водорода и/или отщепления атома кислорода. Гидролиз - это процесс присоединения воды .
Микросомальному преобразованию подвергаются жирорастворимые лекарства, которые проникают через мембраны эндоплазматического ретику-лума гепатоцитов и связываются с цитохромами .
Различают две фазы метаболизма лекарственных средств.
В первой фазе метаболизма при участии ферментов происходит процесс гидроксилирования, окисления, восстановления или гидролиза. В молекуле появляется химически активный радикал, к которому присоединяется конъюгирующая молекула во второй фазе .
Система гемопротеинов Р450 расположена в ми-кросомальной фракции гепатоцитов - гладкой эндоплазматической сети. К ней относятся моноок-сигеназы, цитохром С-редуктаза, цитохром Р450 .
Цитохром Р450 (цито - цитоплазма, хром - цвет, Р - пигмент и длина поглощаемой волны 450 нм) назван так потому, что при длительном применении фенобарбитала гепатоциты, синтезируемые гемсодержащий пигмент, после действия окиси углерода поглощали свет длиной волны 450 нм.
Около 10 из 50 идентифицированных изоформ фермента системы Р450, структура которых кодируется отдельным геном, влияют на метаболизм лекарственных препаратов в организме человека. На каждой молекуле цитохрома Р450 имеется участок для субстрата, способный связывать лекарства. У человека метаболизм лекарств обеспечивают цитохромы, относящиеся к трем семействам: Р450-1, -II, -III.
Воздействие цитохромов Р450 происходит по одному из двух конкурентных путей: метаболической детоксикации либо активации.
Ферментативная активность гепатоцита зависит от предшествующей терапии препаратами имеющихся заболеваний печени, генетики, что объясняет гепатотоксический избирательный эффект у некоторых больных.
Активность ферментов бывает интенсивная и слабая, соответственно метаболизм лекарственных веществ происходит быстро или медленно.
Препараты, метаболизируемые CYP2D6, имеют узкий терапевтический индекс, то есть между дозой, необходимой для достижения лечебного эффекта, и токсической дозой существует небольшая разница. При повышении концентрации препарата может проявиться токсическое действие, при снижении - потеря его эффективности.
Цитохром СУР3А4 - основной фермент печени (в общем количестве цитохромов он составляет 60%), метаболизирующий 60% лекарственных препаратов, относится к семейству цитохромов 3, подсемейству А, кодируется геном 4 и отвечает за индукцию или ингибирование микросомальных ферментов .
Во второй фазе биотрансформации лекарственные препараты или их метаболиты соединяются с одной, растворимой в воде, молекулой (глутатионом, сульфатом, глюкуронидами), утрачивая биологическую активность. В результате образуются растворимые в воде конъюгаты, элиминирующиеся почками или, если их относительная молекулярная масса превышает 200 кДа, с желчью.
Глюкуроновая кислота, образующаяся из глюкозы, относится к важным конъюгирующим веществам, растворимым в воде. Конъюгация веществ с глюкуроновой кислотой приводит к образованию полярных соединений, менее токсичных по сравнению с исходными неконъюгированными продуктами первой стадии.
Врожденная недостаточность образования конъюгатов с билирубином служит причиной гипербили-рубинемии с повышением уровня неконъюгирован-ного билирубина (синдром Жильбера).
Способность организма метаболизировать лекарственные средства изменяется под влиянием других веществ. Когда два активных препарата конкурируют за один участок связывания на ферменте, метаболизм препарата с меньшей активностью замедляется и срок его действия увеличивается .
Существуют препараты, способные изменять действие ферментов, вызывая быструю или медленную инактивацию других лекарств. Следовательно, врач должен изменить их дозу, чтобы компенсировать этот эффект.
При индукции препарат стимулирует синтез или уменьшает разрушение ферментов, вовлеченных в метаболизм другого лекарства. Вещества, индуцирующие ферменты, растворяются в жирах, служат субстратами ферментов, которые они индуцируют. Препараты, повышающие активность цитохрома Р450, называются стимуляторами. В результате повышается скорость метаболизма как самого препарата, вызвавшего индукцию фермента, так и других лекарственных веществ, метаболизи-рующихся при его участии.
Индукция ферментов характеризуется увеличением их количества и активности, что сопровождается гипертрофией эндоплазматического ретикулума печеночных клеток, в которых локализованы ме-таболизирующие ферменты.
Увеличение содержания ферментов системы цитохрома Р450 в результате индукции приводит к повышению выработки токсичных метаболитов.
