Antibiotski inhibitor mikrosomalnih enzima jetre. Biotransformacija lekovitih supstanci. Reakcije faze I i II metabolizma. Induktori i inhibitori mikrosomalnih enzima (primjeri). Trudnoća i dojenje

JETRA I METABOLIZAM LIJEKOVA

Mikheeva O. M.

Državna ustanova Centralni istraživački institut za gastroenterologiju, Moskovsko odeljenje za zdravstvo

Mikheeva Olga Mihajlovna 111123, Moskva, š. Entuzijastov, 86 E-mail: [email protected]

Lijekovi se metaboliziraju u jetri kako bi promijenili svoju biološku aktivnost i formirali metabolite topljive u vodi koji se izlučuju iz tijela žuči i urinom. Stepen metabolizma lijeka određen je kapacitetom enzima za svaki lijek. Enzimski sistem P450 nalazi se u mikrozomalnoj frakciji hepatocita. Sposobnost tijela da metabolizira lijekove mijenjaju druge supstance.

Kod bolesti jetre klirens lijekova se smanjuje, a njihov poluživot se povećava kao rezultat smanjene ekstrakcije hepatocita. Lijekovi sa visokom ekstrakcijom jetre imaju rizik od predoziranja. Kada se metaboličke sposobnosti hepatocita smanje na 70%, povećava se sadržaj lijekova sa niskom hepatičnom ekstrakcijom u krvi, ali je rizik od predoziranja nizak.

Ključne riječi: metabolizam; citokrom P450; mikrozomi hepatocita; indukcija; inhibicija. SAŽETAK

Metabolizam u jetri ima za cilj da promijeni biološku aktivnost lijekova kako bi ih učinio topljivim u vodi kako bi se izlučili žučom i urinom. Stepen metabolizma ovisi o fermentativnom kapacitetu za svaki otpor (P450 fermentacijski sistem je lokaliziran u mikrosomalnoj frakciji hepatocita). Metabolička sposobnost se mijenja i pod utjecajem drugih supstanci. Bolesti jetre dovode do smanjenja klirensa lijekova i povećanja vremena polu-izlučivanja zbog smanjenja metabolizma u jetri. Prema tome, dražeje koje se obično podvrgavaju intenzivnom metabolizmu jetre zahtijevaju visok rizik od predoziranja kada su prisutne bolesti jetre. S druge strane, ne postoji rizik od predoziranja kada se koriste preparati sa niskim metabolizmom u jetri.

Ključne riječi: metabolizam; citokrom P450; mikrozomi hepatocita; indukcija; inhibicija.

Metabolizam (biotransformacija) je kompleks fizičko-biohemijskih promjena kojima lijekovi prolaze u jetri kako bi smanjili topljivost masti i promijenili biološku aktivnost.

Većina lijekova su topljivi u lipidima i ne mogu se eliminirati iz tijela. Transformacija ovih lijekova neophodna je stvaranjem metabolita topivih u vodi, koji se izlučuju iz organizma žučom i urinom.

Farmakološki aktivni lijek može se pretvoriti u drugu aktivnu supstancu i metabolite nekih lijekova

mogu biti manje aktivni i manje toksični od matičnih spojeva. Biotransformacija drugih lijekova dovodi do stvaranja metabolita koji su aktivniji u odnosu na lijekove koji se unose u organizam.

Stepen metabolizma lijekova određen je kapacitetom enzima za datu supstancu, brzinom reakcija i apsorpcijom. Ako se lijek primjenjuje oralno u maloj dozi, a kapacitet enzima i brzina metabolizma su značajni, tada se većina lijeka biotransformira uz smanjenje njegove bioraspoloživosti. Sa povećanjem doze lijeka, enzimski sustavi uključeni u metabolizam

su zasićeni i povećava se bioraspoloživost lijeka.

Postoje dvije vrste kemijskih reakcija u metabolizmu lijekova u tijelu: sintetičke i nesintetičke.

Sintetičke reakcije se zasnivaju na konjugaciji lijekova sa endogenim supstratima (glukuronska, octena i sumporna kiselina, adenozilmetionin, sulfati, glicin, glutation, metilne grupe i voda). Kombinacija ovih supstanci sa lekovima odvija se kroz funkcionalne grupe: hidroksil, karboksil, amin, epoksi. Nakon što se reakcija završi, molekul lijeka postaje polarniji i lakše se uklanja iz tijela.

Tokom nesintetičkih transformacija, molekule lijeka s početnom farmakološkom aktivnošću mijenjaju se oksidacijom, redukcijom i hidrolizom u pravcu smanjenja, povećanja ili potpunog gubitka aktivnosti.

Nesintetičke reakcije metabolizma lijekova dijele se u dvije grupe: nemikrozomalne i mikrosomalne.

Nemikrozomalni enzimi biotransformiraju mali broj lijekova u jetri konjugacijom (isključujući glukuronid), redukcijom i hidrolizom (na primjer, acetilsalicilna kiselina).

Većina procesa mikrosomalne biotransformacije odvija se u jetri reakcijama oksidacije, redukcije i hidrolize. Oksidacija je proces dodavanja atoma kisika molekuli lijeka i/ili uklanjanja atoma vodika. Redukcija je proces dodavanja atoma vodika molekuli lijeka i/ili uklanjanja atoma kisika. Hidroliza je proces dodavanja vode.

Lijekovi topljivi u mastima prolaze kroz mikrosomalnu transformaciju, prodiru kroz membrane endoplazmatskog retikuluma hepatocita i vezuju se za citokrome.

Postoje dvije faze metabolizma lijekova.

U prvoj fazi metabolizma, uz učešće enzima, dolazi do procesa hidroksilacije, oksidacije, redukcije ili hidrolize. U molekuli se pojavljuje kemijski aktivni radikal za koji se u drugoj fazi veže konjugirajući molekul.

Hemoproteinski sistem P450 nalazi se u mikrozomalnoj frakciji hepatocita - glatkom endoplazmatskom retikulumu. Uključuje monooksigenaze, citokrom C reduktazu, citokrom P450.

Citohrom P450 (cito - citoplazma, hrom - boja, P - pigment i apsorbovana talasna dužina 450 nm) je tako nazvan jer su dugotrajnom upotrebom fenobarbitala hepatociti sintetizirali pigment koji sadrži hem, nakon izlaganja ugljen monoksidu, apsorbovali svetlost talasne dužine od 450 nm.

Oko 10 od 50 identificiranih izoforma enzima P450, čiju strukturu kodira poseban gen, utječe na metabolizam lijekova u ljudskom tijelu. Svaki molekul citokroma P450 ima supstratno mjesto koje može vezati lijekove. Kod ljudi, metabolizam lijekova osiguravaju citohromi koji pripadaju trima porodicama: P450-1, -II, -III.

Efekat citokroma P450 javlja se kroz jedan od dva kompetitivna puta: metaboličku detoksikaciju ili aktivaciju.

Enzimska aktivnost hepatocita zavisi od prethodne terapije lekovima za postojeće bolesti jetre i genetike, što objašnjava hepatotoksični selektivni efekat kod nekih pacijenata.

Aktivnost enzima može biti intenzivna ili slaba, odnosno metabolizam ljekovitih tvari odvija se brzo ili sporo.

Lijekovi koje metabolizira CYP2D6 imaju uski terapeutski indeks, odnosno postoji mala razlika između doze potrebne za postizanje terapijskog efekta i toksične doze. S povećanjem koncentracije lijeka može doći do toksičnog učinka, a sa smanjenjem može doći do gubitka njegove učinkovitosti.

Citokrom CYP3A4 je glavni jetreni enzim (čini 60% ukupnog broja citokroma), metabolizira 60% lijekova, pripada porodici citokroma 3, potfamiliji A, kodiran je genom 4 i odgovoran je za indukciju ili inhibiciju mikrozomalnih enzima.

U drugoj fazi biotransformacije, lijekovi ili njihovi metaboliti se kombinuju s jednom molekulom rastvorljivom u vodi (glutation, sulfat, glukuronid), gubeći svoju biološku aktivnost. Kao rezultat, formiraju se konjugati rastvorljivi u vodi, koji se eliminišu putem bubrega ili, ako njihova relativna molekulska težina prelazi 200 kDa, putem žuči.

Glukuronska kiselina, nastala iz glukoze, je važna konjugirajuća supstanca koja je rastvorljiva u vodi. Konjugacija tvari s glukuronskom kiselinom dovodi do stvaranja polarnih spojeva koji su manje toksični u odnosu na originalne nekonjugirane produkte prve faze.

Kongenitalna insuficijencija stvaranja konjugata s bilirubinom uzrokuje hiperbilirubinemiju s povećanjem razine nekonjugiranog bilirubina (Gilbertov sindrom).

Sposobnost tijela da metabolizira lijekove mijenjaju druge supstance. Kada se dva aktivna lijeka nadmeću za isto mjesto vezivanja na enzimu, metabolizam lijeka sa manjom aktivnošću se usporava i produžuje njegovo trajanje djelovanja.

Postoje lijekovi koji mogu promijeniti djelovanje enzima, uzrokujući brzu ili sporu inaktivaciju drugih lijekova. Stoga, liječnik mora promijeniti njihovu dozu kako bi kompenzirao ovaj efekat.

Tokom indukcije, lijek stimulira sintezu ili smanjuje uništavanje enzima uključenih u metabolizam drugog lijeka. Supstance koje induciraju enzime otapaju se u mastima i služe kao supstrati za enzime koje induciraju. Lijekovi koji povećavaju aktivnost citokroma P450 nazivaju se stimulansi. Kao rezultat toga, povećava se brzina metabolizma kako samog lijeka, koji je uzrokovao indukciju enzima, tako i drugih ljekovitih tvari koje se metaboliziraju uz njegovo sudjelovanje.

Indukciju enzima karakterizira povećanje njihovog broja i aktivnosti, što je praćeno hipertrofijom endoplazmatskog retikuluma stanica jetre, u kojoj su lokalizirani enzimi koji metaboliziraju.

Povećanje sadržaja enzima sistema citokroma P450 kao rezultat indukcije dovodi do povećanja proizvodnje toksičnih metabolita.

Konzumacija alkohola povećava toksičnost paracetamola zbog indukcije P450-3a (P450-P-E1), koji igra važnu ulogu u stvaranju toksičnih metabolita.

Iznenadno povlačenje ili prestanak izlaganja induktoru dovodi do povećanja koncentracije lijeka u plazmi, koji se prethodno intenzivno metabolizirao. Kada pušači kafe prestanu pušiti, koncentracije kofeina u plazmi se povećavaju zbog smanjene aktivnosti CYP1A2, što rezultira glavoboljom i uznemirenošću.

Stimulacija metabolizma u organizmu odnosi se na mehanizme adaptacije na djelovanje stranih supstanci koje se nalaze u okolini.

Indukcija enzima je implicirana kao faktor odgovoran za individualne razlike u djelotvornosti lijeka. Može se razviti tolerancija na terapiju lijekovima, jer efektivna doza postaje nedovoljna u odnosu na induktore.

U slučaju kongenitalne nekonjugirane hiperbilirubinemije (Gilbertov sindrom), žutica se može izravnati pomoću induktora.

Indukcija enzima koji metabolišu droge vrši se ispijanjem kafe, čaja, alkohola i pušenjem.

Dugotrajna upotreba lijeka dovodi do indukcije enzima koji ga metaboliziraju, zbog čega se njegov metabolizam povećava za 2-4 puta.

Brzina razvoja i reverzibilnost indukcije enzima zavisi od induktora i brzine sinteze novih enzima. Ovaj proces adaptacije je spor i traje od nekoliko dana do nekoliko mjeseci.

Za razliku od fenobarbitala, čije djelovanje kao induktora zahtijeva nekoliko sedmica da se razvije, rifampicin djeluje kao induktor nakon 2-4 dana i dostiže svoj maksimum nakon 6-10 dana. Indukcija enzima uzrokovana rifampicinom dovodi do izraženih interakcija s varfarinom i verapamilom, što zahtijeva praćenje pacijenta i prilagođavanje doze.

Inhibicija metabolizma lijekova uzrokuje interakcije lijekova, što dovodi do nepoželjnog povećanja koncentracije lijeka u krvi. Ovo se događa kada se dva lijeka nadmeću da se vežu za isti enzim. Neki lijekovi se prvo metaboliziraju, zatim drugi, sve dok enzimi P450 ne završe s radom na prvom. Drugi lijek gubi sposobnost metabolizma i prekomjerno se akumulira u tijelu.

Ako supstanca inhibira citokrom, ona također mijenja metabolizam lijeka.

Ovaj učinak je da produži poluvijek lijeka i poveća njegovu koncentraciju. Neki inhibitori (eritromicin) utiču na nekoliko izoformi enzima odjednom. Što je veća doza inhibitora, to brže dolazi do njegovog efekta i to je izraženije. Inhibicija se razvija brže od indukcije i može se zabilježiti 24 sata nakon primjene inhibitora. Inhibicija izoforme 3A je uobičajena i uzrokovana je velikim brojem lijekova (nifedipin, nikardipin, verapamil i eritromicin). To su brzo reverzibilni inhibitori. Način primjene lijeka utječe na brzinu razvoja i težinu inhibicije aktivnosti enzima. Ako se lijek primjenjuje intravenozno, interakcija će se razviti brže.

Tipični inhibitori su cimetidin i ranitidin.

Ako inhibitor i lijek imaju kratko poluvrijeme, interakcija će biti najveća 2-4 dana. Isto toliko vremena će biti potrebno da prestane efekat interakcije. U slučaju istovremene primjene varfarina i amiodarona, bit će potrebno više od mjesec dana da se zaustavi inhibitorni učinak, koji je povezan s dugim poluživotom potonjeg.

Etanol i hormoni (testosteron, aldosteron, estradiol, progesteron, hidrokortizon) inhibiraju metaboličku aktivnost lijeka oksidaznog sistema mikrosoma hepatocita, budući da se njihov metabolizam odvija uz pomoć enzima citokroma P450.

Ljekovita tvar ili njen metabolit stupa u interakciju s proteinskim molekulima parenhima jetre, igrajući ulogu haptena. Protein sa izmijenjenom strukturom postaje meta

br. 01/2011 EKSPERIMENTALNO I KLINIČKO

za imunološku agresiju. Membrana hepatocita sadrži izoenzime P450, čija indukcija dovodi do stvaranja antitijela i imunološkog oštećenja hepatocita.

U prisustvu genetskog defekta u jetri, lijek se pretvara u toksični metabolit, veže se na ćelijski protein (glutation), što dovodi do nekroze hepatocita, a također stimulira stvaranje antigena (haptena) i senzibilizira T- limfocita, koji izaziva imunološku hepatotoksičnost.

Ponovljena primjena lijeka dovodi do povećanja imunološkog odgovora.

Genetske razlike u aktivnosti enzima uzrokuju razvoj idiosinkrazije prema lijeku, praćenu pojavom autoantitijela koja stupaju u interakciju s mikrosomima jetre.

Prilikom uzimanja umjerenih količina lijekova, svi sistemi kompenzatorno povećavaju svoju aktivnost, međutim kod bolesti jetre njihova aktivnost je smanjena i sposobnost hepatocita da metabolizira lijekove zbog promjena u procesima oksidacije i glukuronidacije.

Kod bolesti jetre klirens lijekova se smanjuje, a njihov poluživot se povećava kao rezultat smanjenja njihove ekstrakcije hepatocitima i povećanja volumena distribucije.

Svi lekovi koji se daju oralno prolaze kroz jetru pre ulaska u sistemsku cirkulaciju, pa se dele u dve grupe - sa visokim i niskim klirensom u jetri.

Uobičajene doze lijekova s ​​visokom ekstrakcijom jetre imaju visok rizik od predoziranja, jer mogu uzrokovati teške toksične učinke kod ciroze jetre. Opasnost od akumulacije je velika pri ponovljenom davanju lijekova. Kod takvih pacijenata, doze lijeka treba smanjiti u skladu sa smanjenjem protoka krvi u jetri.

Klirens ovih lijekova u odsustvu bolesti jetre ovisi o intenzitetu jetrenog krvotoka i karakteristikama metaboličkih transformacija. Normalno, nakon prolaska kroz jetru oralno uzetog lijeka ovog

grupe, njegova koncentracija u krvi jetrene vene je mali postotak koncentracije u portalnoj veni, odnosno već u ovoj fazi se značajan dio lijeka metabolizira. Smanjena ekstrakcija lijeka je olakšana prisutnošću portosistemskog i intrahepatičnog ranžiranja, zbog čega značajan dio lijeka iz gastrointestinalnog trakta ulazi u opći krvotok, zaobilazeći jetru. Sa smanjenjem protoka krvi u jetri i smanjenjem sposobnosti metabolizma jetre, koncentracija lijeka u plazmi se povećava. Dakle, kada se oslobađanje lijeka iz jetre smanji sa 95 na 90%, njegova koncentracija u plazmi se povećava za 2 puta.

Druga grupa supstanci su lekovi sa niskom hepatičnom ekstrakcijom. Kada se metaboličke sposobnosti hepatocita smanje na 70% u krvi, sadržaj lijekova ove grupe raste nakon primjene jedne doze, pa je rizik od predoziranja mali, ali metabolička insuficijencija uz dugotrajnu primjenu lijekova ova grupa uzrokuje njihovu akumulaciju. Hepatički klirens lijekova druge grupe zavisi od kapaciteta enzimskog sistema jetre.

Ako su svi enzimi uključeni u metabolizam lijeka zbog njegove vrlo velike doze, brzina metabolizma postaje maksimalna i ne ovisi o koncentraciji u krvi i dozi lijeka, onda je to kinetika nultog reda. U kinetici prvog reda, brzina metabolizma lijeka je direktno proporcionalna njegovoj koncentraciji u krvi kada je mali dio enzima koji metaboliziraju uključeni u proces. Kako se koncentracije lijeka u krvi smanjuju, kinetika se može promijeniti od nultog reda u kinetiku prvog reda.

Dakle, svaka osoba ima svoj metabolizam ljekovitih tvari, koji se razlikuje od metabolizma drugih ljudi. Individualne karakteristike zavise od genetskih faktora, starosti, pola, funkcionalnosti jetre, ishrane pacijenta i prateće farmakoterapije.

LITERATURA

1. Belousov Yu. B., Leonova M. V. Uvod u kliničku farmakologiju. - M.: Med. novinska agencija, 2002. - 95 str.

2. Belousov Yu. B., Moiseev V. S., Lepakhin V. K. Klinička farmakologija i farmakoterapija. - M.: Universum Publishing, 1997. - Br. 2. - 530 s.

3. Belousov Yu. B., Moiseev V. S., Lepakhin V. K. Klinička farmakologija i farmakoterapija. - M:. Universum Publishing, 2000. - 67 str.

4. Belousov Yu. B., Khanina N. Yu. Pristupi odabiru doze lijekova u bolesnika s cirozom jetre // Farmateka. - 2006. - br. 1. - Str. 76-84.

5. Karkishchenko N. N., Khoronko V. V., Sergeeva S. A., Karkishchenko V. N. Farmakokinetika. - Rostov na Donu: Phoenix, 2001. - 384 str.

6. Kukes V.G., Starodubtsev A.K. Klinička farmakologija i farmakoterapija. - M.: GEOTAR-Med, 2003. - 227 str.

7. Lawrence D. R. Klinička farmakologija. - M:. Lijek,

8. Miroshnichenko I. I. Osnove farmakokinetike. - M.: GEOTAR-Med, 2002. - 186 str.

9. Polunina T.E. Oštećenje jetre uzrokovano lijekovima // Liječenje. doktore. - 2005. - br. 3.

10. Shulpekova Yu. O. Oštećenje jetre uzrokovano lijekovima // Consilium medicum. - 2006. - T. 8, br. 7.

Hepatolog → O jetri → Promjene enzima jetre kod različitih patologija, njihov dijagnostički značaj

Grupa proteinskih supstanci koje povećavaju aktivnost različitih metaboličkih procesa nazivaju se enzimi.

Za uspješno odvijanje bioloških reakcija potrebni su posebni uslovi - povišena temperatura, određeni pritisak ili prisustvo određenih metala.

Enzimi pomažu da se ubrzaju hemijske reakcije bez ispunjavanja ovih uslova.

Šta su enzimi jetre

Na osnovu svoje funkcije, enzimi se nalaze unutar ćelije, na ćelijskoj membrani, deo su različitih ćelijskih struktura i učestvuju u reakcijama u njoj. Prema funkciji koju obavljaju razlikuju se sljedeće grupe:

hidrolaze - razgrađuju molekule tvari; sintetaze - učestvuju u molekularnoj sintezi; transferaze - transportne dijelove molekula; oksireduktaze - utiču na redoks reakcije u ćeliji; izomeraze - mijenjaju konfiguraciju molekula; liaze - formiraju dodatne molekularne veze.

Funkcioniranje mnogih enzima zahtijeva prisustvo dodatnih kofaktora. Njihovu ulogu imaju svi vitamini i mikroelementi.

Šta su enzimi jetre?

Svaka ćelijska organela ima svoj skup tvari koje određuju njegovu funkciju u životu stanice. Enzimi energetskog metabolizma nalaze se na mitohondrijima, granularni endoplazmatski retikulum je uključen u sintezu proteina, glatki retikulum je uključen u metabolizam lipida i ugljikohidrata, lizozomi sadrže enzime hidrolize.

Enzimi koji se mogu otkriti u krvnoj plazmi konvencionalno se dijele u tri grupe:

Sekretar. Sintetiziraju se u jetri i oslobađaju se u krv. Primjer su enzimi zgrušavanja krvi, holinesteraza, indikator ili ćelijska (LDH, glutomat dehidrogenaza, kisela fosfataza, ALT, AST). Obično se u serumu nalaze samo njihovi tragovi, jer njihova lokacija je intracelularna. Oštećenje tkiva uzrokuje oslobađanje ovih enzima u krv, po njihovoj količini se može procijeniti dubina oštećenja. Enzimi za izlučivanje se sintetiziraju i oslobađaju zajedno sa žuči (alkalna fosfataza). Poremećaj ovih procesa dovodi do povećanja njihovog nivoa u krvi.

Koji se enzimi koriste u dijagnostici

Patološke procese prati pojava sindroma kolestaze i citolize. Svaki od njih karakteriziraju vlastite promjene u biohemijskim parametrima serumskih enzima.

Holestatski sindrom je poremećaj lučenja žuči. Utvrđuje se promjenama aktivnosti sljedećih indikatora:

povećanje enzima za izlučivanje (alkalna fosfataza, GGTP, 5-nukleotidaza, glukuronidaza); povećanje bilirubina, fosfolipida, žučnih kiselina, holesterola.

Citolitički sindrom ukazuje na uništenje hepatocita i povećanu permeabilnost staničnih membrana. Stanje se razvija zbog virusnog, toksičnog oštećenja. Karakteristične promjene indikatorskih enzima su ALT, AST, aldolaza, LDH.

Alkalna fosfataza može biti jetrenog ili koštanog porijekla. Holestaza je indikovana paralelnim porastom GGTP. Aktivnost se povećava s tumorima jetre (žutica se možda neće pojaviti). Ako nema paralelnog povećanja bilirubina, može se pretpostaviti razvoj amiloidoze, apscesa jetre, leukemije ili granuloma.

GGTP raste istovremeno s povećanjem alkalne fosfataze i ukazuje na razvoj kolestaze. Izolirano povećanje GGTP-a može se pojaviti kod zloupotrebe alkohola, kada nema grubih promjena u tkivu jetre. Ako se razvije fibroza, ciroza ili alkoholni hepatitis, istovremeno se povećavaju i nivoi drugih enzima jetre.

