Активность микросомальных ферментов гепатоцитов ингибирует. Печеночные ферменты
ПЕЧЕНЬ И ЛЕКАРСТВЕННЫЙ МЕТАБОЛИЗМ
Михеева О. М.
ГУ Центральный научно-исследовательский институт гастроэнтерологии ДЗ г. Москвы
Михеева Ольга Михайловна 111123, Москва, ш. Энтузиастов, д. 86 E-mail: [email protected]
Лекарственные средства метаболизируются в печени для изменения их биологической активности с образованием водорастворимых метаболитов, которые выводятся из организма с желчью и мочой. Степень метаболизма препаратов определяется емкостью ферментов для каждого лекарственного вещества. Система ферментов Р450 расположена в микросомальной фракции гепатоцитов. Способность организма метаболизировать лекарственные средства изменяется под влиянием других веществ.
При заболеваниях печени клиренс лекарственных средств уменьшается, а период их полувыведения возрастает в результате снижения экстракции их гепатоцитами. Лекарства с высокой печеночной экстракцией обладают риском передозировки. При снижении метаболических возможностей гепатоцита до 70% увеличивается в крови содержание препаратов с низкой печеночной экстракцией, но риск передозировки невелик.
Ключевые слова: метаболизм; цитохром Р450; микросомы гепатоцитов; индукция; ингибирование. SUMMARY
Liver metabolism aims to change the biological activity of drugs to make them water-soluble to be excreted with bile and urine. The degree of metabolism depends on fermentative capacity for each drag (P450 fermentative system is localized in microsomal fraction of hepatocyte). Metabolism ability also changes under the influence of other substances. Liver diseases lead up to decrease of drug clirens and to increase the semi-excretion time because of reduction of liver metabolism. Therefore the drags usually undergoing intensive liver metabolism necessitate a high risk of overdose when liver diseases present. On the other hand no risk of overdose exist when drags with low liver metabolism are used.
Keywords: metabolism; cytochrome P450; hepatocyte microsomes; induction; inhibition.
Метаболизм (биотрансформация) - это комплекс физико-биохимических изменений, которым подвергаются лекарственные средства в печени для снижения растворимости в жирах и изменения биологической активности .
Большинство препаратов растворимы в липидах и неспособны элиминироваться из организма. Превращения данных лекарств необходимы с образованием водорастворимых метаболитов, которые выводятся из организма с желчью и мочой .
Фармакологически активный препарат может превращаться в другое активное вещество, при этом метаболиты некоторых лекарственных средств
могут быть менее активны и менее токсичны, чем исходные соединения. Биотрансформация других препаратов приводит к образованию метаболитов, более активных по сравнению с введенными в организм лекарственными средствами .
Степень метаболизма препаратов определяется емкостью ферментов для данного вещества, скоростью реакций и абсорбции. Если лекарственное средство применяют перорально в небольшой дозе, а емкость ферментов и скорость метаболизма значительны, то большая часть препарата биотранс-формируется со снижением его биодоступности. С увеличением дозы лекарственного средства ферментативные системы, участвующие в метаболизме,
насыщаются и биодоступность препарата увеличивается.
Различают два типа химических реакций метаболизма лекарственных препаратов в организме: синтетические и несинтетические.
В основе синтетических реакций лежит конъюгация лекарственных средств с эндогенными субстратами (глюкуроновая, уксусная и серная кислоты, аденозилметионин, сульфаты, глицин, глутатион, метильные группы и вода). Соединение этих веществ с лекарственными препаратами происходит через функциональные группы: гидроксильную, карбоксильную, аминную, эпоксидную. После завершения реакции молекула препарата становится более полярной и легче выводится из организма .
При несинтетических превращениях молекулы лекарственных средств с исходно фармакологической активностью изменяются путем окисления, восстановления и гидролиза в сторону уменьшения, увеличения или полной потери активности.
Несинтетические реакции метаболизма лекарственных препаратов разделяются на две группы: немикросомальные и микросомальные .
Немикросомальные ферменты биотрансфор-мируют в печени небольшое число лекарственных веществ путем конъюгации (исключая глюкуро-нидную), восстановления и гидролиза (например, ацетилсалициловая кислота) .
Большинство микросомальных процессов биотрансформации происходит в печени реакциями окисления, восстановления и гидролиза . Окисление - это процесс присоединения к молекуле лекарственного вещества атома кислорода и/или отщепления атома водорода. Восстановление - это процесс присоединения к молекуле препарата атома водорода и/или отщепления атома кислорода. Гидролиз - это процесс присоединения воды .
Микросомальному преобразованию подвергаются жирорастворимые лекарства, которые проникают через мембраны эндоплазматического ретику-лума гепатоцитов и связываются с цитохромами .
Различают две фазы метаболизма лекарственных средств.
В первой фазе метаболизма при участии ферментов происходит процесс гидроксилирования, окисления, восстановления или гидролиза. В молекуле появляется химически активный радикал, к которому присоединяется конъюгирующая молекула во второй фазе .
Система гемопротеинов Р450 расположена в ми-кросомальной фракции гепатоцитов - гладкой эндоплазматической сети. К ней относятся моноок-сигеназы, цитохром С-редуктаза, цитохром Р450 .