Употребление алкоголя увеличивает токсичность парацетамола из-за индукции Р450-3а (Р450-П-Е1), который играет важную роль в образовании токсичных метаболитов.
Внезапная отмена или прекращение воздействия индуктора приводит к повышению плазменной концентрации препарата, который ранее интенсивно метаболизировался. Когда курильщики, употребляющие кофе, бросают курить, в плазме крови повышается концентрация кофеина из-за снижения активности СУР1А2, что проявляется головной болью и возбуждением.
Стимуляция метаболизма в организме относится к механизмам адаптации к воздействию инородных веществ, встречающихся в окружающей среде.
Индукция ферментов рассматривается как фактор, ответственный за индивидуальные различия в эффективности препаратов. Может развиваться толерантность к лекарственной терапии, так как эффективная доза становится на фоне индукторов недостаточной.
При врожденной неконьюгированной гиперби-лирубинемии (синдром Жильбера) желтуху можно нивелировать, используя индукторы.
Индукция ферментов, метаболизирующих лекарства, осуществляется приемом кофе, чая, алкоголя, курением.
Длительный прием лекарства приводит к индукции метаболизирующих его ферментов, в результате его метаболизм возрастает в 2-4 раза.
Быстрота развития и обратимость индукции ферментов зависит от индуктора и скорости синтеза новых ферментов. Этот адаптационный процесс медленный и занимает от нескольких дней до нескольких месяцев.
В отличие от фенобарбитала, развитие действия которого как индуктора требует нескольких недель, рифампицин как индуктор действует через 2-4 дня и достигает своего максимума через 6-10 дней. Индукция ферментов, вызванная рифампицином, приводит к выраженным взаимодействиям с варфари-ном и верапамилом, что требует наблюдения за больным и коррекцию доз препаратов.
Ингибирование метаболизма лекарственных средств является причиной медикаментозного взаимодействия, что приводит к нежелательному повышению концентрации препарата в крови. Это происходит, когда два лекарственных препарата конкурируют за связь с одним ферментом. Одни препараты метаболизируются первыми, затем вторые, пока энзимы Р450 не закончат работу с первым. Второй препарат теряет возможность метаболизироваться и избыточно накапливается в организме.
Если вещество угнетает цитохром, то оно изменяет и метаболизм препарата.
Этот эффект заключается в удлинении времени полужизни лекарства и повышении его концентрации. Некоторые ингибиторы (эритромицин) влияют сразу на несколько изоформ ферментов. Чем выше доза ингибитора, тем быстрее наступает его действие и тем больше оно выражено. Ингибирование развивается быстрее, чем индукция, и его можно зарегистрировать через 24 часа от момента назначения ингибиторов. Ингибирование изоформы 3А встречается часто и вызывается большим количеством препаратов (нифедипин, никардипин, верапамил и эритромицин). Это быстро обратимые ингибиторы. Путь введения лекарственного препарата влияет на скорость развития и выраженность угнетения активности фермента. Если препарат вводится внутривенно, то взаимодействие разовьется быстрее .
Характерными ингибиторами являются циме-тидин, ранитидин.
Если ингибитор и лекарство имеют короткий период полураспада, взаимодействие окажется максимальным на 2-4-й день. Столько же времени потребуется для прекращения эффекта взаимодействия. В случае одновременного применения варфарина и амиодарона для прекращения ингибиторного эффекта потребуется более месяца, что связано с длительным периодом полураспада последнего.
Этанол, гормоны (тестостерон, альдостерон, эстрадиол, прогестерон, гидрокортизон) угнетают лекарственную метаболическую активность окси-дазной системы микросом гепатоцита, поскольку их метаболизм происходит ферментами цитохрома Р450.
Лекарственное вещество или его метаболит вступают во взаимодействие с белковыми молекулами паренхимы печени, играя роль гаптена. Белок с измененной структурой становится мишенью
№01/2011 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ И КЛИНИЧЕСКАЯ
для иммунной агрессии. На мембране гепатоцитов имеются изоферменты Р450, индукция которых приводит к образованию антител и иммунному повреждению гепатоцита.
При наличии генетического дефекта в печени лекарство превращается в токсический метаболит, связывается с клеточным белком (глутатионом), приводя к некрозу гепатоцита, а также стимулирует образование антигена (гаптена) и сенсибилизирует Т-лимфоцит, который запускает иммунную гепа-тотоксичность.
Повторное назначение лекарственного препарата приводит к усилению иммунной реакции.
Генетические различия активности фермента служат причиной развития идиосинкразии на лекарство, сопровождающейся появлением аутоантител, взаимодействующих с микросомами печени.