Transaminaze su predstavljene frakcijama ALT i AST. Aspartat aminotransferaza se nalazi u mitohondrijima jetre, srca, bubrega i skeletnih mišića. Oštećenje njihovih stanica je praćeno oslobađanjem velikih količina enzima u krv. Alanin aminotransferaza je citoplazmatski enzim. Njegova apsolutna količina je mala, ali je njegov sadržaj u hepatocitima najveći u odnosu na miokard i mišiće. Stoga je povećanje ALT specifičnije za oštećenje ćelija jetre.

Promjena omjera AST/ALT je važna. Ako je 2 ili više, onda to ukazuje na hepatitis ili cirozu. Posebno visoki enzimi se primjećuju kod hepatitisa s aktivnom upalom.

Laktat dehidrogenaza je citolitički enzim, ali nije specifična za jetru. Može se povećati kod trudnica, novorođenčadi i nakon teškog fizičkog napora. LDH se značajno povećava nakon infarkta miokarda, plućne embolije, opsežnih ozljeda s relaksacijom mišića, te kod hemolitičke i megaloblastične anemije. Nivo LDH se koristi u diferencijalnoj dijagnozi Gilbertove bolesti – sindrom kolestaze prati normalan nivo LDH. Kod ostalih žutica, LDH u početku ostaje nepromijenjen, a zatim raste.

Test jetrenih enzima

Priprema za analizu počinje 24 sata ranije. Morate potpuno izbaciti alkohol i izbjegavati jesti masnu i prženu hranu uveče. Nemojte pušiti sat vremena prije testa.

Venska krv se uzima ujutro na prazan želudac.

Profil jetre uključuje određivanje sljedećih pokazatelja:

ALT;AST;alkalna fosfataza;GGTP;bilirubin i njegove frakcije.

Takođe obraćaju pažnju na ukupne proteine, posebno nivo albumina, fibrinogena, nivo glukoze, 5-nukleotidaze, ceruloplazmina, alfa-1-antitripsina.

Dijagnoza i norme

Normalni biohemijski parametri koji karakterišu funkciju jetre prikazani su u tabeli

Indeks	Norm
Ukupni proteini	65-85 g/l
Holesterol	3,5-5,5 mmol/l
Ukupni bilirubin	8,4-20,5 µmol/l
Direktni bilirubin	2,2-5,1 µmol/l
Indirektni bilirubin	Do 17,1 µmol/l
ALT	Kod muškaraca do 45 U/l Kod žena do 34 U/l
AST	Kod muškaraca do 37 U/L Kod žena do 30 U/L
Ritis koeficijent (omjer AST/ALT)	0,9-1,7
Alkalna fosfataza	Do 260 U/l
GGTP	Kod muškaraca 10-71 U/l Kod žena 6-42 U/l

Enzimi jetre tokom trudnoće

Većina laboratorijskih parametara tokom trudnoće ostaje u granicama normale. Ako dođe do manjih fluktuacija enzima, one nestaju ubrzo nakon rođenja. U trećem trimestru moguće je značajno povećanje alkalne fosfataze, ali ne više od 4 norme. To je zbog lučenja enzima od strane placente.

Povećanje ostalih jetrenih enzima, posebno u prvoj polovini trudnoće, treba biti povezano s razvojem patologije jetre. To može biti oštećenje jetre uzrokovano trudnoćom - intrahepatična kolestaza, masna hepatoza. Također, promjene u testovima će se pojaviti u slučaju teške gestoze.

Ciroza i promjene u biohemiji

Patologija jetre povezana s restrukturiranjem tkiva uzrokuje promjene u svim funkcijama organa. Postoji povećanje nespecifičnih i specifičnih enzima. Visok nivo potonjeg karakterističan je za cirozu. Ovo su enzimi:

arginaza, fruktoza-1-fosfat aldolaza, nukleotidaza.

U biohemijskoj analizi možete primijetiti promjene u drugim pokazateljima. Albumin se smanjuje na manje od 40 g/l, globulini se mogu povećati. Holesterol postaje manji od 2 mmol/l, urea ispod 2,5 mmol/l. Moguće povećanje haptoglobina.

Bilirubin se značajno povećava zbog rasta direktnog i vezanog oblika.

Mikrosomalni enzimi

Endoplazmatski retikulum hepatocita stvara šupljine - mikrosome, koji sadrže grupu mikrosomalnih enzima na svojim membranama. Njihova svrha je neutralizacija ksenobiotika i endogenih spojeva oksidacijom. Sistem uključuje nekoliko enzima, uključujući citokrom P450, citokrom b5 i druge. Ovi enzimi neutraliziraju droge, alkohol i toksine.

Oksidacijom lekovitih supstanci mikrosomski sistem ubrzava njihovu eliminaciju i skraćuje vreme delovanja na organizam. Neke tvari mogu povećati aktivnost citokroma, tada govore o indukciji mikrosomalnih enzima. To se manifestira ubrzavanjem razgradnje lijeka. Induktori mogu biti alkohol, rifampicin, fenitoin, karbamazepin.

Drugi lijekovi inhibiraju mirosomalne enzime, što se očituje produžavanjem vijeka trajanja lijeka i povećanjem njegove koncentracije. Flukonazol, ciklosporin, diltiazem, verapamil, eritromicin mogu djelovati kao inhibitori.

Pažnja! S obzirom na mogućnost inhibicije ili indukcije mikrosomalnih reakcija, samo liječnik može ispravno propisati nekoliko lijekova istovremeno bez štete za pacijenta.

Teško je precijeniti ili previdjeti ulogu mikrosomalne oksidacije u životu tijela. Inaktivacija ksenobiotika (toksičnih tvari), razgradnja i stvaranje hormona nadbubrežne žlijezde, sudjelovanje u metabolizmu proteina i očuvanje genetskih informacija samo je mali dio problema koji se rješavaju zahvaljujući mikrosomalnoj oksidaciji. Ovo je autonomni proces u tijelu koji počinje nakon što okidač uđe i završava se njegovom eliminacijom.

Definicija

Mikrosomalna oksidacija je kaskada reakcija uključenih u prvu fazu ksenobiotske transformacije. Suština procesa je hidroksilacija tvari pomoću atoma kisika i stvaranje vode. Zbog toga se mijenja struktura izvorne supstance, a njena svojstva mogu biti potisnuta ili poboljšana.

Mikrosomalna oksidacija nam omogućava da pređemo na reakciju konjugacije. Ovo je druga faza ksenobiotske transformacije, na kraju koje će se molekuli proizvedeni u tijelu pridružiti već postojećoj funkcionalnoj grupi. Ponekad se formiraju intermedijarne supstance koje uzrokuju oštećenje ćelija jetre, nekrozu i onkološku degeneraciju tkiva.

Oksidaza tipa oksidaze

Reakcije mikrozomalne oksidacije odvijaju se izvan mitohondrija, tako da one troše oko deset posto cjelokupnog kisika koji ulazi u tijelo. Glavni enzimi u ovom procesu su oksidaze. Njihova struktura sadrži atome metala s promjenjivom valentnošću, kao što su željezo, molibden, bakar i drugi, što znači da su sposobni prihvatiti elektrone. U ćeliji se oksidaze nalaze u posebnim vezikulama (peroksizomima), koje se nalaze na vanjskim membranama mitohondrija i u ER (granularni endoplazmatski retikulum). Kada supstrat dođe do peroksizoma, gubi molekule vodika, koje se vežu za molekul vode i formiraju peroksid.

Postoji samo pet oksidaza:

Monoamin oksigenaza (MAO) – pomaže u oksidaciji adrenalina i drugih biogenih amina proizvedenih u nadbubrežnim žlijezdama;

Diaminoksigenaza (DAO) – učestvuje u oksidaciji histamina (posrednik upale i alergija), poliamina i diamina;

L-aminokiselinska oksidaza (tj. lijevoruke molekule);

D-amino kiselina (desnorotirajući molekuli) oksidaza;

Ksantin oksidaza - oksidira adenin i guanin (azotne baze uključene u molekulu DNK).

Značaj mikrosomalne oksidacije tipa oksidaze je eliminacija ksenobiotika i inaktivacija biološki aktivnih supstanci. Stvaranje peroksida, koji ima baktericidno djelovanje i mehaničko čišćenje na mjestu oštećenja, nuspojava je koja zauzima značajno mjesto među ostalim efektima.

Oksidacija tipa oksigenaze

Reakcije tipa oksigenaze u ćeliji se također javljaju na granularnom endoplazmatskom retikulumu i na vanjskim membranama mitohondrija. Za to su potrebni specifični enzimi - oksigenaze, koji mobiliziraju molekul kisika iz supstrata i uvode ga u oksidiranu tvar. Ako se uvede jedan atom kisika, enzim se naziva monooksigenaza ili hidroksilaza. U slučaju uvođenja dva atoma (tj. cijele molekule kisika), enzim se naziva dioksigenaza.

Reakcije oksidacije tipa oksigenaze dio su trokomponentnog multienzimskog kompleksa, koji je uključen u prijenos elektrona i protona sa supstrata uz naknadnu aktivaciju kisika. Cijeli ovaj proces se odvija uz sudjelovanje citokroma P450, o čemu će biti više riječi.

Primjeri reakcija tipa oksigenaze

Kao što je gore spomenuto, monooksigenaze koriste samo jedan od dva dostupna atoma kisika za oksidaciju. Oni dodaju drugu na dvije molekule vodonika i formiraju vodu. Jedan primjer takve reakcije je stvaranje kolagena. U ovom slučaju, donor kiseonika je vitamin C. Prolin hidroksilaza od njega uzima molekul kiseonika i daje ga prolinu, koji je zauzvrat uključen u molekul prokolagena. Ovaj proces daje snagu i elastičnost vezivnom tkivu. Kada tijelu nedostaje vitamina C, razvija se giht. Manifestuje se slabošću vezivnog tkiva, krvarenjem, hematomima, gubitkom zuba, odnosno smanjuje se kvalitet kolagena u organizmu.

Drugi primjer su hidroksilaze, koje pretvaraju molekule kolesterola. Ovo je jedna od faza u stvaranju steroidnih hormona, uključujući i polne hormone.

Nisko specifične hidroksilaze

To su hidrolaze neophodne za oksidaciju stranih supstanci kao što su ksenobiotici. Svrha reakcija je da takve tvari učine podložnijim eliminaciji i topivijim. Ovaj proces se naziva detoksikacija, a odvija se uglavnom u jetri.

Zbog uključivanja cijele molekule kisika u ksenobiotike dolazi do prekida reakcionog ciklusa i jedna složena supstanca se raspada na nekoliko jednostavnijih i pristupačnijih metaboličkih procesa.

Reaktivne vrste kiseonika

Kiseonik je potencijalno opasna supstanca jer je, u suštini, oksidacija proces sagorevanja. Kao molekul O2 ili voda, on je stabilan i hemijski inertan jer su njegovi električni nivoi ispunjeni i novi elektroni se ne mogu spojiti. Ali spojevi u kojima kisik nema sve svoje elektrone koji imaju par imaju visoku reaktivnost. Zbog toga se nazivaju aktivnim.

Takva jedinjenja kiseonika:

U monoksidnim reakcijama nastaje superoksid koji se odvaja od citokroma P450.U reakcijama oksidaze nastaje anjon peroksida (vodonik peroksid).Prilikom reoksigenacije tkiva koja su pretrpjela ishemiju.

Najmoćnije oksidaciono sredstvo je hidroksilni radikal; on postoji u slobodnom obliku samo milioniti deo sekunde, ali za to vreme uspeva da prođe kroz mnoge oksidativne reakcije. Njegova posebnost je da hidroksilni radikal djeluje na tvari samo na mjestu gdje se formira, jer ne može prodrijeti kroz tkiva.

Superoksidni anion i vodikov peroksid

Ove tvari su aktivne ne samo na mjestu formiranja, već i na određenoj udaljenosti od njih, jer mogu prodrijeti kroz ćelijske membrane.

Hidroksilna grupa uzrokuje oksidaciju aminokiselinskih ostataka: histidina, cisteina i triptofana. To dovodi do inaktivacije enzimskih sistema, kao i poremećaja transportnih proteina. Osim toga, mikrosomalna oksidacija aminokiselina dovodi do uništenja strukture nukleinskih dušičnih baza i kao rezultat toga pati genetski aparat stanice. Oksidiraju se i masne kiseline koje čine bilipidni sloj ćelijskih membrana. To utiče na njihovu propusnost, rad membranskih elektrolitnih pumpi i lokaciju receptora.

Inhibitori mikrozomalne oksidacije su antioksidansi. Nalaze se u hrani i proizvode se u tijelu. Najpoznatiji antioksidans je vitamin E. Ove supstance mogu inhibirati mikrozomalnu oksidaciju. Biohemija opisuje interakciju između njih prema principu povratne sprege. Odnosno, što je više oksidaza, to su više potisnute, i obrnuto. Ovo pomaže u održavanju ravnoteže između sistema i konzistentnosti unutrašnjeg okruženja.

Električni transportni lanac

Mikrosomalni oksidacioni sistem nema komponente rastvorljive u citoplazmi, pa se svi njegovi enzimi sakupljaju na površini endoplazmatskog retikuluma. Ovaj sistem uključuje nekoliko proteina koji formiraju električni transportni lanac:

NADP-P450 reduktaza i citokrom P450;

NAD-citokrom B5 reduktaza i citokrom B5;

Steatoril-CoA desaturaza.

U velikoj većini slučajeva, donor elektrona je NADP (nikotinamid adenin dinukleotid fosfat). Oksidan je NADPH-P450 reduktazom, koja sadrži dva koenzima (FAD i FMN) za prihvatanje elektrona. Na kraju lanca, FMN se oksidira sa P450.

Citokrom P450

To je mikrosomalni oksidacijski enzim, protein koji sadrži hem. Veže kiseonik i supstrat (obično ksenobiotik). Njegovo ime povezuje se sa apsorpcijom svjetlosti s talasnom dužinom od 450 nm. Biolozi su ga otkrili u svim živim organizmima. Trenutno je opisano više od jedanaest hiljada proteina koji su dio sistema citokroma P450. Kod bakterija je ova tvar otopljena u citoplazmi, a vjeruje se da je ovaj oblik evolucijski najdrevniji nego kod ljudi. Kod nas je citokrom P450 zidni protein fiksiran za endoplazmatsku membranu.

Enzimi ove grupe su uključeni u metabolizam steroida, žuči i masnih kiselina, fenola, neutralizaciju lijekova, otrova ili lijekova.

Svojstva mikrosomalne oksidacije

Procesi mikrosomalne oksidacije imaju široku specifičnost supstrata, a to zauzvrat omogućava neutralizaciju raznih supstanci. Jedanaest hiljada proteina citokroma P450 može se sklopiti u više od sto pedeset izoformi ovog enzima. Svaki od njih ima veliki broj supstrata. To omogućava tijelu da se riješi gotovo svih štetnih tvari koje se stvaraju unutar njega ili ulaze izvana. Proizvedeni u jetri, enzimi mikrosomalne oksidacije mogu djelovati i lokalno i na znatnoj udaljenosti od ovog organa.

Regulacija aktivnosti mikrosomalne oksidacije

Mikrosomalna oksidacija u jetri regulirana je na nivou glasničke RNK, odnosno njene funkcije - transkripcije. Sve varijante citokroma P450, na primjer, ispisane su na molekulu DNK, a da bi se pojavio na ER-u, potrebno je dio informacija sa DNK “prepisati” na glasničku RNK. mRNA se zatim šalje u ribozome, gdje se formiraju proteinski molekuli. Broj ovih molekula je regulisan eksterno i zavisi od količine supstanci koje je potrebno deaktivirati, kao i od dostupnosti potrebnih aminokiselina.

Trenutno je opisano više od dvjesto pedeset kemijskih spojeva koji aktiviraju mikrozomalnu oksidaciju u tijelu. To uključuje barbiturate, aromatične ugljikohidrate, alkohole, ketone i hormone. Uprkos ovoj očiglednoj raznolikosti, sve ove supstance su lipofilne (topive u masti) i stoga osetljive na citokrom P450.

Jetra je najveća žlijezda probavnog trakta. Obavlja funkciju biohemijskog laboratorija u tijelu i igra važnu ulogu u metabolizmu proteina, ugljikohidrata i lipida (vidi dolje). Jetra sintetiše najvažnije proteine ​​krvne plazme: albumin, fibrinogen, protrombin, ceruloplazmin, transferin, angiotenzinogen itd. Preko ovih proteina jetra učestvuje u važnim procesima kao što su održavanje onkotskog pritiska, regulacija krvnog pritiska i cirkulišućeg volumena krvi. , zgrušavanje krvi, metabolizam gvožđa itd.

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

Supstance koje u organizam ulaze iz okoline, a ne koriste se za izgradnju tjelesnih tkiva ili kao izvori energije nazivaju se strane tvari, odnosno ksenobiotici. Ove supstance mogu ući u organizam putem hrane, kroz kožu ili udahnuti vazduh.

Strane supstance ili ksenobiotici dijele se u 2 grupe:

Proizvodi ljudske ekonomske aktivnosti (industrija, poljoprivreda, transport);

Kućna hemikalija - deterdženti, sredstva protiv insekata, parfemi.

Hidrofilni ksenobiotici se izlučuju iz organizma nepromenjeni urinom, a hidrofobni se mogu zadržati u tkivima, vezujući se za proteine ​​ili formirajući komplekse

sa lipidima ćelijske membrane. Vremenom će nakupljanje stranih supstanci u ćelijama tkiva dovesti do poremećaja njihovih funkcija. Da bi se uklonile takve tvari nepotrebne organizmu, u procesu evolucije razvijeni su mehanizmi za njihovu detoksikaciju (neutralizaciju) i uklanjanje iz tijela.

I. MEHANIZMI ODLAGANJA KSENOBIOTIKA

Neutralizacija većine ksenobiotika se dešava hemijskom modifikacijom i odvija se u 2 faze (slika 12-1). Kao rezultat ove serije reakcija, ksenobiotici postaju hidrofilniji i izlučuju se urinom. Supstance koje su hidrofobnije ili imaju veliku molekularnu težinu (>300 kDa) češće se izlučuju u crijeva sa žučom, a zatim se izlučuju izmetom.

Sistem neutralizacije uključuje mnogo različitih enzima, pod čijim se uticajem može modificirati gotovo svaki ksenobiotik.

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

Mikrosomalni oksidacijski sistem (oksidacija monooksigenaze) lokaliziran je u ER membranama gotovo svih tkiva. U eksperimentu, kada se ER izoluje iz ćelija, membrana se raspada na dijelove, od kojih svaki formira zatvorenu vezikulu - mikrozom, otuda i naziv - mikrosomalna oksidacija. Ovaj sistem obezbeđuje prvu fazu neutralizacije većine hidrofobnih supstanci. Enzimi bubrega, pluća, kože i gastrointestinalnog trakta mogu učestvovati u metabolizmu ksenobiotika, ali su najaktivniji u jetri. Grupa mikrosomalnih enzima uključuje specifične oksidaze, različite hidrolaze i enzime konjugacije.

Rice. 12-1. Metabolizam i eliminacija ksenobiotika iz organizma. RH - ksenobiotik; K - grupa koja se koristi za konjugaciju (glutation, glukuronil, itd.); M - molekulska težina. Od mnogih reakcija ovisnih o citokromu P 450, samo je jedna prikazana na slici - shema ksenobiotske hidroksilacije. Tokom prve faze, polarna grupa OH - se uvodi u strukturu RH supstance. Zatim se javlja reakcija konjugacije; Konjugat se, u zavisnosti od rastvorljivosti i molekularne težine, eliminiše ili putem bubrega ili izmetom.

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 uree (neutralizacija amonijaka)

Razmjena hormona Metabolizam i oslobađanje steroidnih hormona Metabolizam polipeptidnih hormona

Metabolizam i izlučivanje bilirubina Taloženje

glikogen vitamin A vitamin B 12 gvožđe

Lijekovi i strane supstance

Metabolizam i izlučivanje

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

Druga faza su reakcije konjugacije, usled kojih se strana supstanca, modifikovana enzimskim sistemima ER, vezuje za endogene supstrate - glukuronsku kiselinu, sumpornu kiselinu, glicin, glutation. Dobijeni konjugat se uklanja iz tijela.

A. MIKROSOMSKA OKSIDACIJA

Mikrosomalne oksidaze su enzimi lokalizovani u membranama glatke ER, koji funkcionišu u kombinaciji sa dva ekstramitohondrijska CPE. Enzimi koji kataliziraju redukciju jednog atoma molekule O2 sa stvaranjem vode i uključivanjem drugog atoma kisika u oksidiranu tvar nazivaju se mikrosomalne oksidaze mješovite funkcije ili mikrosomalne monooksigenaze. Oksidacija koja uključuje monooksigenaze se obično proučava pomoću mikrosomalnih preparata.

1. Glavni enzimi mikrosomalnih lanaca transporta elektrona

Mikrosomalni sistem ne sadrži proteinske komponente rastvorljive u citosolu; svi enzimi su membranski proteini, čiji su aktivni centri lokalizovani na citoplazmatskoj površini ER. Sistem uključuje nekoliko proteina koji čine lanac transporta 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 reduktaze, citokroma b 5 i drugog enzima - stearoil-CoA desaturaze .

Lanac transporta elektrona - NADPH-P 450 reduktaza - citokrom P 450. U većini slučajeva, donor elektrona (ē) za ovaj lanac je NADPH, koji je oksidiran NADPH-P 450 reduktazom. Enzim sadrži dva koenzima kao prostetičku grupu - flavinad nindinukleotid (FAD) i flavin mononukleotid (FMN). Protoni i elektroni iz NADPH prenose se sekvencijalno do koenzima NADPH-P 450 reduktaze. Redukovani FMN (FMNH 2) oksidira se citokromom P 450 (vidi dijagram ispod).

Citokrom P 450 je hemoprotein, sadrži prostetičku grupu hema i ima mjesta vezivanja za kisik i supstrat (ksenobiotik). Naziv citokrom P 450 ukazuje da se maksimum apsorpcije kompleksa citokroma P 450 nalazi u području od 450 nm.

Supstrat koji se može oksidirati (donor elektrona) za NADH-citokrom b 5 reduktazu je NADH (vidi dijagram ispod). Protoni i elektroni iz NADH se prenose na reduktazni koenzim 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, koja katalizuje stvaranje dvostrukih veza u masnim kiselinama, prenoseći elektrone na kisik kako bi se formirala voda (slika 12-2) .

NADH-citokrom b 5 reduktaza je protein sa dva domena. Globularni citosolni domen vezuje prostetičku grupu, koenzim FAD, a jedan hidrofobni "rep" učvršćuje protein u membrani.

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

Rice. 12-2. Elektronski transportni lanci ER. RH - supstrat citokroma P 450; strelice pokazuju reakcije prijenosa elektrona. U jednom sistemu, NADPH oksidira NADPH citokrom P 450 reduktaza, koja zatim prenosi elektrone na cijelu familiju citokroma P 450. Drugi sistem uključuje oksidaciju NADH citokrom b 5 reduktazom, elektroni se prenose na citokrom b 5; redukovani oblik citokroma b 5 oksidira stearoil-CoA desaturaza, koja prenosi elektrone na O 2 .

spiralni domen koji se nalazi u lipidnom dvosloju.

NADH-citokrom b 5 reduktaza i citokrom b 5, kao “usidren” protein, nisu striktno fiksirani za određena područja ER membrane i stoga mogu promijeniti svoju lokalizaciju.

2. Funkcionisanje citokroma P 450

Poznato je da je molekularni kiseonik u tripletnom stanju inertan i da nije u stanju da stupi u interakciju sa organskim jedinjenjima. Da bi kiseonik bio reaktivan, potrebno ga je pretvoriti u singletni kiseonik koristeći enzimske sisteme za njegovu redukciju. To uključuje monooksigenazni sistem koji sadrži citokrom P 450. Vezivanje lipofilne supstance RH i molekule kiseonika u aktivnom centru citokroma P 450 povećava oksidativnu aktivnost enzima. Jedan atom kiseonika uzima 2 ē i prelazi u O 2- oblik. Donator elektrona je NADPH, koji se oksidira NADPH-citokrom P 450 reduktazom. O 2- stupa u interakciju sa protonima: O 2- + 2H + → H 2 O i nastaje voda. Drugi atom molekule kiseonika je uključen u supstrat RH, formirajući hidroksilnu grupu supstance R-OH (slika 12-3).

Ukupna jednadžba za reakciju hidroksilacije tvari RH mikrozomalnim oksidacijskim enzimima:

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

P 450 supstrati mogu biti mnoge hidrofobne supstance i egzogenog (lijekovi, ksenobiotici) i endogenog (steroidi, masne kiseline, itd.) porijekla.

Dakle, kao rezultat prve faze neutralizacije uz učešće citokroma P 450, dolazi do modifikacije supstanci sa formiranjem funkcionalnih grupa koje povećavaju rastvorljivost hidrofobnog jedinjenja. Kao rezultat modifikacije, molekula može izgubiti svoju biološku aktivnost ili čak formirati aktivnije jedinjenje od supstance od koje je nastala.

3. Osobine mikrozomalnog oksidacionog sistema

Najvažnija svojstva mikrosomalnih oksidacionih enzima su: široka specifičnost supstrata, koja omogućava neutralizaciju supstanci najrazličitijih struktura, i 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. Svaka od izoforma P 450

Rice. 12-3. Transport elektrona tokom oksidacije monooksigenaze uz učešće P 450. Vezivanje (1) u aktivnom centru citokroma P 450 supstance RH aktivira redukciju gvožđa u hemu – dodaje se prvi elektron (2). Promena valencije gvožđa povećava afinitet kompleksa P 450 -Fe 2+ -RH za molekul kiseonika (3). Pojava O 2 molekula u vezivnom centru citokroma P 450 ubrzava dodavanje drugog elektrona i formiranje P 450 -Fe 2 + O 2 - -RH kompleksa (4). U sljedećoj fazi (5), Fe 2+ se oksidira, drugi elektron se dodaje molekulu kisika P 450 -Fe 3+ O 2 2-. Redukovani atom kiseonika (O 2-) veže 2 protona i formira se 1 molekul vode. Drugi atom kiseonika ide na konstrukciju OH grupe (6). Modifikovana supstanca R-OH se odvaja od enzima (7).

ima mnogo supstrata. Ovi supstrati mogu biti kako endogene lipofilne supstance, čija je modifikacija dio normalnog metabolizma ovih spojeva, tako i hidrofobni ksenobiotici, uključujući lijekove. Određene izoforme citokroma P 450 uključene su u metabolizam jedinjenja niske molekularne težine kao što su etanol i aceton.

Regulacija aktivnosti mikrozomalnog oksidacionog sistema

Regulacija aktivnosti mikrozomalnog sistema vrši se na nivou transkripcije ili post-transkripcionih promjena. Indukcija sinteze vam omogućava da povećate broj enzima kao odgovor na unos ili stvaranje tvari u tijelu, čije je eliminiranje nemoguće bez sudjelovanja mikrosomalnog oksidacijskog sistema.

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

aromatični ugljovodonici, alkoholi, ketoni i neki steroidi. Uprkos raznovrsnosti hemijske strukture, svi induktori imaju niz zajedničkih karakteristika; klasificiraju se kao lipofilna jedinjenja, a služe kao supstrati za citokrom P 450.

B. KONJUGACIJA - DRUGA FAZA SUPSTANCE DISHARM

Druga faza neutralizacije supstanci su reakcije konjugacije, tokom kojih se funkcionalnim grupama formiranim u prvoj fazi dodaju drugi molekuli ili grupe endogenog porekla, čime se povećava hidrofilnost i smanjuje toksičnost ksenobiotika (tabela 12-2).

1. Učešće transferaza u reakcijama konjugacije

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

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

UDP-glukuroniltransferaza

Uridin difosfat (UDP)-glukuroniltransferaze, locirane uglavnom u ER, dodaju ostatak glukuronske kiseline molekulu supstance koja nastaje tokom 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 katalizuju reakciju konjugacije, tokom koje se ostatak sumporne kiseline (-SO 3 H) iz 3"-fosfoadenozin-5"-fosfosulfata (FAPS) dodaje fenolima, alkoholima ili aminokiselinama (Slika 12-5).

Reakcija koja uključuje sulfotransferazu općenito se piše na sljedeći način:

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

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

Enzimi sulfotransferaza i UDP-glukuroniltransferaza su uključeni u neutralizaciju ksenobiotika, inaktivaciju lijekova i endogenih biološki aktivnih spojeva.

Glutation transferaze

Glutation transferaze (GT) zauzimaju posebno mjesto među enzimima uključenim u neutralizaciju ksenobiotika i inaktivaciju normalnih metabolita i lijekova. Glutation transferaze funkcionišu u svim tkivima i igraju važnu ulogu u inaktivaciji vlastitih metabolita: nekih steroidnih hormona, prostaglandina, bilirubina, žučnih kiselina, produkata peroksidacije lipida.

Poznate su mnoge GT izoforme sa različitim specifičnostima supstrata. U ćelijama, GT su uglavnom lokalizovani u citosolu, ali postoje varijante enzima u jezgri i mitohondrijima. GSH zahtijeva glutation (GSH) da bi funkcionirao (Slika 12-6).

Glutation je Glu-Cys-Gly tripeptid (ostatak glutaminske kiseline je vezan za cistein preko karboksilne grupe radikala).

Rice. 12-5. 3"-fosfoadenozin-5"-fosfosulfat (PAF-SO 3 H).

Rice. 12-6. Glutation (GSH).

GT imaju široku specifičnost za supstrate, čiji ukupan broj prelazi 3000. GT vežu mnoge hidrofobne supstance i inaktiviraju ih, ali samo one koje imaju polarnu grupu prolaze hemijsku modifikaciju uz učešće glutationa. Odnosno, supstrati su tvari koje, s jedne strane, imaju elektrofilni centar (na primjer, OH grupa), a s druge strane, hidrofobne zone. Neutralizacija, tj. hemijska modifikacija ksenobiotika uz učešće GT može se izvesti na tri različita načina:

Konjugacijom supstrata R sa 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 + H 2 O.

U reakciji: UN - hidroperoksidna grupa, GSSG - oksidovani glutation.

Sistem neutralizacije uz učešće GT i glutationa igra jedinstvenu ulogu u formiranju otpornosti organizma na razne uticaje i najvažniji je zaštitni mehanizam ćelije. Prilikom biotransformacije nekih ksenobiotika pod uticajem HT nastaju tioesteri (RSG konjugati) koji se potom pretvaraju u merkaptane među kojima se nalaze toksični produkti. Ali GSH konjugati sa većinom ksenobiotika su manje reaktivni i više hidrofilni od matičnih supstanci, te su stoga manje toksični i lakše se izlučuju iz tijela (Slika 12-7).

Rice. 12-7. Neutralizacija 1-kloro, 2,4-dinitroben-zola uz učešće glutationa.

GT sa svojim hidrofobnim centrima mogu nekovalentno vezati veliki broj lipofilnih spojeva (fizička neutralizacija), sprječavajući njihov prodor u lipidni sloj membrana i narušavanje ćelijskih funkcija. Stoga se GT ponekad naziva intracelularnim albuminom.

GT mogu kovalentno vezati ksenobiotike, koji su jaki elektroliti. Dodavanje takvih supstanci je „samoubistvo“ za GT, ali dodatni zaštitni mehanizam za ćeliju.

Acetiltransferaze, metiltransferaze

Acetiltransferaze kataliziraju reakcije konjugacije - prijenos acetilnog ostatka sa acetil-CoA na azotnu grupu -SO 2 NH 2, na primjer u sastavu sulfonamida. Membranske i citoplazmatske metiltransferaze uz učešće SAM metiliraju -P=O, -NH 2 i SH grupe ksenobiotika.

2. Uloga epoksid hidrolaza u formiranju diola

U drugoj fazi neutralizacije (reakcija konjugacije) učestvuju i neki drugi enzimi. Epoksid hidrolaza (epoksid hidrataza) dodaje vodu benzenu, benzopiren epoksidima i drugim policikličkim ugljovodonicima koji nastaju tokom prve faze neutralizacije i pretvara ih u diole (Sl. 12-8). Epoksidi koji nastaju tokom mikrosomalne oksidacije su karcinogeni. Imaju visoku hemijsku aktivnost i mogu učestvovati u neenzimskim reakcijama alkilacije DNK, RNK i proteina (videti odeljak 16). Hemijske modifikacije ovih molekula mogu dovesti do degeneracije normalne ćelije u tumorsku.

Rice. 12-8. Detoksikacija benzantracena. E 1 - enzim mikrozomalnog sistema; E 2 - epoksid hidrataza.

B. RAZGRADNJA AMINOKISELINA U CRIJEVIMA. NEUTRALIZACIJA I UKLANJANJE PROIZVODA ROTACIJE IZ TELA

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 druga jedinjenja otrovna za organizam. Ovaj proces se ponekad naziva truljenje proteina u crijevima. Truljenje se zasniva na reakcijama dekarboksilacije i deaminacije aminokiselina.

Formiranje i neutralizacija n-krezola i fenola

Pod dejstvom bakterijskih enzima, fenol i krezol se mogu formirati od aminokiseline tirozina uništavanjem bočnih lanaca aminokiselina od strane mikroba (Sl. 12-9).

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

katalizuje enzim sulfotransferazu (slika 12-10).

Konjugacija glukuronskih kiselina sa fenolom i krezolom odvija se uz učešće enzima UDP-glukuroniltransferaze (sl. 12-11). Proizvodi konjugacije su vrlo topljivi u vodi i izlučuju se urinom kroz bubrege. U urinu se otkriva povećanje količine konjugata glukuronske kiseline s fenolom i krezolom s povećanjem produkata truljenja proteina u crijevima.

Formiranje i neutralizacija indola i skatola

U crijevima mikroorganizmi formiraju indol i skatol iz aminokiseline triptofana. Bakterije uništavaju bočni lanac triptofana, ostavljajući prstenastu strukturu netaknutom.

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

Skatol i indol neutraliziraju se u jetri u 2 faze. Prvo, kao rezultat mikrosomalne oksidacije, oni dobivaju hidroksilnu grupu. Dakle, indol se transformiše u indoksil, a zatim ulazi u reakciju konjugacije sa FAPS, formirajući indoksil sumpornu kiselinu, kalijevu so

Rice. 12-9. Katabolizam tirozina pod uticajem bakterija. E - bakterijski enzimi.

Rice. 12-10. Konjugacija fenola i krezola sa FAPS. E - sulfotransferaza.

Rice. 12-11. Učešće UDP-glukuroniltransferaze u detoksikaciji krezola i fenola. E - UDP-glukuroniltransferaza.

Rice. 12-12. Katabolizam triptofana pod utjecajem bakterija. E - bakterijski enzimi.

koja je dobila ime životinje indica

(Sl. 12-13).

Detoksikacija benzojeve kiseline

Sinteza hipurinske kiseline iz benzojeve kiseline i glicina događa 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 ksenobiotske benzojeve kiseline (natrijum benzojeve kiseline) u organizam – brzi test.

D. VEZIVANJE, TRANSPORT I IZLUČIVANJE

KSENOBIOTICI

U krvnoj plazmi, mnoge endogene i egzogene lipofilne supstance se prenose albuminom i drugim proteinima.

Albumen- glavni protein krvne plazme koji veže različite hidrofobne supstance. Može funkcionirati kao protein nosač za bilirubin, ksenobiotike i ljekovite tvari.

Pored albumina, ksenobiotici se mogu transportovati kroz krv kao dio lipoproteina, kao i u kombinaciji sa kiselim α 1 -glikoproteinom. Posebnost ovog glikoproteina

Rice. 12-13. Učešće sulfotransferaze u detoksikaciji indola. E - sulfotransferaza.

Rice. 12-14. Formiranje 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. Vezivanjem ksenobiotika kiseli α 1 -glikoprotein ih inaktivira i prenosi u jetru, gdje se kompleks sa proteinom raspada, a strane tvari neutraliziraju i uklanjaju iz tijela.

Učešće P-glikoproteina u eliminaciji ksenobiotika

Veoma važan mehanizam za uklanjanje hidrofobnih ksenobiotika iz ćelije je funkcionisanje P-glikoproteina (ATP transportaze). P-glikoprotein je fosfoglikoprotein sa molekulskom težinom od 170 kDa, prisutan u plazma membrani ćelija mnogih tkiva, posebno bubrega i crijeva. Polipeptidni lanac ovog proteina sadrži 1280 aminokiselinskih ostataka, formirajući 12 transmembranskih domena i dva ATP-vezujuća centra (sl. 12-15).

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

Kada hidrofobna tvar (na primjer, antitumorski lijek) uđe u ćeliju, uklanja se iz nje pomoću P-glikoproteina uz utrošak energije (sl. 12-16). Smanjenje količine lijeka u ćeliji smanjuje učinkovitost njegove upotrebe u kemoterapiji raka.

D. INDUKCIJA ZAŠTITNIH SISTEMA

Mnogi enzimi uključeni u prvu i drugu fazu neutralizacije su inducibilni proteini. Još u davna vremena kralj Mitridat je znao da ako se sistematski uzimaju male doze otrova, akutno trovanje se može izbjeći. „Efekat Mitridata“ se zasniva na indukciji određenih zaštitnih sistema (Tabela 12-3).

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

Rice. 12-15. Struktura P-glikoproteina. P-glikoprotein je integralni protein sa 12 transmembranskih domena koji pokrivaju dvosloj citoplazmatske membrane. N- i C-krajevi proteina okrenuti su prema citosolu. Dijelovi P-glikoproteina na vanjskoj površini membrane su glikozilirani. Regija između šeste i sedme domene ima mjesta za vezivanje ATP-a i autofosforilaciju.

Rice. 12-16. Funkcioniranje P-glikoproteina.

Zasjenjeni oval je antitumorski lijek (hidrofobna supstanca).

P 450, UDP-glukuroniltransferaza i epoksid hidrolaza. Na primjer, kod životinja kojima je davan induktor fenobarbital povećava se površina ER membrana, koja dostiže 90% svih membranskih struktura stanice, i kao posljedica toga povećava se broj enzima uključenih u neutralizacija ksenobiotika ili toksičnih supstanci endogenog porijekla.

Tokom kemoterapije malignih procesa, početna efikasnost lijeka često se postepeno smanjuje. Štaviše, 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. Upotreba supstanci koje inhibiraju ili aktiviraju sintezu P-glikoproteina, kao i

enzima za sintezu glutationa, povećava efikasnost kemoterapije.

Metali su induktori sinteze glutationa i niskomolekularnog proteina metalotioneina, koji imaju SH grupe sposobne da ih vežu. Kao rezultat, povećava se otpornost tjelesnih stanica na otrove i lijekove.

Povećanje količine glutation transferaza povećava sposobnost organizma da se prilagodi sve većem zagađenju okoline. Indukcija enzima objašnjava nedostatak antikancerogenog efekta pri upotrebi niza lekovitih supstanci. Osim toga, induktori sinteze glutation transferaze su normalni metaboliti – polni hormoni, jodtironini i kortizol. Kateholamini, preko sistema adenilat ciklaze, fosforilišu glutation transferazu i povećavaju njenu aktivnost.

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

ii. biotransformacija lekovitih supstanci

Lijekovi koji ulaze u tijelo prolaze kroz sljedeće transformacije:

Usis;

Vezivanje i transport proteina u krvi;

Interakcija s receptorima;

Distribucija u tkivima;

Metabolizam i izlučivanje iz organizma.

Mehanizam prve faze (apsorpcije) određen je fizičko-hemijskim svojstvima lijeka. Hidrofobna jedinjenja lako prodiru kroz membrane jednostavnom difuzijom, dok

Tabela 12-3. Indukcija sistema zaštite od ksenobiotika

kako lijekovi netopivi u lipidima prodiru u membrane putem transmembranskog transporta uz učešće različitih tipova translokaza. Neke nerastvorljive velike čestice mogu ući u limfni sistem pinocitozom.

Sljedeće faze metabolizma lijeka u tijelu također su određene njegovom kemijskom strukturom - hidrofobne molekule se kreću krvlju u kombinaciji s albuminom, kiselim α 1 -glikoproteinom ili kao dio lipoproteina. Ovisno o strukturi, lijek može ući u ćeliju iz krvi ili se, kao analozi endogenih supstanci, vezati za receptore stanične membrane.

Djelovanje većine lijekova na organizam prestaje nakon određenog vremena nakon uzimanja. Prestanak djelovanja može nastati 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 TOKOM BIOTRANSFORMACIJE LIJEKA

Biohemijske transformacije lekovitih supstanci u ljudskom organizmu, koje obezbeđuju njihovu inaktivaciju i detoksikaciju, posebna su manifestacija biotransformacije stranih jedinjenja.

Kao rezultat biotransformacije ljekovitih tvari može doći do sljedećeg:

Inaktivacija lekovitih supstanci, tj. smanjenje njihove farmakološke aktivnosti;

Povećana aktivnost ljekovitih tvari;

Stvaranje toksičnih metabolita.

Inaktivacija lijekova

Inaktivacija ljekovitih supstanci, kao i svih ksenobiotika, odvija se u 2 faze. Prva faza je hemijska modifikacija pod dejstvom enzima monooksigenaznog sistema ER. Na primjer, lijek barbiturat tokom biotransformacije se pretvara u hidroksibarbiturat, koji zatim učestvuje u reakciji konjugacije s ostatkom glukuronske kiseline. Enzim glukuroniltransferaza katalizira stvaranje barbiturat glukuronida, a UDP-glukuronil se koristi kao izvor glukuronske kiseline (sl. 12-17).

U prvoj fazi neutralizacije pod uticajem monooksigenaza nastaju reaktivne grupe -OH, -COOH, -NH 2, -SH itd. Hemijska jedinjenja koja već imaju ove grupe odmah ulaze u drugu fazu neutralizacije - konjugaciju. reakcija.

Povećanje aktivnosti lijekova

Primjer povećanja aktivnosti tvari tijekom njenih transformacija u tijelu je stvaranje desmetilimipramina iz imipramina. Desmetilimipramin ima snažnu sposobnost da smanji depresiju kod mentalnih poremećaja (Slika 12-18).

Hemijske transformacije nekih lijekova u tijelu dovode do promjena u prirodi njihovog djelovanja. Na primjer, iprazid je antidepresiv, koji se, kao rezultat dealkilacije, pretvara u izoniazid, koji djeluje protiv tuberkuloze (Sl. 12-19).

Formiranje toksičnih proizvoda kao rezultat reakcija biotransformacije. U nekim slučajevima, hemijske transformacije lijekova u tijelu mogu dovesti do pojave toksičnih svojstava. dakle,

Rice. 12-17. Metabolizam barbiturata u jetri. E 1 - enzimi mikrosomalne oksidacije; E 2 - glukuroniltransferaza.

Rice. 12-18. Aktivacija imipramina kao rezultat reakcije demetilacije.

Rice. 12-19. Formiranje izoniazida tokom dealkilacije ipranijazida.

Rice. 12-20. Pretvaranje fenacetina u otrovni proizvod - parafenetidin.

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

Reakcije konjugacije lijekova

Druga faza inaktivacije je konjugacija (vezivanje) ljekovitih supstanci, kako onih koje su pretrpjele bilo kakve transformacije u prvoj fazi, tako i nativnih lijekova. Produktima koje nastaju enzimima mikrosomalne oksidacije, glicin se može dodati karboksilnoj grupi, glukuronskoj ili sumpornoj kiselini OH grupi, a acetilnoj grupi NH 2 grupi.

Endogena jedinjenja nastala u organizmu trošenjem energije SAM učestvuju u transformacijama druge faze inaktivacije lekovitih supstanci: (ATP), UDP-

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

Primjer reakcije konjugacije je glukuronidacija hidroksibarbiturata pod djelovanjem glukuronil transferaze, opisana ranije (vidi sliku 12-17). Primjer O-metilacije lijeka je jedna od faza biotransformacije lijeka metildope, koja remeti stvaranje adrenergičkog medijatora i koristi se kao antihipertenzivno sredstvo (Sl. 12-21).

Uglavnom su visoko hidrofilni spojevi izolirani nepromijenjeni. Od lipofilnih tvari izuzetak je inhalacijska anestezija, čiji glavni dio ne ulazi u kemijske reakcije u tijelu. Izlučuju ih pluća u istom obliku u kojem su uneseni.

Rice. 12-21. Biotransformacija lijeka (metildopa).

B. FAKTORI KOJI UTIČU NA AKTIVNOST

ENZIMI ZA BIOTRANSFORMACIJU LIJEKA

Kao rezultat kemijske modifikacije, lijekovi obično gube svoju biološku aktivnost. Dakle, ove reakcije ograničavaju djelovanje lijekova na vrijeme. Kod patologije jetre, praćeno smanjenjem aktivnosti mikrosomalnih enzima, produžava se trajanje djelovanja niza ljekovitih tvari.

Neki lijekovi smanjuju aktivnost monooksigenaznog sistema. Na primjer, levomicetin i butadion inhibiraju enzime mikrosomalne oksidacije. Antiholinesterazni lijekovi, inhibitori monoaminooksidaze, remete funkcionisanje faze konjugacije, pa produžavaju djelovanje lijekova koji su inaktivirani ovim enzimima. Osim toga, brzina svake od reakcija biotransformacije lijeka ovisi o genetskim, fiziološkim faktorima i ekološkom stanju okoliša.

Dobne karakteristike

Osetljivost na lekove varira sa godinama. Na primjer, aktivnost metabolizma lijekova kod novorođenčadi u prvom mjesecu života značajno se razlikuje od one kod odraslih. To je zbog nedostatka mnogih enzima uključenih u biotransformaciju lijekova, funkcije bubrega, povećane permeabilnosti krvno-moždane barijere i nerazvijenosti centralnog nervnog sistema. Dakle, novorođenčad su osjetljivija na određene supstance koje utiču na centralni nervni sistem (posebno na morfijum). Levomicetin je vrlo toksičan za njih; ovo se objašnjava činjenicom da u jetri

kod novorođenčadi su enzimi neophodni za njegovu biotransformaciju neaktivni.

U starijoj dobi, metabolizam lijekova je manje efikasan: funkcionalna aktivnost jetre se smanjuje, a brzina izlučivanja lijeka bubrezima je smanjena. Općenito, osjetljivost na većinu lijekova u starijoj dobi je povećana, pa je stoga potrebno smanjiti njihovu dozu.

Genetski faktori

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

U nekim slučajevima, povećana osjetljivost na lijekove može biti posljedica nasljednog nedostatka određenih enzima uključenih u hemijsku 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 osobe sa brzim i sporim metabolizmom. Smatra se da je kod osoba sa sporom inaktivacijom izoniazida poremećena struktura proteina koji regulišu sintezu enzima acetiltransferaze, koji osigurava konjugaciju izoniazida sa acetilnim ostatkom.

Faktori okoline

Značajan uticaj na metabolizam lekova u organizmu imaju

takođe faktori životne sredine, kao što su jonizujuće zračenje, temperatura, sastav hrane i posebno različite hemijske supstance (ksenobiotici), uključujući i same lekovite supstance.

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 biohemijski proces koji uključuje osnovne metaboličke procese ćelije. Konverzija etanola u jetri se odvija na tri načina sa stvaranjem toksičnog metabolita - acetaldehida (sl. 12-22).