При приеме умеренного количества лекарств все системы компенсаторно увеличивают свою активность, однако при заболеваниях печени их активность снижена и нарушена способность гепатоцита метаболизировать препараты за счет изменения процессов окисления и глюкуронидизации.
При заболеваниях печени клиренс лекарственных средств уменьшается, а период их полувы-ведения возрастает в результате снижения экстракции их гепатоцитами и увеличения объема распределения.
Все лекарственные средства, вводимые внутрь, до поступления в системный кровоток проходят через печень, поэтому их разделяют на две группы - с высоким и с низким печеночным клиренсом.
Обычные дозы лекарств с высокой печеночной экстракцией обладают высоким риском передозировки, так как могут вызывать тяжелый токсический эффект при циррозе печени. Опасность кумуляции велика при повторном введении препаратов. Таким больным дозы препаратов должны быть уменьшены соответственно снижению печеночного кровотока.
Клиренс этих препаратов при отсутствии заболеваний печени зависит от интенсивности печеночного кровотока и от особенностей метаболических превращений. В норме после пассажа через печень перорально принятого лекарства этой
группы концентрация его в крови печеночной вены составляет незначительный процент от концентрации в воротной вене, то есть уже на этом этапе значительная часть лекарства метаболизируется. Снижению экстракции препаратов способствует наличие портосистемного и внутрипеченочного шунтирования, вследствие чего значительная часть лекарства из желудочно-кишечного тракта попадает в общий кровоток, минуя печень. При уменьшении печеночного кровотока и снижении метаболизирую-щих способностей печени происходит повышение концентрации препарата в плазме. Так, при снижении выделения препарата печенью с 95 до 90% концентрация его в плазме увеличивается в 2 раза.
Вторая группа веществ - лекарства с низкой печеночной экстракцией. При снижении метаболических возможностей гепатоцита до 70% в крови увеличивается содержание препаратов этой группы после введения однократной дозы, поэтому риск передозировки невелик, но метаболическая недостаточность при длительном назначении препаратов этой группы вызывает их кумуляцию. Печеночный клиренс лекарственных веществ второй группы зависит от емкости ферментативных систем печени.
Если же все ферменты вовлечены в метаболизм лекарственного вещества в связи с очень большой его дозой, скорость метаболизма становится максимальной и не зависит от концентрации в крови и дозы препарата, то это кинетика нулевого порядка. При кинетике первого порядка скорость метаболизма лекарства прямо пропорциональна его концентрации в крови, когда небольшая часть метаболизирующих ферментов вовлечена в процесс. По мере снижения концентрации лекарственных препаратов в крови кинетика может изменяться от процесса нулевого порядка к кинетике первого порядка.
Таким образом, для каждого человека характерен свой метаболизм лекарственных веществ, отличающийся от такового других людей. Индивидуальные особенности зависят от генетических факторов, возраста, пола, функциональных возможностей печени, характера питания больного и сопутствующей фармакотерапии.
ЛИТЕРАТУРА
1. Белоусов Ю. Б., Леонова М. В. Введение в клиническую фармакологию. - М.: Мед. информагентство, 2002. - 95 с.
2. Белоусов Ю. Б., Моисеев B. C., Лепахин В. К. Клиническая фармакология и фармакотерапия. - М.: Универсум паблишинг, 1997. - Вып. 2. - 530 с.
3. Белоусов Ю. Б., Моисеев В. С., Лепахин В. К. Клиническая фармакология и фармакотерапия. - М:. Универсум Паблишинг, 2000. - 67 с.
4. Белоусов Ю. Б.,Ханина Н. Ю. Подходы к выбору дозы лекарственных препаратов у пациентов с циррозом печени // Фарматека. - 2006. - № 1. - С. 76-84.
5. Каркищенко Н. Н., Хоронько В. В., Сергеева С. А., Каркищен-ко В. Н. Фармакокинетика. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2001. - 384 с.
6. Кукес В. Г., Стародубцев А. К. Клиническая фармакология и фармакотерапия. - М.: ГЭОТАР-Мед, 2003. - 227 с.
7. Лоуренс Д. Р. Клиническая фармакология. - М:. Медицина,
8. Мирошниченко И. И. Основы фармакокинетики. - М.: ГЭОТАР-Мед, 2002. - 186 с.
9. Полунина Т.Е. Лекарственные поражения печени // Леч. врач. - 2005. - № 3.
10. Шульпекова Ю. О. Лекарственные поражения печени // Consilium medicum. - 2006. - Т. 8, № 7.