A. OKSIDACIJA ETANOLA NAD OVISNOM ALKOHOL DEHIDROGENAZOM

Glavnu ulogu u metabolizmu etanola igra cink-sadrži NAD + -zavisni enzim - alkohol dehidrogenaza, koja je lokalizirana uglavnom u citosolu i mitohondrijima jetre (95%). Tokom reakcije, etanol se dehidrogenira, stvaraju se acetal dehid i reducirani koenzim NADH. Alkohol dehidrogenaza katalizira reverzibilnu reakciju čiji smjer ovisi o koncentraciji acetaldehida i NADH/NAD+ omjeru u ćeliji.

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

Enzim alkohol dehidrogenaza je dimer koji se sastoji od polipeptidnih lanaca identičnih ili sličnih po primarnoj strukturi, 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. Evropljane karakteriše prisustvo ADH 1 i ADH 3 izoformi. Kod nekih istočnih naroda prevladava ADH 2 izoforma, koju karakterizira visoka aktivnost, što može biti razlog njihove povećane osjetljivosti na alkohol. Kod hroničnog alkoholizma količina enzima u jetri se ne povećava, tj. nije inducibilni enzim.

B. OKSIDACIJA ETANOLA S UČEŠĆEM SISTEMA ZA OVISNO CITOHROM P 450 OD MIKROSOMALNIH ETANOL-OKSIDIRAJUĆIH SISTEMA

Sistem mikrozomalne oksidacije etanola (MEOS) zavisan od citokroma P 450 je lokalizovan u membrani glatkog ER hepatocita. MEOS igra sporednu ulogu u metabolizmu malih količina alkohola, ali ga inducira etanol, drugi alkoholi i lijekovi kao što su barbiturati i postaje značajan u zloupotrebi ovih supstanci. Ovaj put oksidacije etanola odvija se uz učešće jedne od izoformi P 450 - izoenzima P 450 II E 1. Kod kroničnog alkoholizma, 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.

Rice. 12-22. Metabolizam etanola. 1 - oksidacija etanola pomoću NAD + -zavisne alkohol dehidrogenaze (ADH); 9 - MEOS - mikrosomalni sistem oksidacije etanola; 3 - oksidacija etanola katalazom.

Pored glavne reakcije, citokrom P 450 katalizuje stvaranje reaktivnih vrsta kiseonika (O 2 -, H 2 O 2), koje stimulišu peroksidaciju lipida u jetri i drugim organima (videti odeljak 8).

V. oksidacija etanola katalazom

Sekundarnu ulogu u oksidaciji etanola igra katalaza, koja se nalazi u peroksizomima citoplazme i mitohondrija ćelija jetre. Ovaj enzim razgrađuje približno 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-zavisne aldehid oksidaze i NAD+-zavisne acetaldehid dehidrogenaze (AlDH).

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

Povećanje koncentracije acetaldehida u ćeliji izaziva indukciju enzima aldehid oksidaze. Tokom reakcije nastaju octena kiselina, vodikov peroksid i druge reaktivne vrste kiseonika, što dovodi do aktivacije

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

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

Sirćetna kiselina dobijena tokom reakcije aktivira se enzimom acetil-CoA sintetazom. Reakcija se odvija uz pomoć koenzima A i ATP molekula. Rezultirajući acetil-CoA, ovisno o odnosu 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. Odlikuje ih široka specifičnost supstrata, različita distribucija među ćelijama tkiva (bubrezi, epitel, sluznica

želudac i crijeva) iu ćelijskim odjeljcima. Na primjer, izoforma AlDH, lokalizirana u mitohondrijima hepatocita, ima veći afinitet za acetaldehid od citosolnog oblika enzima.

Enzimi uključeni u oksidaciju etanola - alkohol dehidrogenaza i AlDH - različito su raspoređeni: u citosolu - 80%/20% iu mitohondrijima - 20%/80%. Kada se unose velike doze alkohola (više od 2 g/kg), zbog različitih brzina oksidacije etanola i acetaldehida u citosolu, koncentracija potonjeg naglo raste. Acetaldehid je vrlo reaktivno jedinjenje; može neenzimski acetilirati SH-, NH2-grupe proteina i drugih spojeva u ćeliji i poremetiti njihove funkcije. U modificiranim (acetiliranim) proteinima mogu se pojaviti unakrsne veze koje nisu karakteristične za nativnu strukturu (na primjer, u proteinima intercelularnog matriksa - elastinu i kolagenu, nekim hromatinskim proteinima 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 supstance u krvi (videti odeljak 14). Poremećaj funkcije albumina u kombinaciji sa štetnim djelovanjem acetaldehida na membrane praćen je ulaskom u stanice uz koncentracijski gradijent natrijevih i vodenih jona, dolazi do osmotskog bubrenja ovih stanica i narušavanja njihovih funkcija.

Aktivna oksidacija etanola i acetaldehida dovodi do povećanja omjera NADH/NAD+, što smanjuje aktivnost NAD+-zavisnih enzima 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 + .

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

glukoneogeneza. Formiranje glicerol-3-fosfata povećava vjerovatnoću sinteze masti u jetri. Povećanje koncentracije NADH u odnosu na NAD+ (NADH>NAD+) usporava reakciju oksidacije laktata, povećava omjer laktata/piruvata i dalje smanjuje brzinu glukoneogeneze (vidjeti dio 7). Povećava se koncentracija laktata u krvi, što dovodi do hiperlaktičke acidemije i laktacidoze.

(Sl. 12-23).

NADH oksidira enzim respiratornog lanca NADH dehidrogenaza. Pojava transmembranskog električnog potencijala na unutrašnjoj mitohondrijalnoj membrani ne dovodi do potpune sinteze ATP-a. To se sprječava narušavanjem strukture unutrašnje mitohondrijalne membrane uzrokovano membranotropnim djelovanjem etil alkohola.

i štetni učinak acetaldehida na membrane.

Možemo reći da acetaldehid indirektno aktivira LPO, jer vezujući SH grupe glutationa, smanjuje količinu aktivnog (redukovanog) glutationa u ćeliji, neophodnog za funkcionisanje enzima glutation peroksidaze (vidjeti dio 8), koji učestvuje u katabolizmu H 2 O 2. Akumulacija slobodnih radikala dovodi do aktivacije lipidne peroksidacije membrana i narušavanja strukture lipidnog dvosloja.

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

Slika 12-23. Efekti etanola na jetru. 1→2→3 - oksidacija etanola u acetat i njegova konverzija u acetil-CoA

(1 - reakciju katalizira alkohol dehidrogenaza, 2 - reakciju katalizira AlDH). Brzina stvaranja acetaldehida (1) je često veća kada se uzimaju veće količine alkohola od brzine njegove oksidacije (9), pa se acetaldehid nakuplja i utiče na sintezu proteina (4), inhibira je, a smanjuje i koncentraciju redukovanog glutationa (5), kao rezultat onoga što aktivira POL. Brzina glukoneogeneze (6) se smanjuje, jer visoka koncentracija NADH nastala 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; acetil-CoA se akumulira, te se aktivira sinteza ketonskih tijela (ketoza) (8). Oksidacija masnih kiselina se također usporava (9) i povećava sinteza masti (10), što dovodi do bolesti masne jetre i hipertriacilglicerolemije.

koji nastaje tokom 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. Kod kroničnog alkoholizma, smanjenje sinteze fosfolipida i proteina u jetri, uključujući apoproteine ​​uključene u stvaranje VLDL, uzrokuje unutarćelijsku akumulaciju TAG-a i masne jetre.

Međutim, u periodu akutne intoksikacije alkoholom, unatoč prisutnosti velike količine acetil-CoA, nedostatak oksalo-acetata smanjuje brzinu stvaranja citrata. U tim uslovima, višak acetil-CoA se koristi za sintezu ketonskih tela koja se oslobađaju u krv. Povećanje koncentracije laktata, acetosirćetne kiseline i β-hidroksibutirata u krvi uzrokuje metaboličku acidozu tijekom trovanja alkoholom.

Kao što je ranije spomenuto, stvaranje acetaldehida iz etanola događa se pod djelovanjem alkohol dehidrogenaze. Stoga se s povećanjem koncentracije acetaldehida i NADH u stanicama jetre mijenja smjer reakcije - nastaje etanol. Etanol je membransko-tropski spoj; otapa se u lipidnom dvosloju membrana i remeti njihove funkcije. Ovo negativno utiče na transmembranski transport supstanci, međućelijske kontakte i interakcije ćelijskih receptora sa signalnim molekulima. Etanol može proći kroz membrane u međućelijski prostor i krv i dalje u bilo koju ćeliju tijela.

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

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

Mikrosomalni sistem oksidacije etanola (MEOS), zajedno s metabolizmom etanola, uključen je u detoksikaciju ksenobiotika i lijekova. U početnoj fazi alkoholne bolesti, biotransformacija lekovitih supstanci se odvija aktivnije zbog indukcije enzima u sistemu. Ovo objašnjava fenomen “otpornosti” na lijekove. Međutim, tokom akutne intoksikacije etil alkoholom, biotransformacija ljekovitih supstanci je inhibirana. Etanol se takmiči s ksenobioticima u vezivanju za citokrom P 450 II E 1, uzrokujući preosjetljivost („nestabilnost lijeka“) na neke lijekove koji se uzimaju istovremeno.

Osim toga, kod osoba koje boluju od kroničnog alkoholizma uočena je selektivna indukcija izoforme P 450 II E 1 i kompetitivna inhibicija sinteze drugih izoforma uključenih u metabolizam ksenobiotika i lijekova. Zloupotreba alkohola također izaziva 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. Konkurencija etanola sa srčanim glikozidima za aktivno mjesto alkohol dehidrogenaze dovodi do smanjenja brzine biotransformacije ove grupe 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), modifikacije glutationa, koji je neophodan za jedan od najvažnijih enzima za neutralizaciju ksenobiotika - glutation transferazu i enzim za zaštitu antioksidansa glutation peroksidaza. Dakle, prikazani podaci ukazuju da je alkoholno oštećenje jetre praćeno kršenjem najvažnije funkcije ovog organa - detoksikacije.

V.G. Kukes, D.A. Sychev, G.V. Ramenskaya, I.V. Ignatiev

Ljudi su svakodnevno izloženi raznim stranim hemikalijama zvanim "ksenobiotici". Ksenobiotici ulaze u ljudsko tijelo kroz pluća, kožu i iz probavnog trakta kao dio nečistoća iz zraka, hrane, pića i lijekova. Neki ksenobiotici nemaju efekta na ljudski organizam. Međutim, većina ksenobiotika može izazvati biološke odgovore. Tijelo reagira na lijekove na isti način kao i na bilo koji drugi ksenobiotik. U tom slučaju lijekovi postaju objekti različitih mehanizama utjecaja iz tijela. To, u pravilu, dovodi do neutralizacije i eliminacije (uklanjanja) lijekova. Neki lijekovi, lako topljivi u vodi, eliminiraju se nepromijenjeni putem bubrega, a druge tvari su prethodno izložene enzimima koji mijenjaju njihovu kemijsku strukturu. Dakle, biotransformacija je opći koncept koji uključuje sve kemijske promjene koje se događaju s lijekovima u tijelu. Rezultat biološke transformacije lijekova: s jedne strane, smanjuje se rastvorljivost supstanci u mastima (lipofilnost) i povećava se njihova rastvorljivost u vodi (hidrofilnost), as druge strane menja se farmakološka aktivnost leka.

Smanjenje lipofilnosti i povećanje hidrofilnosti lijekova

Mali broj lijekova može se izlučiti nepromijenjen bubrezima. Najčešće su ovi lijekovi “mali molekuli” ili su u stanju biti u joniziranom stanju pri fiziološkim pH vrijednostima. Većina lijekova nema takva fizičko-hemijska svojstva. Farmakološki aktivni organski molekuli su često lipofilni i ostaju nejonizirani pri fiziološkim pH vrijednostima. Ovi lijekovi se obično vezuju za proteine ​​plazme, slabo se filtriraju u bubrežnim glomerulima i istovremeno se lako reapsorbuju u bubrežnim tubulima. Biotransformacija (ili sistem biotransformacije) ima za cilj povećanje rastvorljivosti molekula leka (povećanje hidrofilnosti), što olakšava njegovo izlučivanje iz organizma urinom. Drugim riječima, lipofilni lijekovi se pretvaraju u hidrofilne i stoga se lakše izlučuju.

Promjene u farmakološkoj aktivnosti lijekova

Smjerovi promjena farmakološke aktivnosti lijekova kao rezultat biotransformacije.

Farmakološki aktivna tvar se pretvara u farmakološki neaktivnu supstancu (to je tipično za većinu lijekova).

U prvoj fazi, farmakološki aktivna supstanca se pretvara u drugu farmakološki aktivnu supstancu (Tabela 5-1).

Neaktivan farmakološki lijek se u tijelu pretvara u farmakološki aktivnu supstancu; takvi lijekovi se nazivaju “prolijekovi” (Tabela 5-2).

Tabela 5-1. Lijekovi čiji metaboliti zadržavaju farmakološku aktivnost

Kraj tabele 5-1

Tabela 5-2. Prolijekovi

Kraj tabele 5-2

* Fenacetin je prekinut zbog teških nuspojava, posebno nefrotoksičnosti („fenacetin nefritis“).

Treba napomenuti da efikasnost i sigurnost primjene lijekova (navedenih u tabeli 5-1) koji imaju aktivne metabolite ne zavise samo od farmakokinetike samog lijeka, već i od farmakokinetike njihovih aktivnih metabolita.

5.1. PRODRUGS

Jedan od ciljeva stvaranja prolijekova je poboljšanje farmakokinetičkih svojstava; ovo ubrzava i povećava apsorpciju supstanci. Tako su razvijeni esteri ampicilina (pivampicin p, talampicin p i bicampicin p), koji se, za razliku od ampicilina, skoro potpuno apsorbiraju kada se uzimaju oralno (98-99%). U jetri se ovi lijekovi hidroliziraju karboksilesterazama u ampicilin, koji ima antibakterijsko djelovanje.

Bioraspoloživost antivirusnog lijeka valaciklovir je 54%; on se u jetri pretvara u aciklovir. Treba napomenuti da bioraspoloživost samog aciklovira ne prelazi 20%. Visoka bioraspoloživost valaciklovira je posljedica prisustva aminokiselinskog ostatka valina u njegovoj molekuli. Zbog toga se valaciklovir apsorbira u crijevima aktivnim transportom pomoću oligopeptidnog transportera PEPT 1.

Drugi primjer: inhibitori enzima koji konvertuje adenozin koji sadrže karboksilnu grupu (enalapril, perindopril, trandolapril, kinapril, spirapril, ramipril, itd.). Dakle, enalapril se apsorbira za 60% kada se uzima oralno, hidrolizira se u jetri pod utjecajem karboksilesteraza do aktivnog enalaprilata. Treba napomenuti: enalaprilat, kada se daje oralno, apsorbira se samo za 10%.

Drugi cilj razvoja prolijekova je poboljšanje sigurnosti lijekova. Na primjer, naučnici su stvorili sulindac p, NSAID. Ovaj lijek u početku ne blokira sintezu prostaglandina. Samo u jetri se sulindac p hidrolizira i formira aktivni sulindac p sulfid (to je supstanca koja ima protuupalno djelovanje). Pretpostavljalo se da sulindak p neće imati ulcerogeno dejstvo. Međutim, ulcerogenost NSAIL-a nije posljedica lokalnog, već “sistemskog” djelovanja, stoga je, kako su studije pokazale, incidencija erozivnih i ulceroznih lezija probavnih organa pri uzimanju sulindaka p i drugih NSAID-a približno ista.

Drugi cilj stvaranja prolijekova je povećanje selektivnosti djelovanja lijekova; ovo povećava efikasnost i sigurnost lijekova. Dopamin se koristi za povećanje bubrežnog krvotoka kod akutnog zatajenja bubrega, ali lijek djeluje na miokard i krvne žile. Primjećuje se povećanje krvnog tlaka, razvoj tahikardije i aritmija. Dodavanje ostatka glutaminske kiseline dopaminu omogućilo je stvaranje novog lijeka - glutamil-dopa p. Glutamil-dopa p se hidrolizuje u dopamin samo u bubrezima pod uticajem glutamil transpeptidaze i dekarboksilaze L-aromatske aminokiseline i stoga praktično nema neželjenih efekata na centralnu hemodinamiku.

Rice. 5-1. Faze biotransformacije lijeka (Katzung V., 1998.)

5.2. FAZE BIOTRANSFORMACIJE LIJEKA

Procesi biotransformacije većine lijekova odvijaju se u jetri. Međutim, biotransformacija lijekova može se dogoditi i u drugim organima, na primjer, u probavnom traktu, plućima i bubrezima.

Općenito, sve reakcije biotransformacije lijeka mogu se klasificirati u jednu od dvije kategorije, označene kao faza biotransformacije I i faza biotransformacije II.

Reakcije faze I (nesintetičke reakcije)

Tokom nesintetičkih reakcija, lijekovi se pretvaraju u spojeve koji su polarniji i bolje topljivi u vodi (hidrofilni) od izvorne supstance. Promjene u početnim fizičko-hemijskim svojstvima lijekova uzrokovane su dodavanjem ili otpuštanjem aktivnih funkcionalnih grupa: na primjer, hidroksil (-OH), sulfhidril (-SH), amino grupe (-NH 2). Glavne reakcije faze I su reakcije oksidacije. Hidroksilacija je najčešća reakcija oksidacije - dodavanje hidroksilnog radikala (-OH). Dakle, možemo pretpostaviti da u fazi I biotransformacije dolazi do “lomljenja” molekula lijeka (Tabela 5-3). Katalizatori ovih reakcija su enzimi koji se nazivaju “oksidaze mješovite funkcije”. Općenito, specifičnost supstrata ovih enzima je vrlo niska, pa oksidiraju različite lijekove. Druge, manje česte reakcije faze I uključuju procese redukcije i hidrolize.

Reakcije faze II (sintetičke reakcije)

Reakcije biotransformacije faze II, ili sintetičke reakcije, predstavljaju kombinaciju (konjugaciju) lijeka i/ili njegovih metabolita s endogenim supstancama, što rezultira stvaranjem polarnih, visoko topljivih u vodi konjugata koji se lako izlučuju bubrezima ili žuči. Da bi ušao u reakciju faze II, molekul mora imati kemijski aktivan radikal (grupu) na koji se može vezati konjugirajući molekul. Ako su aktivni radikali u početku prisutni u molekuli lijeka, tada se reakcija konjugacije nastavlja zaobilazeći reakcije faze I. Ponekad molekul lijeka dobije aktivne radikale tokom reakcija faze I (Tabela 5-4).

Tabela 5-3. Reakcije faze I (Katzung 1998; sa dodacima)

Tabela 5-4. Faza II reakcije (Katzung 1998; sa dodacima)

Treba napomenuti da se lijek tokom procesa biotransformacije može pretvoriti samo zbog reakcija faze I, ili isključivo zbog reakcija faze II. Ponekad se dio lijeka metabolizira kroz reakcije faze I, a dio - kroz reakcije faze II. Osim toga, postoji mogućnost uzastopnog prolaska reakcije faze I i faze II (slika 5-2).

Rice. 5-2. Funkcioniranje oksidaznog sistema mješovite funkcije

Efekat prvog prolaza jetre

Biotransformacija većine lijekova događa se u jetri. Lijekovi čiji se metabolizam odvija u jetri dijele se u dvije podgrupe: supstance sa visokim klirensom u jetri i supstance sa niskim klirensom u jetri.

Lijekove sa visokim hepatičkim klirensom karakteriše visok stepen ekstrakcije (ekstrakcije) iz krvi, što je posledica značajne aktivnosti (kapaciteta) enzimskih sistema koji ih metabolišu (tabela 5-5). Budući da se takvi lijekovi brzo i lako metaboliziraju u jetri, njihov klirens ovisi o veličini i brzini krvotoka u jetri.

Lijekovi sa niskim klirensom u jetri. Klirens jetre ne zavisi od brzine protoka krvi u jetri, već od aktivnosti enzima i stepena vezivanja lekova za proteine ​​krvi.

Tabela 5-5. Lijekovi sa visokim klirensom u jetri

Uz isti kapacitet enzimskog sistema, lijekovi koji su u velikoj mjeri vezani za proteine ​​(difenin, kinidin, tolbutamid) imat će nizak klirens u poređenju sa lijekovima koji su slabo vezani za proteine ​​(teofilin, paracetamol). Kapacitet enzimskog sistema nije konstantna vrijednost. Na primjer, smanjenje kapaciteta enzimskih sistema bilježi se povećanjem doze lijekova (zbog zasićenja enzima); to može dovesti do povećanja bioraspoloživosti lijeka.

Kada se lijekovi sa visokim klirensom u jetri uzimaju oralno, apsorbiraju se u tankom crijevu i ulaze u jetru kroz sistem portalne vene, gdje prolaze kroz aktivni metabolizam (50-80%) i prije ulaska u sistemsku cirkulaciju. Ovaj proces je poznat kao predsistemska eliminacija ili efekat prvog prolaza. („efekat prvog prolaza“). Kao rezultat, takvi lijekovi imaju nisku bioraspoloživost kada se uzimaju oralno, dok njihova apsorpcija može biti gotovo 100%. Efekat prvog prolaza karakterističan je za lijekove kao što su hlorpromazin, acetilsalicilna kiselina, vera-

pamil, hidralazin, izoprenalin, imipramin, kortizon, labetolol, lidokain, morfin. Metoprolol, metiltestosteron, metoklopramid, nortriptilin p, oksprenolol p, organski nitrati, propranolol, rezerpin, salicilamid, moracizin (etmozin) i neki drugi lekovi su takođe podložni presistemskoj eliminaciji. Treba napomenuti da se manja biotransformacija lijekova može dogoditi i u drugim organima (lumen i crijevni zid, pluća, krvna plazma, bubrezi i drugi organi).

Kako su istraživanja posljednjih godina pokazala, učinak prvog prolaska kroz jetru ne zavisi samo od procesa biotransformacije lijeka, već i od funkcionisanja transportera lijekova, a prije svega glikoproteina-P i transportera organskih aniona i katjone (vidjeti „Uloga transportera lijekova u farmakokinetičkim procesima”).

5.3. FAZA I ENZIMI BIOTRANSFORMACIJE LIJEKA

Mikrosomalni sistem

Mnogi enzimi koji metaboliziraju lijekove nalaze se na membranama endoplazmatskog retikuluma (ER) jetre i drugih tkiva. Kada se ER membrane izoluju homogenizacijom i frakcionisanjem ćelije, membrane se pretvaraju u vezikule zvane "mikrozomi". Mikrozomi zadržavaju većinu morfoloških i funkcionalnih karakteristika intaktnih ER membrana, uključujući svojstvo hrapavosti ili glatkoće površine, respektivno, grubog (ribosomalnog) i glatkog (neribozomalnog) ER. Dok su grubi mikrozomi uglavnom povezani sa sintezom proteina, glatki mikrozomi su relativno bogati enzimima odgovornim za oksidativni metabolizam lijekova. Konkretno, glatki mikrozomi sadrže enzime poznate kao oksidaze mješovite funkcije ili monooksigenaze. Aktivnost ovih enzima zahtijeva prisustvo i redukcionog agensa nikotinamid adenin dinukleotid fosfata (NADPH) i molekularnog kisika. U tipičnoj reakciji, jedan molekul kiseonika se troši (smanjuje) po molekulu supstrata, pri čemu je jedan atom kiseonika ugrađen u proizvod reakcije, a drugi formira molekul vode.

Dva mikrosomalna enzima igraju ključnu ulogu u ovom redoks procesu.

Flavoprotein NADPH-H citokrom P-450 reduktaza. Jedan mol ovog enzima sadrži po jedan mol flavin mononukleotida i flavin adenin dinukleotida. Pošto citokrom C može poslužiti kao akceptor elektrona, ovaj enzim se često naziva NADP-citokrom C reduktaza.

hemoprotein, ili citokrom P-450 obavlja funkciju konačne oksidaze. U stvari, mikrosomalna membrana sadrži mnoge oblike ovog hemoproteina, a ta se brojnost povećava s ponovljenom primjenom ksenobiotika. Relativna količina citokroma P-450, u poređenju sa reduktazom jetre, čini proces redukcije hema pomoću citokroma P-450 korakom koji ograničava brzinu oksidacije lijekova u jetri.

Proces mikrosomalne oksidacije lijekova zahtijeva učešće citokroma P-450, citokroma P-450 reduktaze, NADP-H i molekularnog kiseonika. Pojednostavljeni dijagram oksidativnog ciklusa prikazan je na slici (sl. 5-3). Oksidirani (Fe3+) citokrom P-450 se kombinuje sa supstratom leka i formira binarni kompleks. NADP-H je donor elektrona za flavoprotein reduktazu, koja zauzvrat smanjuje oksidirani kompleks lijeka citokroma P-450. Drugi elektron prolazi iz NADP-H kroz istu flavoprotein reduktazu, koja reducira molekularni kiseonik i formira kompleks supstrata "aktivirani kiseonik"-citokrom P-450. Ovaj kompleks prenosi "aktivirani kisik" na supstrat lijeka kako bi se formirao oksidirani proizvod.

Citokrom P-450

Citokrom P-450, koji se u literaturi često naziva CYP, predstavlja grupu enzima koji ne samo da metaboliziraju lijekove i druge ksenobiotike, već i učestvuju u sintezi glukokortikoidnih hormona, žučnih kiselina, prostanoida (tromboksana A2, prostaciklina I2), i holesterol. Citokrom P-450 je po prvi put identifikovan Klingenberg I Garfincell u mikrozomima jetre pacova 1958. Filogenetske studije su pokazale da su se citokromi P-450 pojavili u živim organizmima prije oko 3,5 milijardi godina. Citokrom P-450 je hemoprotein: sadrži hem. Naziv citokrom P-450 povezan je sa posebnim svojstvima ovog hemoproteina. U restauriranoj

U ovom obliku, citokrom P-450 vezuje ugljen monoksid da bi formirao kompleks sa maksimalnom apsorpcijom svetlosti na talasnoj dužini od 450 nm. Ovo svojstvo se objašnjava činjenicom da je u hemu citokroma P-450 željezo vezano ne samo za atome dušika četiri liganda (dok formira porfirinski prsten). Tu su i peti i šesti ligandi (iznad i ispod heme prstena) - atom dušika histidina i atom sumpora cisteina, koji su dio polipeptidnog lanca proteinskog dijela citokroma P-450. Najveća količina citokroma P-450 nalazi se u hepatocitima. Međutim, citokrom P-450 se nalazi iu drugim organima: u crijevima, bubrezima, plućima, nadbubrežnim žlijezdama, mozgu, koži, posteljici i miokardu. Najvažnije svojstvo citokroma P-450 je sposobnost metabolizma gotovo svih poznatih hemijskih jedinjenja. Najvažnija reakcija je hidroksilacija. Kao što je već navedeno, citokromi P-450 se nazivaju i monooksigenaze, jer uključuju jedan atom kisika u supstratu, koji ga oksidira, i jedan u vodi, za razliku od diooksigenaza, koje uključuju oba atoma kisika u supstratu.

Citokrom P-450 ima mnogo izoformi - izoenzima. Trenutno je izolovano više od 1000 izoenzima citokroma P-450. Izoenzimi citokroma P-450, prema klasifikaciji Nebert(1987), uobičajeno je da se nukleotidne/aminokiselinske sekvence dijele u porodice prema bliskosti (homologiji) nukleotidne/aminokiselinske sekvence. Zauzvrat, porodice su podijeljene na podporodice. Izoenzimi citokroma P-450 sa identitetom aminokiselinskog sastava više od 40% grupisani su u porodice (identifikovano je 36 porodica, od kojih 12 nalazimo kod sisara). Izoenzimi citokroma P-450 sa identičnim sastavom aminokiselina većim od 55% grupisani su u podfamilije (identifikovano je 39 podfamilija). Porodice citokroma P-450 obično se označavaju rimskim brojevima, podfamilije rimskim brojevima i latiničnim slovom.

Šema označavanja pojedinačnih izoenzima.

Prvi znak (na početku) je arapski broj koji označava porodicu.

Drugi simbol je latinično slovo koje označava podporodicu.

Na kraju (treći znak) označite arapski broj koji odgovara izoenzimu.

Na primjer, izoenzim citokroma P-450 označen kao CYP3A4 pripada porodici 3, podfamiliji IIIA. Izoenzimi citokroma P-450 su predstavnici različitih porodica potfamilija -

razlikuju se u regulatorima aktivnosti (inhibitori i induktori) i specifičnosti supstrata 1 . Na primjer, CYP2C9 isključivo metabolizira S-varfarin, dok se R-varfarin metaboliše CYP1A2 i CYP3A4.

Međutim, članovi pojedinih porodica, potfamilija i pojedinačni izoenzimi citokroma P-450 mogu imati unakrsnu specifičnost supstrata, kao i unakrsne inhibitore i induktori. Na primjer, ritonavir (antivirusni lijek) se metabolizira pomoću 7 izoenzima koji pripadaju različitim porodicama i potfamilijama (CYP1A2, CYP2A6, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, CYP2E1, CYP3A4). Cimetidin istovremeno inhibira 4 izoenzima: CYP1A2, CYP2C9, CYP2D6 i CYP3A4. Izoenzimi citokroma P-450 iz porodica I, II i III učestvuju u metabolizmu lekova. CYP1A1, CYP1A2, CYP2A6, CYP2B6, CYP2D6, CYP2C9, CYP209, CYP2E1, CYP3A4 su najvažniji i dobro proučeni izoenzimi citokroma P-450 za metabolizam lijekova. Sadržaj različitih izoenzima citokroma P-450 u ljudskoj jetri, kao i njihov doprinos oksidaciji lijekova, različiti su (Tabela 5-6). Ljekovite supstance - supstrati, inhibitori i induktori izoenzima citokroma P-450 predstavljeni su u Dodatak 1.

Tabela 5-6. Sadržaj izoenzima citokroma P-450 u ljudskoj jetri i njihov doprinos oksidaciji lijekova (Lewis et al., 1999.)

1 Neki izoenzimi citokroma P-450 imaju ne samo supstratnu specifičnost, već i stereospecifičnost.

Endogeni supstrati za izoenzime porodice CYPI su još uvijek nepoznati. Ovi izoenzimi metaboliziraju ksenobiotike: neke lijekove i PAH - glavne komponente duhanskog dima i produkata izgaranja fosilnih goriva. Karakteristična karakteristika izoenzima porodice CYPI je njihova sposobnost da ih induciraju PAH, uključujući dioksin i 2,3,7,8-tetrahlorodibenzo-p-dioksin (TCDD). Stoga se porodica CYPI u literaturi naziva „citokromom, inducibilni PAH“; “citokrom induciran dioksinom” ili “citokrom induciran s TCDD”. U ljudskom tijelu, porodica CYPI je predstavljena sa dvije potfamilije: IA i IB. Podfamilija IA uključuje izoenzime 1A1 i 1A2. IB potfamilija uključuje izoenzim 1B1.

Citokrom P-450 izoenzim 1A1 (CYP1A1) nalazi se uglavnom u plućima, au manjoj mjeri u limfocitima i placenti. CYP1A1 nije uključen u metabolizam lijekova, ali u plućima ovaj izoenzim aktivno metabolizira PAH. Istovremeno, neki PAH, na primjer, benzopiren i nitrozamini, pretvaraju se u kancerogena jedinjenja koja mogu izazvati razvoj malignih neoplazmi, prvenstveno raka pluća. Ovaj proces se naziva "biološka aktivacija kancerogena". Kao i drugi citohromi iz porodice CYPI, CYP1A1 induciraju PAH. Istovremeno je proučavan mehanizam indukcije CYP1A1 pod uticajem PAH-a. Nakon prodora u ćeliju, PAH se vezuju za Ah receptor (protein iz klase regulatora transkripcije); nastali kompleks PAH-Ap receptora ulazi u jezgro uz pomoć drugog proteina, ARNT, a zatim stimulira ekspresiju gena CYP1A1 vezivanjem za specifičnu dioksin osjetljivu regiju (mjesto) gena. Dakle, kod ljudi koji puše, indukcioni procesi CYP1A1 su najintenzivniji; to dovodi do biološke aktivacije kancerogena. Ovo objašnjava visok rizik od raka pluća kod pušača.

Citokrom P-450 izoenzim 1A2 (CYP1A2) nalazi se prvenstveno u jetri. Za razliku od citokroma CYP1A1, CYP1A2 metabolizira ne samo PAH, već i niz lijekova (teofilin, kofein i druge lijekove). Fenacetin, kofein i antipirin se koriste kao markerski supstrati za fenotipizaciju CYP1A2. U ovom slučaju, fenacetin je podvrgnut O-demetilaciji, kofein - 3-demetilaciji, a antipirin - 4-hidroksilaciji. Ocjena

Klirens kofeina je važan dijagnostički test za određivanje funkcionalnog stanja jetre. Zbog činjenice da je CYP1A2 glavni metabolički enzim kofeina, u suštini, ovaj test određuje aktivnost ovog izoenzima. Od pacijenta se traži da unese kofein obilježen izotopom radioaktivnog ugljika C 13 (C 13 -kofein), zatim se zrak koji pacijent izdahne skuplja u poseban rezervoar sat vremena i analizira. U tom slučaju, zrak koji pacijent izdahne sadrži radioaktivni ugljični dioksid (C 13 O 2 - formiran od radioaktivnog ugljika) i obični ugljični dioksid (C 12 O 2). Klirens kofeina je određen omjerom C 13 O 2 prema C 12 O 2 u izdahnutom zraku (mjereno pomoću masene spektroskopije). Postoji modifikacija ovog testa: pomoću tečne hromatografije visokih performansi određuje se koncentracija kofeina i njegovih metabolita u krvnoj plazmi, urinu i pljuvački uzetih na prazan želudac. U ovom slučaju, citokromi CYP3A4 i CYP2D6 daju određeni doprinos metabolizmu kofeina. Procjena klirensa kofeina je pouzdan test koji vam omogućava da procijenite funkcionalno stanje jetre u slučaju teškog oštećenja (na primjer, s cirozom jetre) i odredite stupanj oštećenja. Nedostaci testa su nedostatak osjetljivosti u slučajevima umjerenog oštećenja jetre. Na rezultat testa utiču pušenje (indukcija CYP1A2), starost i istovremena upotreba lekova koji menjaju aktivnost izoenzima citokroma P-450 (inhibitori ili induktori).

Citokrom P-450 podfamilija CYPIIA

Od izoenzima podfamilije CYPIIA, najvažniju ulogu u metabolizmu lijekova igra izoenzim citokroma P-450 2A6 (CYP2A6). Zajedničko svojstvo izoenzima podfamilije CYPIIA je sposobnost da budu inducibilni pod uticajem fenobarbitala, pa se podfamilija CYPIIA naziva fenobarbital-inducibilni citohromi.

Citokrom P-450 izoenzim 2A6 (CYP2A6) nalazi se uglavnom u jetri. CYP2A6 metabolizira mali broj lijekova. Uz pomoć ovog izoenzima, nikotin se pretvara u kotinin, kao i kotinin u 3-hidroksikotinin; 7-hidroksilacija kumarina; 7-hidroksilacija ciklofosfamida. CYP2A6 daje značajan doprinos metabolizmu ritonavira, paracetamola i valproične kiseline. CYP2A6 je uključen u biološku aktivaciju nitrozaminskih komponenti duhanskog dima, karcinogena koji uzrokuju rak pluća. CYP2A6 podstiče bioaktivaciju

moćni mutageni: 6-amino-(x)-rizen i 2-amino-3-metilmidazo-(4,5-f)-kvanolin.

Citokrom P450 podfamilija CYPIIB

Od izoenzima podfamilije CYPIIB, najvažniju ulogu u metabolizmu lijekova igra izoenzim CYP2B6. Zajedničko svojstvo izoenzima podfamilije CYPIIB je sposobnost da se induciraju fenobarbitalom.

Izoenzim citokroma P-450 2B6 (CYP2B6) je uključen u metabolizam malog broja lijekova (ciklofosfamid, tamoksifen, S-metadon p, bupropion p, efavirenz). CYP2B6 prvenstveno metabolizira ksenobiotike. Markerski supstrat za CYP2B6 je antikonvulziv.

S-mefenitoin p u ovom slučaju, CYP2B6 podvrgava S-mefenitoin p N-demetilaciji (utvrđeni metabolit je N-demetilmefenitoin). CYP2B6 učestvuje u metabolizmu endogenih steroida: katalizuje 16α-16β-hidroksilaciju testosterona.

Citokrom P-450 podfamilija CYPIIU

Od svih izoenzima podfamilije citokroma CYPIIC, najvažniju ulogu u metabolizmu lijekova imaju izoenzimi citokroma P-450 2C8, 2C9, 2C19. Zajedničko svojstvo citokroma iz podfamilije CYPIIC je aktivnost 4-hidroksilaze u odnosu na mefenitoin p (antikonvulzivni lijek). Mefenitoin p je marker supstrat izoenzima podfamilije CYPIIC. Zbog toga se izoenzimi podfamilije CYPIIC nazivaju i mefenitoin-4-hidroksilaze.

Izoenzim citokroma P-450 2C8 (CYP2C8) je uključen u metabolizam brojnih lijekova (NSAID, statini i drugi lijekovi). Za mnoge lijekove, CYP2C8 je “alternativni” put biotransformacije. Međutim, za lijekove kao što su repaglinid (hipoglikemijski lijek koji se uzima oralno) i taksol (citostatik), CYP2C8 je glavni metabolički enzim. CYP2C8 katalizira reakciju 6a-hidroksilacije taksola. Markerski supstrat CYP2C8 je paklitaksel (citostatski lijek). Tokom interakcije paklitaksela sa CYP2C8 dolazi do 6-hidroksilacije citostatika.

Citokrom P-450 2C9 izoenzim (CYP2C9) nalazi se uglavnom u jetri. CYP2C9 je odsutan u fetalnoj jetri i ne otkriva se tek mjesec dana nakon rođenja. Aktivnost CYP2C9 se ne mijenja tokom života. CYP2C9 metabolizira različite lijekove. CYP2C9 je glavni metabolički enzim

mnogi NSAID, uključujući selektivne inhibitore ciklooksigenaze-2, inhibitore receptora angiotenzina (losartan i irbesartan), hipoglikemičke lijekove (derivati ​​sulfonilureje), fenitoin (difenin ♠), indirektne antikoagulanse (varfarin 1, acenokumastatin 2), fluvastatin 3.

Treba napomenuti da CYP2C9 ima “stereoselektivnost” i metabolizira uglavnom S-varfarin i S-acenokumarol, dok se biotransformacija R-varfarina i R-acenokumarola odvija uz pomoć drugih izoenzima citokroma P-450: CYP1A2, CYP3A4. Induktori CYP2C9 su rifampicin i barbiturati. Treba napomenuti da gotovo svi sulfonamidni antibakterijski lijekovi inhibiraju CYP2C9. Međutim, otkriven je specifični inhibitor CYP2C9 - sulfafenazol r. Postoje dokazi da ekstrakt Echinacea purpurea inhibira CYP2C9 u studijama in vitro I in vivo, a hidrolizirani ekstrakt soje (zbog izoflavona koje sadrži) inhibira ovaj izoenzim in vitro. Kombinirana upotreba supstrata lijeka CYP2C9 sa njegovim inhibitorima dovodi do inhibicije metabolizma supstrata. Kao rezultat, mogu se pojaviti neželjene reakcije na lijekove supstrata CYP2C9 (uključujući intoksikaciju). Na primjer, kombinovana upotreba varfarina (supstrata CYP2C9) sa sulfonamidnim lijekovima (inhibitori CYP2C9) povećava antikoagulantni učinak varfarina. Zato se, kada se varfarin kombinuje sa sulfonamidima, preporučuje striktno (najmanje 1-2 puta tjedno) praćenje međunarodnog normaliziranog omjera. CYP2C9 ima genetski polimorfizam. „Spore“ alelne varijante CYP2C9*2 i CYP2C9*3 su polimorfizmi jednog nukleotida gena CYP2C9 koji su trenutno najpotpunije proučavani. Kod nosilaca alelnih varijanti CYP2C9*2 i CYP2C9*3, primećeno je smanjenje aktivnosti CYP2C9; to dovodi do smanjenja brzine biotransformacije lijekova koje metabolizira ovaj izoenzim i do povećanja njihove koncentracije u plazmi

1 Varfarin je racemska mješavina izomera: S-varfarina i R-vafrarina. Treba napomenuti da S-varfarin ima veću antikoagulantnu aktivnost.

2 Acenocoumarol je racematska mješavina izomera: S-acenocoumarol i R-acenocoumarol. Međutim, za razliku od varfarina, ova dva izomera imaju isto antikoagulantno djelovanje.

3 Fluvastatin je jedini lijek iz grupe inhibitora HMG-CoA reduktaze lijekova za snižavanje lipida, čiji se metabolizam odvija uz sudjelovanje CYP2C9, a ne CYP3A4. U ovom slučaju, CYP2C9 metabolizira oba izomera fluvastatina: aktivni (+)-3R,5S enantiomer i neaktivni (-)-3S,5R enantiomer.

krv. Stoga su heterozigoti (CYP2C9*1/*2, CYP2C9*1/*3) i homozigoti (CYP2C9*2/*2, CYP2C9*3/*3, CYP2C9*2/*3) „spori“ metabolizatori CYP2C9. Tako se kod ove kategorije pacijenata (nosilaca navedenih alelnih varijanti gena CYP2C9) najčešće javljaju neželjene reakcije na lijekove čiji se metabolizam odvija pod utjecajem CYP2C9 (indirektni antikoagulansi, NSAIL, hipoglikemijski lijekovi koji se koriste oralno - derivati ​​sulfonilureje).

Citokrom P-450 izoenzim 2C18 (CYP2C18) nalazi se uglavnom u jetri. CYP2Cl8 je odsutan u fetalnoj jetri i ne otkriva se tek mjesec dana nakon rođenja. Aktivnost CYP2Cl8 se ne mijenja tokom života. CYP2Cl8 daje određeni doprinos metabolizmu lijekova kao što su naproksen, omeprazol, piroksikam, propranolol, izotretinoin (retinoična kiselina) i varfarin.

Citokrom P-450 izoenzim 2C19 (CYP2C19) je glavni enzim u metabolizmu inhibitora protonske pumpe. Istovremeno, metabolizam pojedinih lijekova iz grupe inhibitora protonske pumpe ima svoje karakteristike. Tako su otkrivena dva metabolička puta za omeprazol.

Omeprazol se pretvara u hidroksiomeprazol pomoću CYP2C19. Pod uticajem CYP3A4, hidroksiomeprazol se pretvara u omeprazol hidroksisulfon.

Pod uticajem CYP3A4, omeprazol se pretvara u omeprazol sulfid i omeprazol sulfon. Pod uticajem CYP2C19, omeprazol sulfid i omeprazol sulfon se pretvaraju u omeprazol hidroksisulfon.

Dakle, bez obzira na put biološke transformacije, konačni metabolit omeprazola je omeprazol hidroksisulfon. Međutim, treba napomenuti da su ovi metabolički putevi karakteristični prvenstveno za R-izomer omeprazola (S-izomer se podvrgava biotransformaciji u znatno manjoj mjeri). Razumijevanje ovog fenomena omogućilo je stvaranje ezoprazola r, lijeka koji predstavlja S-izomer omeprazola (inhibitori i induktori CYP2C19, kao i genetski polimorfizam ovog izoenzima, imaju manji utjecaj na farmakokinetiku ezoprazola).

Metabolizam lansoprazola je identičan metabolizmu omeprazola. Rabeprazol se metabolizira pomoću CYP2C19 i CYP3A4 u dimetilrabeprazol i rabeprazol sulfon.

CYP2C19 je uključen u metabolizam tamoksifena, fenitoina, tiklopidina i psihotropnih lijekova kao što su triciklički antidepresivi, diazepam i neki barbiturati.

CYP2C19 karakterizira genetski polimorfizam. Spori metabolizatori CYP2Cl9 su nosioci “sporih” alelnih varijanti. Primjena lijekova koji su supstrati ovog izoenzima kod sporih metabolizatora CYP2CL9 dovodi do češće pojave nuspojava, posebno kod primjene lijekova uskog terapijskog opsega: triciklički antidepresivi, diazepam, neki barbiturati (mefobarbital, heksobarbital). Međutim, najveći broj studija posvećen je učinku polimorfizma gena CYP2C19 na farmakokinetiku i farmakodinamiku blokatora inhibitora protonske pumpe. Kako pokazuju farmakokinetičke studije provedene uz učešće zdravih dobrovoljaca, površina ispod farmakokinetičke krivulje, vrijednosti maksimalne koncentracije omeprazola, lansoprazola i rabeprazola su značajno veće kod heterozigota i, posebno, kod homozigota za „spori“ alel. varijante gena CYP2C19. Osim toga, izraženija supresija želučane sekrecije primjenom omeprazola, lansorprazola, rabeprazola uočena je kod pacijenata (heterozigota i homozigota za „spore“ alelne varijante CYP2C19) koji boluju od peptičkog ulkusa i refluksnog ezofagitisa. Međutim, učestalost neželjenih reakcija na lijekove inhibitora protonske pumpe ne ovisi o genotipu CYP2C19. Postojeći podaci sugeriraju da su za postizanje "ciljane" supresije želučane sekrecije kod heterozigota i homozigota za "spore" alelne varijante gena CYP2C19 potrebne niže doze inhibitora protonske pumpe.

Citokrom P-450 podfamilija CYPIID

Podfamilija citokroma P-450 CYPIID uključuje jedan izoenzim - 2D6 (CYP2D6).

Citokrom P-450 izoenzim 2D6 (CYP2D6) nalazi se uglavnom u jetri. CYP2D6 metabolizira oko 20% svih poznatih lijekova, uključujući antipsihotike, antidepresive, sredstva za smirenje i β-blokatore. Dokazano je: CYP2D6 je glavni enzim za biotransformaciju tricikličkog antidepresiva amitriptilina. Međutim, kako su studije pokazale, mali dio amitriptilina se metabolizira drugim izoenzimima citokroma P-450 (CYP2C19, CYP2C9, CYP3A4) u neaktivne metabolite. Debrisoquine p, dekstrometorfan i spartein su markerski supstrati koji se koriste za fenotipizaciju izoenzima 2D6. CYP2D6, za razliku od drugih izoenzima citokroma P-450, nema induktore.

Gen CYP2D6 ima polimorfizam. Još 1977. Iddle i Mahgoub su skrenuli pažnju na razliku u hipotenzivnom dejstvu kod pacijenata sa arterijskom hipertenzijom koji su koristili debrisohin p (lek iz grupe α-blokatora). Istovremeno su formulisali pretpostavku o razlici u brzini metabolizma (hidroksilacije) debrisokina p kod različitih osoba. Kod “sporih” metabolizatora debrisokina zabilježena je najveća jačina hipotenzivnog efekta ovog lijeka. Kasnije je dokazano da „spori“ metabolizatori debrisokina β imaju spor metabolizam i nekih drugih lijekova, uključujući fenacetin, nortriptilin β, fenformin β, spartein, enkainid β, propranolol, guanoksan β i amitriptilin. Kako su dalje studije pokazale, "spori" metabolizatori CYP2D6 su nosioci (i homozigoti i heterozigoti) funkcionalno defektnih alelnih varijanti gena CYP2D6. Rezultat ovih opcija je izostanak sinteze CYP2D6 (alelna varijanta CYP2D6x5), sinteze neaktivnog proteina (alelne varijante CYP2D6x3, CYP2D6x4, CYP2D6x6, CYP2D6x7, CYP2D6xD6x8, CYP2D6xD6x8, CYP2D6xD6, CYP2D6x8, CYP2D6x8, CYP2D6x4 4, CYP2D6x15, CYP2D6x19, CYP2D6x20), sinteza neispravan protein sa smanjenom aktivnošću yu (opcije CYP2D6x9, CYP2D6x10, CYP2D6x17,

CYP2D6x18, CYP2D6x36). Svake godine raste broj pronađenih alelnih varijanti gena CYP2D6 (njihovo nošenje dovodi do promjena u aktivnosti CYP2D6). Međutim, Saxena (1994) ističe da su 95% svih “sporih” metabolizatora CYP2D6 nosioci varijanti CYP2D6x3, CYP2D6x4, CYP2D6x5; druge varijante se nalaze mnogo rjeđe. Prema Rau et al. (2004), učestalost alelne varijante CYP2D6x4 među pacijentima koji su iskusili neželjene reakcije na lijekove dok su uzimali triciklične antidepresive (arterijska hipotenzija, sedacija, tremor, kardiotoksičnost) je skoro 3 puta (20%) veća od one kod pacijenata čije liječenje nije bilo komplikacija. zabilježeno sa ovim lijekovima (7%). Sličan učinak genetskog polimorfizma CYP2D6 pronađen je na farmakokinetiku i farmakodinamiku antipsihotika, zbog čega su dokazali postojanje povezanosti između prijenosa određenih alelnih varijanti gena CYP2D6 i razvoja ekstrapiramidnih poremećaja izazvanih antipsihoticima.

Međutim, nošenje „sporih“ alelnih varijanti gena CYP2D6 može biti praćeno ne samo povećanim rizikom od razvoja nuspojava na lijekove prilikom upotrebe lijeka;

pacovi metabolizirani ovim izoenzimom. Ako je lijek prolijek, a aktivni metabolit se formira upravo pod uticajem CYP2D6, onda se primećuje niska efikasnost leka kod nosilaca „sporih“ alelnih varijanti. Tako je kod nosilaca “sporih” alelnih varijanti gena CYP2D6 zabilježen manje izražen analgetski učinak kodeina. Ovaj fenomen se objašnjava smanjenjem O-demetilacije kodeina (tokom ovog procesa nastaje morfijum). Analgetski učinak tramadola također je posljedica aktivnog metabolita O-demetiltramadola (nastalog djelovanjem CYP2D6). Kod nosilaca "sporih" alelnih varijanti gena CYP2D6, zabilježeno je značajno smanjenje sinteze O-demetiltramadola; ovo može dovesti do nedovoljnog analgetskog efekta (slično kao kod upotrebe kodeina). Dakle, Stamer et al. (2003), proučavajući analgetski učinak tramadola kod 300 pacijenata koji su bili podvrgnuti operaciji abdomena, otkrili su da homozigoti za “spore” alelne varijante gena CYP2D6 ne “reaguju” na terapiju tramadolom 2 puta češće od pacijenata koji nisu nose ove alele (46,7% naspram 21,6%, respektivno, p=0,005).

Trenutno su provedena mnoga istraživanja o učinku genetskog polimorfizma CYP2D6 na farmakokinetiku i farmakodinamiku β-blokatora. Rezultati ovih studija imaju klinički značaj za individualizaciju farmakoterapije za ovu grupu lijekova.

Citokrom P-450 podfamilija CYPIIB

Od izoenzima podfamilije citokroma IIE, najvažniju ulogu u metabolizmu lijekova ima izoenzim citokroma P-450 2E1. Zajedničko svojstvo izoenzima iz podfamilije CYPIIE je sposobnost indukcije pod uticajem etanola. Zato je drugo ime podfamilije CYPIIE citohromi inducibilni etanolom.

Citokrom P-450 izoenzim 2E1 (CYP2E1) nalazi se u jetri odraslih osoba. CYP2E1 čini oko 7% svih izoenzima citokroma P-450. Supstrati CYP2E1 su male količine lijekova, kao i neki drugi ksenobiotici: etanol, nitrozamini, “mali” aromatični ugljovodonici poput benzena i anilina, alifatski hlorougljikohidrati. CYP2E1 katalizira konverziju dapsona u hidroksilamindapson, n1-demetilaciju i N7-demetilaciju kofeina, dehalogenaciju hlorofluorougljika i inhalacijske anestetike (halotan) i nekoliko drugih reakcija.

CYP2E1, zajedno sa CYP1A2, katalizuju važnu reakciju koja pretvara paracetamol (acetaminofen) u N-acetilbenzohinonimin, koji ima snažan hepatotoksični efekat. Postoje dokazi o učešću citokroma CYP2E1 u vaterogenezi. Na primjer, poznato je da je CYP2E1 najvažniji izoenzim citokroma P-450 koji oksidira kolesterol lipoproteina niske gustine (LDL). U oksidaciji LDL-a učestvuju i citokromi i drugi izoenzimi citokroma P-450, kao i 15-lipoksigenaza i NADPH-oksidaze. Proizvodi oksidacije: 7a-hidroksiholesterol, 7β-hidroksiholesterol, 5β-6β-epoksiholesterol, 5α-6β-epoksiholesterol, 7-ketoholesterol, 26-hidroksiholesterol. Proces oksidacije LDL-a odvija se u endotelnim ćelijama, glatkim mišićima krvnih sudova i makrofagima. Oksidirani LDL stimulira stvaranje pjenastih stanica i na taj način doprinosi stvaranju aterosklerotskih plakova.

Citokrom P-450 podfamilija CYPIIIA

Podfamilija citokroma P-450 CYPIIIA uključuje četiri izoenzima: 3A3, 3A4, 3A5 i 3A7. Citohromi potfamilije IIIA čine 30% svih izoenzima citokroma P-450 u jetri i 70% svih izoenzima u zidu digestivnog trakta. Istovremeno, izoenzim 3A4 (CYP3A4) je pretežno lokalizovan u jetri, a izoenzim 3A3 (CYP3A3) i 3A5 (CYP3A5) su lokalizovani u zidovima želuca i creva. Izoenzim 3A7 (CYP3A7) se nalazi samo u fetalnoj jetri. Od izoenzima podfamilije IIIA, CYP3A4 igra najvažniju ulogu u metabolizmu lijekova.

Izoenzim citokroma P-450 3A4 (CYP3A4) metabolizira oko 60% svih poznatih lijekova, uključujući spore blokade kalcijevih kanala, makrolidne antibiotike, neke antiaritmike, statine (lovastatin, simvastatin, atorvastatin), klopidogrel 1 i druge lijekove.

CYP3A4 katalizira reakciju 6β-hidroksilacije endogenih steroida, uključujući testosteron, progesteron i kortizol p. Markerski supstrati za određivanje aktivnosti CYP3A4 su dapson, eritromicin, nifedipin, lidokain, testosteron i kortizol p.

Metabolizam lidokaina se odvija u hepatocitima, gdje se monoetilglicin ksilidid (MEGX) formira oksidativnom N-deetilacijom CYP3A4.

1 Klopidogrel je prolijek; pod uticajem CYP3A4 pretvara se u aktivni metabolit sa antitrombocitnim efektom.

Određivanje aktivnosti CYP3A4 pomoću MEGX-a (metabolita lidokaina) je najosetljiviji i specifični test koji vam omogućava da procenite funkcionalno stanje jetre kod akutnih i hroničnih oboljenja jetre, kao i kod sindroma sistemskog upalnog odgovora (sepsa). Kod ciroze jetre koncentracija MEGX-a korelira s prognozom bolesti.

U literaturi postoje podaci o intraspecifičnoj varijabilnosti metabolizma lijekova pod utjecajem CYP3A4. Međutim, molekularni dokazi za genetske polimorfizme CYP3A4 pojavili su se tek nedavno. Tako, A. Lemoin et al. (1996) opisali su slučaj intoksikacije takrolimusom (supstratom CYP3A4) kod pacijenta nakon transplantacije jetre (aktivnost CYP3A4 nije mogla biti otkrivena u ćelijama jetre). Tek nakon tretmana transplantiranih ćelija jetre glukokortikoidima (induktori CYP3A4) može se odrediti aktivnost CYP3A4. Postoji pretpostavka da je poremećaj ekspresije faktora transkripcije gena koji kodira CYP3A4 uzrok varijabilnosti u metabolizmu ovog citokroma.

Izoenzim citokroma P-450 3A5 (CYP3A5), prema novijim podacima, može igrati značajnu ulogu u metabolizmu određenih lijekova. Treba napomenuti da se CYP3A5 eksprimira u jetri kod 10-30% odraslih osoba. Kod ovih osoba, doprinos CYP3A5 aktivnosti svih izoenzima IIIA potfamilije kreće se od 33 (kod Evropljana) do 60% (kod Afroamerikanaca). Kako su studije pokazale, pod uticajem CYP3A5 dolazi do procesa biotransformacije onih lekova koji se tradicionalno smatraju supstratima CYP3A4. Treba napomenuti da induktori i inhibitori CYP3A4 imaju slične efekte na CYP3A5. Aktivnost CYP3A5 varira više od 30 puta među pojedincima. Razlike u aktivnosti CYP3A5 prvi su opisali Paulussen et al. (2000): zapazili su in vitro značajne razlike u brzini metabolizma midazolama pod uticajem CYP3A5.

Dihidropirimidin dehidrogenaza

Fiziološka funkcija dihidropirimidin dehidrogenaze (DPDH) je redukcija uracila i timidina - prva reakcija trostepenog metabolizma ovih spojeva na β-alanin. Osim toga, EMDR je glavni enzim koji metabolizira 5-fluorouracil. Ovaj lijek se koristi kao dio kombinovane kemoterapije za karcinom dojke, jajnika, jednjaka, želuca, debelog crijeva i rektuma, jetre, grlića maternice, vulve. Također

5-fluorouracil se koristi u liječenju raka mokraćne bešike, prostate, tumora glave, vrata, pljuvačnih žlijezda, nadbubrežnih žlijezda i pankreasa. Trenutno je poznata sekvenca aminokiselina i broj aminokiselinskih ostataka (ukupno ih ima 1025) koji čine EMDR; Molekularna težina enzima je 111 kDa. Identifikovan je EMDR gen koji se nalazi na hromozomu 1 (lokus 1p22). Citoplazma ćelija različitih tkiva i organa sadrži EMPG, a posebno velike količine enzima nalaze se u ćelijama jetre, monocitima, limfocitima, granulocitima i trombocitima. Međutim, EMDR aktivnost nije uočena u eritrocitima (Van Kuilenburg et al., 1999). Od sredine 80-ih zabilježeni su izvještaji o ozbiljnim komplikacijama koje su nastale upotrebom 5-fluorouracila (uzrok komplikacija je nasljedna niska aktivnost EMDR-a). Kao što su pokazali Diasio et al. (1988), niska EMDR aktivnost se nasljeđuje na autosomno recesivan način. Dakle, EMPG je enzim sa genetskim polimorfizmom. U budućnosti je vjerovatno da će EMDR fenotipizacija i metode genotipizacije biti uvedene u onkološku praksu kako bi se osigurala sigurnost kemoterapije 5-fluorouracilom.

5.4. FAZA II ENZIMI BIOTRANSFORMACIJE LIJEKA

Glukuroniltransferaze

Glukuronidacija je najvažnija reakcija faze II metabolizma lijekova. Glukuronidacija je dodavanje (konjugacija) uridin difosfat-glukuronske kiseline (UDP-glukuronske kiseline) supstratu. Ovu reakciju katalizira superfamilija enzima koji se nazivaju "UDP-glukuroniltransferaze" i nazivaju se UGT. Superfamilija UDP-glukuroniltransferaze uključuje dve porodice i više od dvadeset izoenzima lokalizovanih u endoplazmatskom sistemu ćelija. Oni katalizuju glukuronidaciju velikog broja ksenobiotika, uključujući lijekove i njihove metabolite, pesticide i karcinogene. Jedinjenja koja prolaze kroz glukuronidaciju uključuju etere i estre; spojevi koji sadrže karboksilne, karbamoilne, tiolne i karbonilne grupe, kao i nitro grupe. Glukuronidacija

dovodi do povećanja polariteta hemijskih jedinjenja, što olakšava njihovu rastvorljivost u vodi i eliminaciju. UDP-glukuroniltransferaze se nalaze kod svih kičmenjaka: od riba do ljudi. U organizmu novorođenčadi bilježi se niska aktivnost UDP-glukuroniltransferaza, ali se nakon 1-3 mjeseca života aktivnost ovih enzima može uporediti s onom kod odraslih. UDP-glukuroniltransferaze se nalaze u jetri, crijevima, plućima, mozgu, olfaktornom epitelu i bubrezima, ali jetra je glavni organ u kojem se javlja glukuronidacija. Stepen ekspresije različitih izoenzima UDP-glukuronil transferaze u organima varira. Dakle, izoenzim UDP-glukuroniltransferaze UGT1A1, koji katalizuje glukuronidaciju bilirubina, eksprimiran je uglavnom u jetri, ali ne i u bubrezima. Izoenzimi UDP-glukuroniltransferaze UGT1A6 i UGT1A9, odgovorni za glukuronidaciju fenola, podjednako su izraženi i u jetri i u bubrezima. Kao što je gore pomenuto, na osnovu identiteta sastava aminokiselina, superfamilija UDP-glukuroniltransferaza je podeljena u dve porodice: UGT1 i UGT2. Izoenzimi porodice UGT1 slični su po sastavu aminokiselina za 62-80%, a izoenzimi porodice UGT2 su slični 57-93%. Izoenzimi koji su dio familije humanih UDP-glukuroniltransferaza, kao i lokalizacija gena i markerskih supstrata izoenzima za fenotipizaciju prikazani su u tabeli (Tabela 5-7).

Fiziološka funkcija UDP-glukuroniltransferaza je glukuronidacija endogenih jedinjenja. Produkt katabolizma hema, bilirubin, je najviše proučavan endogeni supstrat UDP-glukuroniltransferaze. Glukuronidacija bilirubina sprečava nakupljanje toksičnog slobodnog bilirubina. U tom slučaju, bilirubin se izlučuje žučom u obliku monoglukuronida i diglukuronida. Druga fiziološka funkcija UDP-glukuroniltransferaze je učešće u metabolizmu hormona. Dakle, tiroksin i trijodtironin prolaze kroz glukuronidaciju u jetri i izlučuju se u obliku glukuronida u žuči. UDP-glukuroniltransferaze su također uključene u metabolizam steroidnih hormona, žučnih kiselina i retinoida, ali ove reakcije su trenutno nedovoljno proučene.

Lijekovi različitih klasa podliježu glukuronidaciji, mnogi od njih imaju uski terapijski raspon, na primjer, morfin i hloramfenikol (tablica 5-8).

Tabela 5-7. Sastav humanih porodica UDP-glukuroniltransferaze, lokalizacija gena i markerski supstrati izoenzima

Tabela 5-8. Lijekovi, metaboliti i ksenobiotici koji su podložni glukuronidaciji različitim izoenzimima UDP-glukuroniltransferaze

Kraj tabele 5-8

Lijekovi (predstavnici različitih hemijskih grupa) podložni glukuronidaciji

Fenoli: propofol, acetaminofen, nalokson.

Alkoholi: hloramfenikol, kodein, oksazepam.

Alifatski amini: ciklopiroksolamin p, lamotrigin, amitriptilin.

Karboksilne kiseline: ferpazon p, fenilbutazon, sulfinpirazon.

Karboksilne kiseline: naproksen, zomepiral p, ketoprofen. Dakle, spojevi podliježu glukuronidaciji

koji sadrže različite funkcionalne grupe koje djeluju kao akceptori za UDP-glukuronsku kiselinu. Kao što je već spomenuto, kao rezultat glukuronidacije nastaju polarni neaktivni metaboliti koji se lako izlučuju iz tijela. Međutim, postoji primjer gdje glukuronidacija rezultira stvaranjem aktivnog metabolita. Glukuronidacija morfijuma dovodi do stvaranja morfijum-6-glukuronida, koji ima značajan analgetski efekat i manje je verovatno da će od morfijuma izazvati mučninu i povraćanje. Glukuronidacija također može doprinijeti biološkoj aktivaciji kancerogena. Karcinogeni glukuronidi uključuju 4-aminobifenil N-glukuronid, N-acetilbenzidin N-glukuronid i 4-((hidroksimetil)-nitrozoamino)-1-(3-piridil)-1-butanon O-glukuronid.

Postojanje nasljednih poremećaja glukuronidacije bilirubina odavno je poznato. To uključuje Gilbertov sindrom i Crigler-Najjar sindrom. Gilbertov sindrom je nasljedna bolest koja se nasljeđuje autosomno recesivno. Prevalencija Gilbertovog sindroma u populaciji je 1-5%. Uzrok razvoja ove bolesti su tačkaste mutacije (obično supstitucije u nukleotidnoj sekvenci) u UGT1 genu. U tom slučaju se formira UDP-glukuroniltransferaza, koju karakterizira niska aktivnost (25-30% normalnog nivoa). Promjene u glukuronidaciji lijekova kod pacijenata sa Gilbertovim sindromom su malo proučavane. Postoje dokazi o smanjenom klirensu tolbutamida, paracetamola (acetaminofena ♠) i rifampina p kod pacijenata sa Gilbertovim sindromom. Proučavali smo učestalost nuspojava novog citotoksičnog lijeka irinotekana kod pacijenata koji boluju i od kolorektalnog karcinoma i od Gilbertovog sindroma te kod pacijenata s kolorektalnim karcinomom. Irinotekan (STR-11) je novi visoko efikasan lijek koji ima citostatsko djelovanje, inhibira topoizomerazu I i koristi se za kolorektalni karcinom u prisustvu rezistencije na fluorouracil. Irinotekan se u jetri, pod dejstvom karboksilesteraza, pretvara

u aktivni metabolit 7-etil-10-hidroksikamptotecin (SN-38). Glavni metabolički put SN-38 je glukuronidacija pomoću UGT1A1. Tokom studija, nuspojave irinotekana (posebno dijareja) značajno su češće zabilježene kod pacijenata sa Gilbertovim sindromom. Naučnici su dokazali da je nošenje alelnih varijanti UGT1A1x1B, UGT1A1x26, UGT1A1x60 povezano sa češćim razvojem hiperbilirubinemije pri upotrebi irinotekana, dok su niske vrijednosti površine ispod farmakokinetičke krivulje glukuronida zabilježene SN-38. Trenutno, Američka uprava za hranu i lijekove (Administracija hrane i droge- FDA je odobrila određivanje alelnih varijanti gena UGT1A1 za odabir režima doziranja irinotekana. Postoje podaci o učinku nosivosti alelnih varijanti gena koji kodiraju druge izoforme UGT na farmakokinetiku i farmakodinamiku različitih lijekova.

Acetiltransferaze

Acetilacija predstavlja jedan od najranijih mehanizama adaptacije u evoluciji. Reakcija acetilacije je neophodna za sintezu masnih kiselina, steroida i funkcioniranje Krebsovog ciklusa. Važna funkcija acetilacije je metabolizam (biotransformacija) ksenobiotika: lijekova, kućnih i industrijskih otrova. Na procese acetilacije utiče N-acetiltransferaza, kao i koenzim A. Kontrola intenziteta acetilacije u ljudskom organizmu odvija se uz učešće β2-adrenergičkih receptora i zavisi od metaboličkih rezervi (pantotenska kiselina, piridoksin, tiamin, lipoična kiselina *) i genotip. Osim toga, intenzitet acetilacije ovisi o funkcionalnom stanju jetre i drugih organa koji sadrže N-acetiltransferazu (iako se acetilacija, kao i druge reakcije faze II, malo mijenja u bolestima jetre). U međuvremenu, acetilacija lijekova i drugih ksenobiotika odvija se pretežno u jetri. Izolovana su dva izoenzima N-acetiltransferaze: N-acetiltransferaza 1 (NAT1) i N-acetiltransferaza 2 (NAT2). NAT1 acetilira mali broj arilamina i ne pokazuje genetski polimorfizam. Dakle, glavni enzim za acetilaciju je NAT2. NAT2 gen se nalazi na hromozomu 8 (lokusi 8p23.1, 8p23.2 i 8p23.3). NAT2 acetilira različite lijekove, uključujući izoniazid i sulfonamide (Tabela 5-9).

Tabela 5-9. Lijekovi podložni acetilaciji

Najvažnijim svojstvom NAT2 smatra se genetski polimorfizam. Acetilacijski polimorfizam prvi je opisao Evans 1960-ih; izolovao je spore i brze acetilatore izoniazida. Uočeno je i da se kod “sporih” acetilatora, zbog akumulacije (kumulacije) izoniazida, češće javlja polineuritis. Tako je kod „sporih“ acetilatora poluživot izoniazida 3 sata, dok je kod „brzih“ acetilatora 1,5 h. Do razvoja polineuritisa dolazi zbog uticaja izoniazida: lek inhibira tranziciju piridoksina (vitamin B 6) na aktivni koenzim dipiridoksin fosfat, neophodan za sintezu mijelina. Pretpostavljalo se da će u “brzim” acetilatorima upotreba izoniazida vjerojatnije dovesti do razvoja hepatotoksičnog efekta zbog intenzivnijeg stvaranja acetilhidrazina, ali ova pretpostavka nije dobila praktičnu potvrdu. Individualna brzina acetilacije ne utiče značajno na režim doziranja leka kada se uzima svakodnevno, ali može smanjiti efikasnost terapije periodičnom upotrebom izoniazida. Nakon analize rezultata liječenja izoniazidom kod 744 bolesnika s tuberkulozom, utvrđeno je da se kod “sporih” acetilatora brže zatvaranje plućnih šupljina. Kao što je pokazala studija koju je sproveo Sunahara 1963. godine, “spori” acetilatori su homozigoti za “spori” NAT2 alel, a “brzi” metabolizatori su homozigoti ili heterozigoti za “brzi” NAT2 alel. Evans je 1964. objavio podatke koji pokazuju da je polimorfizam acetilacije karakterističan ne samo za izoniazid, već i za hidralazin i sulfonamide. Tada je prisustvo polimorfizma acetil-

Rezultati su dokazani i za druge lijekove. Upotreba prokainamida i hidralazina u “sporim” acetilatorima mnogo češće uzrokuje oštećenje jetre (hepatotoksičnost), pa se za ove lijekove karakteriše i acetilacijski polimorfizam. Međutim, u slučaju dapsona (također podložnog acetilaciji), nije bilo moguće otkriti razlike u učestalosti sindroma sličnog lupusu kada se koristi ovaj lijek sa „sporim“ i „brzim“ acetilatorima. Prevalencija “sporih” acetilatora varira: od 10-15% među Japancima i Kinezima do 50% među bijelcima. Tek kasnih 80-ih godina počeli su identificirati alelne varijante gena NAT2, čije nošenje uzrokuje sporu acetilaciju. Trenutno je poznato oko 20 mutiranih alela NAT2 gena. Sve ove alelne varijante nasljeđuju se na autosomno recesivan način.

Tip acetilacije se određuje korištenjem metoda fenotipizacije NAT2 i genotipizacije. Dapson, izoniazid i sulfadimin (sulfadimezin *) koriste se kao markerski supstrati za acetilaciju. Omjer koncentracije monoacetildapsona i koncentracije dapsona u krvnoj plazmi manji od 0,35 6 sati nakon primjene lijeka tipičan je za “spore” acetilatore, a više od 0,35 za “brze” acetilatore. Ako se sulfadimin koristi kao marker supstrat, tada prisustvo manje od 25% sulfadimina u krvnoj plazmi (analiza obavljena nakon 6 sati) i manje od 70% u urinu (sakupljeno 5-6 sati nakon primjene lijeka) ukazuje na „sporo ” fenotip acetilacije.

Tiopurin S-metiltransferaza

Tiopurin S-metiltransferaza (TPMT) je enzim koji katalizuje reakciju S-metilacije derivata tiopurina - glavni metabolički put za citostatske supstance iz grupe antagonista purina: 6-merkaptopurin, 6-tioguanin, azatioprin. 6-mer-kaptopurin se koristi kao dio kombinovane kemoterapije za mijeloblastnu i limfoblastnu leukemiju, kroničnu mijeloičnu leukemiju, limfosarkom i sarkom mekog tkiva. Za akutnu leukemiju obično se koristi 6-tioguanin. Trenutno je poznat niz aminokiselina i broj aminokiselinskih ostataka koji čine TRMT - 245. Molekularna težina TRMT-a je 28 kDa. Identifikovan je i TPMT gen koji se nalazi na hromozomu 6 (lokus 6q22.3). TPMT se nalazi u citoplazmi hematopoetskih ćelija.

Godine 1980. Weinshiboum je proučavao aktivnost TPMT kod 298 zdravih dobrovoljaca i otkrio značajne razlike u TPMT aktivnosti među ljudima: 88,6% ispitanika imalo je visoku aktivnost TPMT, 11,1% je imalo srednju aktivnost. Niska aktivnost TPMT (ili potpuno odsustvo aktivnosti enzima) zabilježena je kod 0,3% ispitanih dobrovoljaca. Ovako je po prvi put opisan genetski polimorfizam TRMT-a. Novije studije su pokazale da ljudi sa niskom aktivnošću TPMT imaju povećanu osjetljivost na 6-merkaptopurin, 6-tioguanin i azatioprin; Istovremeno se razvijaju po život opasne hematotoksične (leukopenija, trombocitopenija, anemija) i hepatotoksične komplikacije. U uslovima niske aktivnosti TPMT, metabolizam 6-merkaptopurina se odvija alternativnim putem - do visoko toksičnog jedinjenja 6-tioguanin nukleotida. Lennard et al. (1990) proučavali su koncentraciju 6-tioguanin nukleotida u krvnoj plazmi i aktivnost TPMT u eritrocitima 95 djece koja su primala 6-merkaptopurin zbog akutne limfoblastne leukemije. Autori su otkrili da što je niža aktivnost TPMT, to su veće koncentracije 6-TGN u krvnoj plazmi i izraženije nuspojave 6-merkaptopurina. Sada je dokazano da se niska aktivnost TPMT nasljeđuje na autosomno recesivan način, pri čemu homozigoti imaju nisku aktivnost TPMT i srednju aktivnost u heterozigota. Genetske studije posljednjih godina, provedene metodom lančane reakcije polimeraze, omogućile su otkrivanje mutacija u TPMT genu, koje određuju nisku aktivnost ovog enzima. Sigurne doze 6-merkaptopurina: sa visokom aktivnošću TPMT (normalan genotip) propisano je 500 mg/(m 2 × dan), sa srednjom aktivnošću TPMT (heterozigoti) - 400 mg/(m 2 × dan), sa sporom aktivnošću TRMT ( homozigoti) - 50 mg/(m 2 × dan).

Sulfotransferaze

Sulfacija je reakcija dodavanja (konjugacije) ostatka sumporne kiseline na supstrat, što rezultira stvaranjem estera ili sulfomata sumporne kiseline. Egzogeni spojevi (uglavnom fenoli) i endogeni spojevi (hormoni štitnjače, kateholamini, neki steroidni hormoni) su podložni sulfaciji u ljudskom tijelu. 3"-fosfoadenil sulfat djeluje kao koenzim za reakciju sulfacije. Tada dolazi do konverzije 3"-fosfoadenil sulfata u adenozin-3,5"-bisfosfonat. Reakciju sulfacije katalizira

porodica enzima zvanih sulfotransferaze (SULT). Sulfotransferaze su lokalizovane u citosolu. Tri porodice su pronađene u ljudskom tijelu. Trenutno je identificirano oko 40 izoenzima sulfotransferaze. Izoenzimi sulfotransferaze u ljudskom tijelu su kodirani sa najmanje 10 gena. Najveća uloga u sulfatiranju lijekova i njihovih metabolita pripada izoenzima sulfotransferaze 1. porodice (SULT1). SULT1A1 i SULT1A3 su najvažniji izoenzimi ove porodice. SULT1 izoenzimi su uglavnom lokalizovani u jetri, kao i u debelom i tankom crevu, plućima, mozgu, slezeni, posteljici i leukocitima. SULT1 izoenzimi imaju molekulsku težinu od oko 34 kDa i sastoje se od 295 aminokiselinskih ostataka; gen za izoenzim SULT1 je lokaliziran na hromozomu 16 (lokus 16p11.2). SULT1A1 (termostabilna sulfotransferaza) katalizuje sulfaciju “jednostavnih fenola”, uključujući lijekove s fenolnom strukturom (minoksidil r, acetaminofen, morfin, salicilamid, izoprenalin i neki drugi). Treba napomenuti da sulfatizacija minoksidila p dovodi do stvaranja njegovog aktivnog metabolita - minoksidil sulfata. SULT1A1 sulfatira metabolite lidokaina: 4-hidroksi-2,6-ksilidin (4-hidroksil) i ropivakaina: 3-hidroksiropivakain, 4-hidroksiropivakain, 2-hidroksimetilropivakain. Osim toga, SULT1A1 sulfatira 17β-estradiol. Markerski supstrat SULT1A1 je 4-nitrofenol. SULT1A3 (sulfotransferaza labilna na toplinu) katalizuje reakcije sulfacije fenolnih monoamina: dopamina, norepinefrina, serotonina. Markerski supstrat SULT1A3 je dopamin. Izoenzimi sulfotransferaze 2 (SULT2) obezbeđuju sulfatizaciju dihidroepiandrosterona, epiandrosterona i androsterona. SULT2 izoenzimi su uključeni u biološku aktivaciju kancerogena, na primjer, PAH (5-hidroksimetilkrizen, 7,12-dihidroksimetilbenz[a]antracen), N-hidroksi-2-acetilaminofluoren. Izoenzimi sulfotransferaze porodice 3 (SULT3) katalizuju N-sulfaciju acikličkih arilamina.

Epoksid hidrolaza

Vodena konjugacija igra važnu ulogu u detoksikaciji i biološkoj aktivaciji velikog broja ksenobiotika, kao što su areni, alifatski epoksidi, PAH, aflatoksin B1. Reakcije vodene konjugacije kataliziraju se posebnim enzimom - epoksid hidrolazom.

(ERNH). Najveća količina ovog enzima nalazi se u jetri. Naučnici su izolovali dve izoforme epoksid hidrolaze: ERNX1 i ERNX2. ERNX2 se sastoji od 534 aminokiselinskih ostataka i ima molekulsku težinu od 62 kDa; ERNX2 gen se nalazi na hromozomu 8 (8p21-p12 lokus). ERNX2 je lokalizovan u citoplazmi i peroksizomima; ova izoforma epoksid hidrolaze igra manju ulogu u metabolizmu ksenobiotika. Većina vodenih reakcija konjugacije katalizira ERNX1. ERNX1 se sastoji od 455 aminokiselinskih ostataka i ima molekulsku težinu od 52 kDa. ERNX1 gen se nalazi na hromozomu 1 (lokus 1q42.1). ERNX1 je od velike važnosti u vodenoj konjugaciji toksičnih metabolita lijekova. Antikonvulzivni fenitoin se oksidira pomoću citokroma P-450 u dva metabolita: parahidroksilat i dihidrodiol. Ovi metaboliti su aktivna elektrofilna jedinjenja sposobna da se kovalentno vežu za ćelijske makromolekule; to dovodi do smrti ćelije, stvaranja mutacija, maligniteta i mitotičkih defekata. Osim toga, parahidroksilat i dihidrodiol, koji djeluju kao hapteni, također mogu uzrokovati imunološke reakcije. Kod životinja je zabilježena hiperplazija gingive, kao i teratogeni efekti – toksične reakcije fenitoina. Dokazano je da su ovi efekti posljedica djelovanja metabolita fenitoina: parahidroksilata i dihidrodiola. Kao što su pokazali Buecher et al. (1990), niska aktivnost ERNX1 (manje od 30% normalne) u amniocitima je ozbiljan faktor rizika za razvoj kongenitalnih fetalnih anomalija kod žena koje uzimaju fenitoin tokom trudnoće. Takođe je dokazano da je glavni razlog za smanjenje aktivnosti ERNX1 tačkasta mutacija u eksonu 3 gena ERNX1; kao rezultat, sintetizira se neispravan enzim (tirozin na poziciji 113 zamjenjuje se histidinom). Mutacija se nasljeđuje na autosomno recesivan način. Smanjenje aktivnosti ERNX1 uočeno je samo kod homozigota za ovaj mutantni alel. Nema podataka o prevalenciji homozigota i heterozigota za ovu mutaciju.

Glutation transferaze

Ksenobiotici različite hemijske strukture podležu konjugaciji sa glutationom: epoksidi, aren oksidi, hidroksilamini (neki od njih imaju kancerogeno dejstvo). Među lekovitim supstancama, etakrinska kiselina (uregit ♠) i hepatotoksični metabolit paracetamola (acetaminofen ♠) - N-acetilbenzohinonimin, podležu konjugaciji sa glutationom, pretvarajući

pretvarajući se u netoksično jedinjenje. Kao rezultat reakcije konjugacije s glutationom nastaju konjugati cisteina koji se nazivaju "tioesteri". Konjugaciju s glutationom kataliziraju enzimi glutation SH-S-transferaza (GST). Ova grupa enzima je lokalizovana u citosolu, iako je opisan i mikrosomalni GST (međutim, njegova uloga u metabolizmu ksenobiotika je malo proučavana). Aktivnost GST-a u ljudskim eritrocitima varira 6 puta između različitih pojedinaca, ali nema ovisnosti aktivnosti enzima o spolu). Međutim, istraživanja su pokazala da postoji jasna korelacija između GST aktivnosti kod djece i njihovih roditelja. Prema identitetu sastava aminokiselina kod sisara, razlikuje se 6 klasa GST-a: α- (alfa-), μ- (mu-), κ- (kappa-), θ- (theta-), π- ( pi-) i σ- (sigma -) GST. U ljudskom organizmu uglavnom su izražene GST klase μ (GSTM), θ (GSTT i π (GSTP). Među njima, GST klasa μ, označena kao GSTM, ima najveći značaj u metabolizmu ksenobiotika. Trenutno je 5 GSTM izoenzima identifikovani su: GSTM1, GSTM2, GSTM3, GSTM4 i GSTM5.Gen GSTM je lokalizovan na hromozomu 1 (lokus 1p13.3) GSTM1 se eksprimuje u jetri, bubrezima, nadbubrežnim žlezdama, želucu; nađena je slaba ekspresija ovog izoenzima u skeletnim mišićima, miokard. GSTM1 nije izražen u fetalnoj jetri, fibroblastima, eritrocitima, limfocitima i trombocitima GSTM2 ("mišićni" GSTM) je eksprimiran u svim gore navedenim tkivima (posebno mišićima), osim fibroblasta, eritrocita, limfocita trombociti i fetalna jetra. GSTM3 ("mozak" GSTM) je eksprimiran u svim tkivima tijela, posebno u centralnom nervnom sistemu. GSTM1 igra važnu ulogu u inaktivaciji kancerogena. Indirektna potvrda ovoga se smatra značajnim povećanjem u učestalosti malignih bolesti među nosiocima nultih alela gena GSTM1, kojima nedostaje ekspresija GSTM1. Harada i dr. (1987), proučavajući uzorke jetre uzetih sa 168 leševa, otkrili su da je nulti alel gena GSTM1 značajno češći kod pacijenata sa hepatokarcinomom. Board et al. (1987) prvi su izneli hipotezu: inaktivacija nekih elektrofilnih kancerogena se ne dešava u telu nosilaca GSTM1 nultih alela. Prema Board et al. (1990), prevalencija GSTM1 nul-alela među evropskom populacijom iznosi 40-45%, dok je među predstavnicima negroidne rase 60%. Postoje dokazi o većoj incidenci raka pluća kod nosilaca GSTM1 nultog alela. Kao što su pokazali Zhong et al. (1993),

70% pacijenata sa karcinomom debelog crijeva su nosioci GSTM1 nultog alela. Drugi GST izoenzim koji pripada π klasi, GSTP1 (lokaliziran uglavnom u strukturama jetre i krvno-moždane barijere) uključen je u inaktivaciju pesticida i herbicida koji se široko koriste u poljoprivredi.

5.5. FAKTORI KOJI UTIČU NA BIOTRANSFORMACIJU LIJEKOVA

Genetski faktori koji utiču na sistem biotransformacije i transportere lekova

Genetski faktori koji predstavljaju jednonukleotidne polimorfizme gena koji kodiraju biotransformacione enzime i transportere lekova mogu značajno uticati na farmakokinetiku lekova. Interindividualne razlike u brzini metabolizma lijeka, koje se mogu ocijeniti omjerom koncentracije supstrata lijeka i koncentracije njegovog metabolita u krvnoj plazmi ili urinu (metabolički omjer), omogućavaju identifikaciju grupa pojedinaca koji se razlikuju u aktivnosti jednog ili drugog metaboličkog izoenzima.

"Ekstenzivni" metabolizatori (intenzivan metabolizam, EM) - osobe s "normalnom" brzinom metabolizma određenih lijekova, po pravilu, homozigoti za "divlji" alel gena za odgovarajući enzim. Većina stanovništva pripada grupi “ekstenzivnih” metabolizatora.

"Spori" metabolizatori (slab metabolizam, PM) - osobe sa smanjenom stopom metabolizma određenih lijekova, obično homozigoti (sa autosomno recesivnim tipom nasljeđivanja) ili heterozigoti (sa autosomno dominantnim tipom nasljeđivanja) za „spori“ alel gena za odgovarajući enzim. Kod ovih osoba dolazi do sinteze “defektnog” enzima ili uopće nema sinteze metaboličkog enzima. Kao rezultat, dolazi do smanjenja enzimske aktivnosti. Često se otkriva potpuni nedostatak enzimske aktivnosti. Kod ove kategorije ljudi zabilježeni su visoki omjeri koncentracije lijeka i koncentracije njegovog metabolita. Posljedično, kod “sporih” metabolizatora, lijekovi se akumuliraju u tijelu u visokim koncentracijama; ovo vodi razvoju

Postoje teške nuspojave lijekova, uključujući intoksikaciju. Zato takvi pacijenti (spori metabolizatori) trebaju pažljivo birati dozu lijekova. “Sporim” metabolizatorima su propisane niže doze lijekova od onih “aktivnih”. "Superaktivni" ili "brzi" metabolizatori (ultra ekstenzivni metabolizam, UM) - osobe sa povećanom brzinom metabolizma određenih lijekova, po pravilu, homozigoti (sa autosomno recesivnim tipom nasljeđivanja) ili heterozigoti (sa autosomno dominantnim tipom nasljeđivanja) za „brzi“ alel gena za odgovarajući enzim ili, što se češće primjećuje, nosi kopije funkcionalnih alela. U ovoj kategoriji ljudi zabilježene su niske vrijednosti omjera koncentracije lijeka i koncentracije njegovog metabolita. Kao rezultat toga, koncentracija lijekova u krvnoj plazmi je nedovoljna za postizanje terapeutskog učinka. Takvim pacijentima ("preaktivni" metabolizatori) propisuju se veće doze lijekova od "aktivnih" metabolizatora. Ako postoji genetski polimorfizam određenog biotransformacionog enzima, tada distribucija jedinki prema brzini metabolizma supstrata lijeka za ovaj enzim postaje bimodalna (ako postoje 2 vrste metabolizatora) ili trimodalna (ako postoje 3 vrste metabolizatora) u prirodi.

Polimorfizam je također karakterističan za gene koji kodiraju transportere lijekova, a farmakokinetika lijeka može varirati ovisno o funkciji ovog transportera. Klinički značaj najznačajnijih biotransformacionih enzima i transportera je razmotren u nastavku.

Indukcija i inhibicija sistema biotransformacije i transportera

Indukcija biotransformacionog enzima ili transportera podrazumeva se kao apsolutno povećanje njegove količine i (ili) aktivnosti usled uticaja određenog hemijskog agensa, posebno leka. U slučaju biotransformacionih enzima, to je praćeno hipertrofijom ER. Mogu se indukovati i enzimi faze I (izoenzimi citokroma P-450) i biotransformacija faze II (UDP-glukuroniltransferaza itd.), kao i transporteri lekova (glikoprotein-P, transporteri organskih anjona i katjona). Lijekovi koji indukuju biotransformacijske enzime i transportere nemaju očigledne strukturne sličnosti, ali ih karakteriziraju

trnje su neki uobičajeni znakovi. Takve supstance su rastvorljive u mastima (lipofilne); služe kao supstrati za enzime (koje induciraju) i najčešće imaju dugo poluživot. Indukcija biotransformacionih enzima dovodi do ubrzanja biotransformacije i, po pravilu, do smanjenja farmakološke aktivnosti, a samim tim i do efikasnosti lekova koji se koriste zajedno sa induktorom. Indukcija transportera lijekova može dovesti do različitih promjena u koncentraciji lijekova u krvnoj plazmi, ovisno o funkcijama ovog transportera. Različiti supstrati su sposobni da induciraju enzime biotransformacije lijekova i transportere lijekova s ​​različitim molekularnim težinama, specifičnostima supstrata, imunohemijskim i spektralnim karakteristikama. Osim toga, postoje značajne interindividualne razlike u intenzitetu indukcije biotransformacijskih enzima i transportera lijekova. Isti induktor može povećati aktivnost enzima ili transportera kod različitih osoba za 15-100 puta.

Osnovne vrste indukcije

“Fenobarbitalni” tip indukcije - direktan efekat molekula induktora na regulatorni region gena; ovo dovodi do indukcije biotransformacionog enzima ili transportera lijeka. Ovaj mehanizam je najtipičniji za autoindukciju. Autoindukcija se podrazumijeva kao povećanje aktivnosti enzima koji metabolizira ksenobiotik pod utjecajem samog ksenobiotika. Autoindukcija se smatra adaptivnim mehanizmom razvijenim u procesu evolucije za inaktivaciju ksenobiotika, uključujući i one biljnog porijekla. Dakle, fitoncid bijelog luka - dialil sulfid - ima autoindukciju prema citohromima podfamilije IIB. Barbiturati (induktori izoenzima 3A4, 2C9, podfamilija IIB citokroma P-450) su tipični autoinduktori (među medicinskim supstancama). Zbog toga se ova vrsta indukcije naziva “fenobarbital”.

“Rifampicin-deksametazon” tip - indukcija izoenzima citokroma P-450 1A1, 3A4, 2B6 i glikoproteina-P posredovana je interakcijom molekula induktora sa specifičnim receptorima, pripadaju klasi proteina receptora za regulaciju transkripcije: pregnan X PXR), Ah- receptor, CAR receptor. Kombinacijom sa ovim receptorima, induktori lekova formiraju kompleks koji, penetrirajući u jezgro ćelije, utiče na

Regulatorni region gena. Kao rezultat, indukuje se enzim za biotransformaciju lijeka ili transporter. Ovim mehanizmom rifampini, glukokortikoidi, preparati kantariona i neke druge supstance induciraju izoenzime citokroma P-450 i glikoproteina P. Tip “etanol” - stabilizacija molekula enzima biotransformacije lijeka zbog stvaranja kompleksa s nekim ksenobioticima (etanol, aceton). Na primjer, etanol inducira 2E1 izoenzim citokroma P-450 u svim fazama njegovog formiranja: od transkripcije do translacije. Vjeruje se da je stabilizirajući učinak etanola povezan s njegovom sposobnošću da aktivira sistem fosforilacije u hepatocitima putem cikličkog AMP. Ovim mehanizmom, izoniazid indukuje 2E1 izoenzim citokroma P-450. Proces indukcije izoenzima 2E1 citokroma P-450 tokom gladovanja i dijabetes melitusa povezan je sa mehanizmom „etanola“, u ovom slučaju ketonska tijela djeluju kao induktori 2E1 izoenzima citokroma P-450. Indukcija dovodi do ubrzanja biotransformacije ljekovitih supstrata odgovarajućih enzima i, po pravilu, do smanjenja njihove farmakološke aktivnosti. Među induktorima koji se najčešće koriste u kliničkoj praksi su rifampicin (induktor izoenzima 1A2, 2C9, 2C19, 3A4, 3A5, 3A6, 3A7 citokroma P-450; glikoprotein-P) i barbiturati (induktori, enzima, induktori, B16A2, iso2 2C9, 2C19, 3A4, 3A5, 3A6, 3A7 citokrom P-450). Potrebno je nekoliko sedmica da se razvije indukcijski efekat barbiturata. Za razliku od barbiturata, rifampicin, kao induktor, djeluje brzo. Efekat rifampicina može se otkriti nakon 2-4 dana. Maksimalni učinak lijeka se bilježi nakon 6-10 dana. Indukcija enzima ili transportera lijekova uzrokovana rifampicinom i barbituratima ponekad dovodi do smanjenja farmakološke djelotvornosti indirektnih antikoagulansa (varfarin, acenokumarol), ciklosporina, glukokortikoida, ketokonazola, teofilina, kinidina, digoksina i verispamilena koji zahtijevaju korekciju režim doziranja ovih lijekova tj. povećanje doze). Treba naglasiti da kada se ukine induktor enzima biotransformacije lijeka, dozu kombiniranog lijeka treba smanjiti, jer se njegova koncentracija u krvnoj plazmi povećava. Primjer takve interakcije je kombinacija indirektnih antikoagulansa i fenobarbitala. Istraživanja su pokazala da u 14% slučajeva dolazi do krvarenja tokom liječenja

indirektni antikoagulansi se razvijaju zbog povlačenja lijekova koji induciraju biotransformacijske enzime.

Neki spojevi mogu inhibirati aktivnost biotransformacijskih enzima i transportera lijekova. Štoviše, sa smanjenjem aktivnosti enzima koji metaboliziraju lijekove, moguć je razvoj nuspojava povezanih s dugotrajnom cirkulacijom ovih spojeva u tijelu. Inhibicija transportera lijekova može dovesti do različitih promjena u koncentraciji lijekova u krvnoj plazmi ovisno o funkcijama ovog transportera. Neke lekovite supstance su sposobne da inhibiraju i enzime faze I biotransformacije (izoenzimi citokroma P-450) i faze II biotransformacije (N-acetiltransferaza itd.), kao i transportere lekova.

Osnovni mehanizmi inhibicije

Vezivanje za regulatornu regiju gena za biotransformacijski enzim ili transporter lijeka. Prema ovom mehanizmu, enzimi biotransformacije lijeka se inhibiraju pod utjecajem velike količine lijeka (cimetidin, fluoksetin, omeprazol, fluorokinoloni, makrolidi, sulfonamidi itd.).

Neki lijekovi sa visokim afinitetom (afinitetom) za određene izoenzime citokroma P-450 (verapamil, nifedipin, isradipin, kinidin) inhibiraju biotransformaciju lijekova sa nižim afinitetom prema ovim izoenzima. Ovaj mehanizam se naziva kompetitivna metabolička interakcija.

Direktna inaktivacija izoenzima citokroma P-450 (gastoden p). Inhibicija interakcije citokroma P-450 sa NADP-H-citokrom P-450 reduktazom (fumarokumarin iz soka grejpa i limete).

Smanjenje aktivnosti enzima biotransformacije lijeka pod utjecajem odgovarajućih inhibitora dovodi do povećanja koncentracije ovih lijekova (supstrata za enzime) u plazmi. U ovom slučaju, poluvrijeme eliminacije lijeka je produženo. Sve to uzrokuje razvoj nuspojava. Neki inhibitori utiču na nekoliko izoenzima biotransformacije istovremeno. Za inhibiciju više izoformi enzima mogu biti potrebne velike koncentracije inhibitora. Dakle, flukonazol (antifungalni lijek) u dozi od 100 mg dnevno inhibira aktivnost 2C9 izoenzima citokroma P-450. Kada se doza ovog lijeka poveća na 400 mg, primjećuje se i depresija

aktivnost izoenzima 3A4. Osim toga, što je veća doza inhibitora, to se brže (i veće) razvija njegov učinak. Inhibicija se općenito razvija brže od indukcije; obično se može otkriti unutar 24 sata od trenutka kada su inhibitori propisani. Na brzinu inhibicije aktivnosti enzima također utiče način primjene inhibitora lijeka: ako se inhibitor primjenjuje intravenozno, proces interakcije će se odvijati brže.

Ne samo lijekovi, već i voćni sokovi (Tabela 5-10) i biljni lijekovi mogu poslužiti kao inhibitori i induktori enzima biotransformacije i transporteri lijekova (Dodatak 2)- sve ovo ima klinički značaj kada se koriste lijekovi koji djeluju kao supstrati za ove enzime i transportere.

Tabela 5-10. Uticaj voćnih sokova na aktivnost biotransformacionog sistema i transportera lekova

5.6. EXTRAHEPATIC BIOTRANSFORMATION

Uloga crijeva u biotransformaciji lijekova

Crijevo se smatra drugim najvažnijim organom (poslije jetre) koji vrši biotransformaciju lijekova. I faza I i faza II reakcije biotransformacije odvijaju se u crijevnom zidu. Biotransformacija lekova u crevnom zidu je od velikog značaja u efektu prvog prolaza (presistemska biotransformacija). Već je dokazana značajna uloga biotransformacije u crijevnom zidu u efektu prvog prolaska lijekova kao što su ciklosporin A, nifedipin, midazolam i verapamil.

Enzimi faze I biotransformacije lijeka u crijevnom zidu

Među enzimima faze I biotransformacije lijeka, izoenzimi citokroma P-450 uglavnom su lokalizirani u crijevnom zidu. Prosječan sadržaj izoenzima citokroma P-450 u crijevnom zidu čovjeka je 20 pmol/mg mikrosomalnog proteina (u jetri - 300 pmol/mg mikrosomalnog proteina). Utvrđen je jasan obrazac: sadržaj izoenzima citokroma P-450 opada od proksimalnih ka distalnim dijelovima crijeva (Tabela 5-11). Osim toga, sadržaj izoenzima citokroma P-450 je maksimalan na vrhu crijevnih resica, a minimalan u kriptama. Preovlađujući izoenzim citokroma P-450 u crijevima je CYP3A4, koji čini 70% svih izoenzima crijevnog citokroma P-450. Prema različitim autorima, sadržaj CYP3A4 u crijevnom zidu varira, što se objašnjava interindividualnim razlikama u citokromu P-450. Važne su i metode za pročišćavanje enterocita.

Tabela 5-11. Sadržaj izoenzima 3A4 citokroma P-450 u crijevnom zidu i jetri ljudi

Drugi izoenzimi su takođe identifikovani u crevnom zidu: CYP2C9 i CYP2D6. Međutim, u odnosu na jetru, sadržaj ovih enzima u crijevnom zidu je neznatan (100-200 puta manji). Provedene studije su pokazale neznatnu, u poređenju sa jetrom, metaboličku aktivnost izoenzima citokroma P-450 crevnog zida (Tabela 5-12). Kao što su pokazale studije koje ispituju indukciju izoenzima citokroma P-450 crevnog zida, inducibilnost izoenzima crevnog zida je niža od one izoenzima citokroma P-450 jetre.

Tabela 5-12. Metabolička aktivnost izoenzima citokroma P-450 crijevnog zida i jetre

Enzimi faze II biotransformacije lijeka u crijevnom zidu

UDP-glukuroniltransferaza i sulfotransferaza su najviše proučavani enzimi faze II biotransformacije lijeka smješteni u crijevnom zidu. Raspodjela ovih enzima u crijevima je slična izoenzimima citokroma P-450. Cappiello et al. (1991) proučavali su aktivnost UDP-glukuroniltransferaze u ljudskom crevnom zidu i jetri prema metaboličkom klirensu 1-naftola, morfijuma i etinil estradiola (tabela 5-13). Istraživanja su pokazala da je metabolička aktivnost UDP-glukuroniltransferaze crijevnog zida niža od UDP-glukuroniltransferaze jetre. Sličan obrazac je karakterističan za glukuronidaciju bilirubina.

Tabela 5-13. Metabolička aktivnost UDP-glukuroniltransferaze u crijevnom zidu i jetri

Cappiello et al. (1987) su također proučavali aktivnost sulfotransferaze crijevnog zida i jetre prema metaboličkom klirensu 2-naftola. Dobijeni podaci ukazuju na postojanje razlika u metaboličkom klirensu (a klirens 2-naftola u crijevnom zidu je manji nego u jetri). U ileumu je vrijednost ovog indikatora 0,64 nmol/(minxmg), u sigmoidnom kolonu - 0,4 nmol/(minxmg), u jetri - 1,82 nmol/(minxmg). Međutim, postoje lijekovi čija se sulfatizacija javlja uglavnom u crijevnom zidu. To uključuje, na primjer, β2-adrenergičke agoniste: terbutalin i izoprenalin (Tabela 5-14).

Dakle, usprkos određenom doprinosu biotransformaciji lijekova, crijevni zid je po svom metaboličkom kapacitetu značajno inferioran u odnosu na jetru.

Tabela 5-14. Metabolički klirens terbutalina i izoprenalina u crijevnom zidu i jetri

Uloga pluća u biotransformaciji lijekova

U ljudskim plućima postoje enzimi faze I biotransformacije (izoenzimi citokroma P-450) i enzimi faze II

(epoksid hidrolaza, UDP-glukuroniltransferaza, itd.). U ljudskom plućnom tkivu bilo je moguće identificirati različite izoenzime citokroma P-450: CYP1A1, CYP1B1, CYP2A, CYP2A10, CYP2A11, CYP2B, CYP2E1, CYP2F1, CYP2F3. Ukupan sadržaj citokroma P-450 u ljudskim plućima je 0,01 nmol/mg mikrosomalnog proteina (to je 10 puta manje nego u jetri). Postoje izoenzimi citokroma P-450 koji su izraženi pretežno u plućima. To uključuje CYP1A1 (kod ljudi), CYP2B (kod miševa), CYP4B1 (kod pacova) i CYP4B2 (kod goveda). Ovi izoenzimi su od velike važnosti u biološkoj aktivaciji brojnih kancerogena i plućnih toksičnih spojeva. Informacije o učešću CYP1A1 u biološkoj aktivaciji PAH-a su prikazane iznad. Kod miševa, oksidacija butiliranog hidroksitoluena izoenzima CYP2B dovodi do stvaranja pneumotoksičnog elektrofilnog metabolita. Izoenzimi CYP4B1 kod pacova i CYP4B2 kod goveda promovišu biološku aktivaciju 4-ipomenola (4-ipomenol je snažan pneumotoksični furanoterpenoid gljive sirovog krompira). Upravo je 4-impomenol uzrokovao masovni pomor stoke 70-ih godina u SAD-u i Engleskoj. U ovom slučaju, 4-ipomenol, oksidiran izoenzima CYP4B2, izazvao je intersticijsku upalu pluća, što je dovelo do smrti.

Dakle, ekspresija specifičnih izoenzima u plućima objašnjava selektivnu plućnu toksičnost nekih ksenobiotika. Unatoč prisutnosti enzima u plućima i drugim dijelovima respiratornog trakta, njihova uloga u biotransformaciji lijekova je zanemarljiva. U tabeli su prikazani enzimi biotransformacije lijekova koji se nalaze u ljudskim respiratornim putevima (Tabela 5-15). Određivanje lokalizacije biotransformacionih enzima u respiratornom traktu je teško zbog upotrebe homogenizata pluća u studijama.

Tabela 5-15. Enzimi biotransformacije koji se nalaze u ljudskim respiratornim putevima

Uloga bubrega u biotransformaciji lijekova

Istraživanja provedena u posljednjih 20 godina pokazala su da su bubrezi uključeni u metabolizam ksenobiotika i lijekova. U ovom slučaju, u pravilu, dolazi do smanjenja biološke i farmakološke aktivnosti, ali u nekim slučajevima je moguć i proces biološke aktivacije (posebno bioaktivacija kancerogena).

U bubrezima su pronađeni enzimi faze I i faze II biotransformacije. Štaviše, biotransformacioni enzimi su lokalizovani i u korteksu i u meduli bubrega (Tabela 5-16). Međutim, kako su studije pokazale, korteks bubrega sadrži veći broj izoenzima citokroma P-450, a ne medula. Maksimalni sadržaj izoenzima citokroma P-450 pronađen je u proksimalnim bubrežnim tubulima. Dakle, bubrezi sadrže izoenzim CYP1A1, koji se ranije smatrao specifičnim za pluća, i CYP1A2. Štaviše, ovi izoenzimi u bubrezima su podložni indukciji od strane PAH-a (na primjer, β-naftolavona, 2-acetilaminoflurina) na isti način kao i u jetri. U bubrezima je otkrivena aktivnost CYP2B1, a posebno je opisana oksidacija paracetamola (acetaminofena ♠) u bubrezima pod uticajem ovog izoenzima. Kasnije se pokazalo da je stvaranje toksičnog metabolita N-acetibenzakinon imina u bubrezima pod utjecajem CYP2E1 (po analogiji s jetrom) glavni uzrok nefrotoksičnog djelovanja ovog lijeka. Kada se paracetamol koristi zajedno sa induktorima CYP2E1 (etanol, testosteron, itd.), rizik od oštećenja bubrega se povećava nekoliko puta. Aktivnost CYP3A4 u bubrezima nije uvijek zabilježena (samo u 80% slučajeva). Treba napomenuti: doprinos izoenzima citokroma P-450 bubrega biotransformaciji lijekova je skroman i, očigledno, u većini slučajeva nema klinički značaj. Međutim, za neke lijekove, biohemijska transformacija u bubrezima je glavni put biotransformacije. Istraživanja su pokazala da se tropisetron p (antiemetik) uglavnom oksidira u bubrezima pod utjecajem izoenzima CYP1A2 i CYP2E1.

Među enzimima faze II biotransformacije u bubrezima najčešće se određuju UDP-glukuroniltransferaza i β-lijaza. Treba napomenuti da je aktivnost β-liaze u bubrezima veća nego u jetri. Otkriće ove osobine omogućilo je da se razviju neki "prolijekovi", nakon čije aktivacije aktivni meta-

bol koji selektivno utiče na bubrege. Tako su stvorili citostatski lijek za liječenje kroničnog glomerulonefritisa - S-(6-purinil)-L-cistein. Ovo jedinjenje, u početku neaktivno, konvertuje se u bubrezima pomoću β-liaze u aktivni 6-mer kaptopurin. Dakle, 6-merkuptopurin proizvodi svoj učinak isključivo u bubrezima; ovo značajno smanjuje učestalost i težinu neželjenih reakcija na lijek.

Lekovi kao što su paracetamol (acetaminofen ♠), zidovudin (azidotimidin ♠), morfin, sulfametazon r, furosemid (Lasix ♠) i hloramfenikol (hloramfenikol ♠) podležu glukuronidaciji u bubrezima.

Tabela 5-16. Distribucija enzima biotransformacije lijeka u bubrezima (Lohr et al., 1998.)

* - sadržaj enzima je znatno veći.

Književnost

Kukes V.G. Metabolizam lijekova: klinički i farmakološki aspekti. - M.: Reafarm, 2004. - P. 113-120.

Seredenin S.B. Predavanja iz farmakogenetike. - M.: MIA, 2004. -

Diasio R.B., Beavers T.L., Carpenter J.T. Porodični nedostatak dihidropirimidin dehidrogenaze: biokemijska osnova za obiteljsku pirimidinemiju i tešku toksičnost uzrokovanu 5-fluorouracilom // J. Clin. Invest. - 1988. - Vol. 81. -

Lemoine A., Daniel A., Dennison A., Kiffel L. et al. FK 506 renalna toksičnost i nedostatak detektabilnog citokroma P-450 3A u transplantatu jetre pacijenta koji je podvrgnut transplantaciji jetre // Hepatologija. - 1994. - Vol. 20. - P. 1472-1477.

Lewis D.F.V., Dickins M., Eddershaw P.J. et al. Cytochrome-P450 Specifičnosti supstrata, strukturni predlošci supstrata i geometrije aktivnih enzima // Metabol lijeka. Drug Interact. - 1999. - Vol. 15. - P. 1-51.

Enzimi su specifični proteini koji učestvuju u biohemijskim reakcijama i mogu ubrzati ili usporiti njihov tok. Jetra proizvodi veliki broj ovih spojeva zbog svoje važne uloge u metabolizmu masti, proteina i ugljikohidrata. Njihova aktivnost utvrđuje se rezultatima biohemijskog testa krvi. Takve studije su važne za procjenu stanja jetre i za dijagnosticiranje mnogih bolesti.

Šta je to?

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

• hidrolaze – ubrzavaju razgradnju kompleksnih spojeva u molekule;
• sintetaze - učestvuju u reakcijama sinteze složenih bioloških jedinjenja iz jednostavnih supstanci;
• transferaze – učestvuju u transportu molekula kroz membrane;
• oksireduktaze – su glavni uslov za normalan tok redoks reakcija na ćelijskom nivou;
• izomeraze - neophodne za procese promene konfiguracije jednostavnih molekula;
• liaze – formiraju dodatne hemijske veze između molekula.

BITAN! Na aktivnost enzima utiče i prisustvo drugih jedinjenja (kofaktora). To uključuje proteine, vitamine i supstance slične vitaminima.

Grupe jetrenih enzima

Njihova funkcija u ćelijskim metaboličkim procesima ovisi o lokalizaciji jetrenih enzima. Dakle, mitohondrije su uključene u razmjenu energije, granularni endoplazmatski retikulum sintetizira proteine, glatki endoplazmatski retikulum sintetizira masti i ugljikohidrate, a proteini hidrolaze nalaze se na lizozomima. Svi enzimi koje proizvodi jetra mogu se naći u krvi.

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

• sekretorni - nakon izlučivanja ćelijama jetre ulaze u krv i ovdje su u maksimalnoj koncentraciji (faktori zgrušavanja krvi, holinesteraza);
• indikator - normalno se nalazi unutar ćelija i oslobađa se u krv tek kada su oštećene, stoga mogu poslužiti kao indikatori stepena oštećenja jetre kod oboljenja jetre (ALT, AST i dr.);
• izlučujući - izlučuje se iz jetre sa žuči, a povećanje njihovog nivoa u krvi ukazuje na kršenje ovih procesa.

Svaki enzim važan je za dijagnosticiranje stanja jetre. Njihova aktivnost se utvrđuje kada se sumnja na osnovne patologije jetre i kako bi se procijenio stepen oštećenja tkiva jetre. Dijagnoza probavnih enzima, gastrointestinalnih enzima, enzima pankreasa i bilijarnog trakta također može biti potrebna da bi se dobila potpunija slika.

Za određivanje jetrenih enzima potrebna je venska krv prikupljena ujutro na prazan želudac.

Enzimi koji se određuju za dijagnozu bolesti jetre

Biohemija krvi je važna faza u dijagnostici bolesti jetre. Svi patološki procesi u ovom organu mogu se javiti sa pojavama holestaze ili citolize. Prvi proces je kršenje odljeva žuči, koju luče hepatociti. Kod drugih poremećaja, zdravi ćelijski elementi se uništavaju i njihov sadržaj se oslobađa u krv. Po prisutnosti i količini jetrenih enzima u krvi može se odrediti stadij bolesti i priroda patoloških promjena u organima hepatobilijarnog trakta.

Indikatori holestaze

Sindrom holestaze (otežano lučenje žuči) prati upalne bolesti jetre, poremećeno lučenje žuči i patologije bilijarnog trakta. Ove pojave uzrokuju sljedeće promjene u biohemijskoj analizi:

• enzimi za izlučivanje su povećani;
• Komponente žuči su takođe povećane, uključujući bilirubin, žučne kiseline, holesterol i fosfolipide.

Odliv žuči može biti poremećen mehaničkim pritiskom na žučne kanale (upaljeno tkivo, neoplazme, kamenci), sužavanjem njihovog lumena i drugim pojavama. Skup karakterističnih promjena parametara krvi postaje osnova za detaljnije proučavanje stanja žučnog mjehura i bilijarnog trakta.

Indikatori citolize

Citoliza (uništenje hepatocita) može nastati tijekom infektivnog i neinfektivnog hepatitisa ili tijekom trovanja. U tom slučaju se oslobađa sadržaj stanica, a u krvi se pojavljuju indikatorski enzimi. Tu spadaju ALT (alanin aminotransferaza), AST (aspartat aminotransferaza), LDH (laktat dehidrogenaza) i aldolaza. Što su nivoi ovih jedinjenja u krvi veći, to je veći stepen oštećenja parenhima organa.

Određivanje alkalne fosfataze

Alkalna fosfataza, koja se nalazi u krvi, ne može biti samo hepatičkog porijekla. Malu količinu ovog enzima proizvodi koštana srž. O oboljenjima jetre možemo govoriti ako istovremeno dođe do povećanja nivoa alkalne fosfataze i gama-GGT. Osim toga, može se otkriti povećanje razine bilirubina, što ukazuje na patologije žučne kese.

Gama-glutamil transpeptidaza u krvi

GGT se obično povećava s alkalnom fosfatazom. Ovi pokazatelji ukazuju na razvoj kolestaze i moguće bolesti bilijarnog sistema. Ako je ovaj enzim povišen u izolaciji, postoji opasnost od manjih oštećenja tkiva jetre u početnim fazama alkoholizma ili drugog trovanja. Kod ozbiljnijih patologija uočava se istovremeno povećanje enzima jetre.

Konačna dijagnoza se može postaviti samo na osnovu sveobuhvatnog pregleda, koji uključuje ultrazvuk

Transaminaze jetre (ALT, AST)

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

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

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;
• Otkazivanje Srca;
• povrede, upala pankreasa.

BITAN! U analizama krvi i određivanju transferaza važan je odnos između njih (Ritis koeficijent). Ako AST/ALS prelazi 2, možemo govoriti o ozbiljnim patologijama sa opsežnim razaranjem parenhima jetre.

Laktat dehidrogenaza

LDH je citolitički enzim. Nije specifičan, odnosno nalazi se ne samo u jetri. Međutim, njegovo određivanje je važno u dijagnozi ikteričnog sindroma. Kod pacijenata sa Gilbertovom bolešću (genetskom bolešću koja je praćena poremećenim vezivanjem bilirubina), ona je u granicama normale. Kod drugih vrsta žutice, njegova koncentracija se povećava.

Kako se određuje aktivnost supstanci?

Biohemijski test krvi na enzime jetre jedna je od glavnih dijagnostičkih mjera. Ovo će zahtijevati prikupljanje venske krvi ujutro na prazan želudac. U toku dana prije studije potrebno je isključiti sve faktore koji mogu utjecati na funkciju jetre, uključujući unos alkoholnih pića, masne i začinjene hrane. U krvi se određuje standardni set enzima:

• ALT, AST;
• ukupni bilirubin i njegove frakcije (slobodne i vezane).

Na aktivnost jetrenih enzima mogu uticati i određene grupe lijekova. Takođe se mogu normalno promijeniti tokom trudnoće. Prije analize morate obavijestiti svog ljekara o uzimanju bilo kakvih lijekova i o vašoj anamnezi hroničnih bolesti bilo kojeg organa.

Norme za pacijente različite dobi

Za liječenje bolesti jetre mora se provesti potpuna dijagnoza, koja uključuje biohemijski test krvi. Aktivnost enzima se proučava u kombinaciji, jer različiti pokazatelji mogu ukazivati ​​na različite poremećaje. Tabela prikazuje normalne vrijednosti i njihove fluktuacije.

Compound	Normalni indikatori
Ukupni proteini	65-85 g/l
Holesterol	3,5-5,5 mmol/l
Ukupni bilirubin	8,5-20,5 µmol/l
Direktni 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
Alkalna fosfataza	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 kada se sumnja na hepatitis, masnu degeneraciju ili cirozu jetre. Njegove vrijednosti se obično mijenjaju tokom vremena. Ovo jedinjenje se mjeri u jedinicama po litru. Normalni pokazatelji u različitim godinama će biti:

• kod novorođenčadi – do 49;
• kod 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 parenhima jetre i mogu uzrokovati povećanje aktivnosti jetrenih enzima

BITAN! Biohemijski test krvi je važna, ali ne i jedina studija koja određuje stanje jetre. Po potrebi se radi i ultrazvuk i dodatni pregledi.

Karakteristike određivanja tokom trudnoće

Tokom normalne trudnoće, skoro svi indikatori enzima ostaju u granicama normale. U kasnijim fazama moguće je blago povećanje nivoa alkalne fosfataze u krvi - pojava je povezana sa stvaranjem ovog spoja od strane placente. Povišeni jetreni enzimi mogu se uočiti tijekom gestoze (toksikoze) ili ukazivati ​​na pogoršanje kroničnih bolesti.

Promjene u aktivnosti enzima kod ciroze

Ciroza je najopasnije stanje u kojem se zdravi parenhim jetre zamjenjuje ožiljcima vezivnog tkiva. Ova patologija se ne može liječiti, jer je obnova organa moguća samo kroz normalne hepatocite. U krvi dolazi do povećanja svih specifičnih i nespecifičnih enzima, povećanja koncentracije vezanog i nevezanog bilirubina. Nivo proteina se, naprotiv, smanjuje.

Posebnu grupu čine mikrozomalni enzimi

Mikrosomalni enzimi jetre su posebna grupa proteina koje proizvodi endoplazmatski retikulum. Sudjeluju u reakcijama neutralizirajućih ksenobiotika (tvari koje su organizmu strane i mogu izazvati simptome intoksikacije). Ovi procesi se odvijaju u dvije faze. Kao rezultat prvog od njih, ksenobiotici topivi u vodi (niske molekularne težine) izlučuju se urinom. Nerastvorljive supstance prolaze kroz niz hemijskih transformacija uz učešće mikrosomalnih enzima jetre, a zatim se eliminišu u žuči u tanko crevo.

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

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

BITAN! Procesi indukcije ili inhibicije mikrosomalnih enzima uzimaju se u obzir pri odabiru režima liječenja za bilo koju bolest. Kontraindikovana je istovremena primjena lijekova iz ove dvije grupe.

Enzimi jetre važan su dijagnostički indikator za određivanje bolesti jetre. Međutim, za sveobuhvatnu studiju potrebno je provesti i dodatne pretrage, uključujući ultrazvuk. Konačna dijagnoza postavlja se na osnovu kliničkih i biohemijskih pretraga krvi, urina i fecesa, ultrazvuka trbušnih organa, a po potrebi i radiografije, CT, MR ili drugih podataka.