Цитохром Р450 (цито - цитоплазма, хром - цвет, Р - пигмент и длина поглощаемой волны 450 нм) назван так потому, что при длительном применении фенобарбитала гепатоциты, синтезируемые гемсодержащий пигмент, после действия окиси углерода поглощали свет длиной волны 450 нм.
Около 10 из 50 идентифицированных изоформ фермента системы Р450, структура которых кодируется отдельным геном, влияют на метаболизм лекарственных препаратов в организме человека. На каждой молекуле цитохрома Р450 имеется участок для субстрата, способный связывать лекарства. У человека метаболизм лекарств обеспечивают цитохромы, относящиеся к трем семействам: Р450-1, -II, -III.
Воздействие цитохромов Р450 происходит по одному из двух конкурентных путей: метаболической детоксикации либо активации.
Ферментативная активность гепатоцита зависит от предшествующей терапии препаратами имеющихся заболеваний печени, генетики, что объясняет гепатотоксический избирательный эффект у некоторых больных.
Активность ферментов бывает интенсивная и слабая, соответственно метаболизм лекарственных веществ происходит быстро или медленно.
Препараты, метаболизируемые CYP2D6, имеют узкий терапевтический индекс, то есть между дозой, необходимой для достижения лечебного эффекта, и токсической дозой существует небольшая разница. При повышении концентрации препарата может проявиться токсическое действие, при снижении - потеря его эффективности.
Цитохром СУР3А4 - основной фермент печени (в общем количестве цитохромов он составляет 60%), метаболизирующий 60% лекарственных препаратов, относится к семейству цитохромов 3, подсемейству А, кодируется геном 4 и отвечает за индукцию или ингибирование микросомальных ферментов .
Во второй фазе биотрансформации лекарственные препараты или их метаболиты соединяются с одной, растворимой в воде, молекулой (глутатионом, сульфатом, глюкуронидами), утрачивая биологическую активность. В результате образуются растворимые в воде конъюгаты, элиминирующиеся почками или, если их относительная молекулярная масса превышает 200 кДа, с желчью.
Глюкуроновая кислота, образующаяся из глюкозы, относится к важным конъюгирующим веществам, растворимым в воде. Конъюгация веществ с глюкуроновой кислотой приводит к образованию полярных соединений, менее токсичных по сравнению с исходными неконъюгированными продуктами первой стадии.
Врожденная недостаточность образования конъюгатов с билирубином служит причиной гипербили-рубинемии с повышением уровня неконъюгирован-ного билирубина (синдром Жильбера).
Способность организма метаболизировать лекарственные средства изменяется под влиянием других веществ. Когда два активных препарата конкурируют за один участок связывания на ферменте, метаболизм препарата с меньшей активностью замедляется и срок его действия увеличивается .
Существуют препараты, способные изменять действие ферментов, вызывая быструю или медленную инактивацию других лекарств. Следовательно, врач должен изменить их дозу, чтобы компенсировать этот эффект.
При индукции препарат стимулирует синтез или уменьшает разрушение ферментов, вовлеченных в метаболизм другого лекарства. Вещества, индуцирующие ферменты, растворяются в жирах, служат субстратами ферментов, которые они индуцируют. Препараты, повышающие активность цитохрома Р450, называются стимуляторами. В результате повышается скорость метаболизма как самого препарата, вызвавшего индукцию фермента, так и других лекарственных веществ, метаболизи-рующихся при его участии.
Индукция ферментов характеризуется увеличением их количества и активности, что сопровождается гипертрофией эндоплазматического ретикулума печеночных клеток, в которых локализованы ме-таболизирующие ферменты.
Увеличение содержания ферментов системы цитохрома Р450 в результате индукции приводит к повышению выработки токсичных метаболитов.
Употребление алкоголя увеличивает токсичность парацетамола из-за индукции Р450-3а (Р450-П-Е1), который играет важную роль в образовании токсичных метаболитов.
Внезапная отмена или прекращение воздействия индуктора приводит к повышению плазменной концентрации препарата, который ранее интенсивно метаболизировался. Когда курильщики, употребляющие кофе, бросают курить, в плазме крови повышается концентрация кофеина из-за снижения активности СУР1А2, что проявляется головной болью и возбуждением.
Стимуляция метаболизма в организме относится к механизмам адаптации к воздействию инородных веществ, встречающихся в окружающей среде.
Индукция ферментов рассматривается как фактор, ответственный за индивидуальные различия в эффективности препаратов. Может развиваться толерантность к лекарственной терапии, так как эффективная доза становится на фоне индукторов недостаточной.
При врожденной неконьюгированной гиперби-лирубинемии (синдром Жильбера) желтуху можно нивелировать, используя индукторы.
Индукция ферментов, метаболизирующих лекарства, осуществляется приемом кофе, чая, алкоголя, курением.
Длительный прием лекарства приводит к индукции метаболизирующих его ферментов, в результате его метаболизм возрастает в 2-4 раза.
Быстрота развития и обратимость индукции ферментов зависит от индуктора и скорости синтеза новых ферментов. Этот адаптационный процесс медленный и занимает от нескольких дней до нескольких месяцев.
В отличие от фенобарбитала, развитие действия которого как индуктора требует нескольких недель, рифампицин как индуктор действует через 2-4 дня и достигает своего максимума через 6-10 дней. Индукция ферментов, вызванная рифампицином, приводит к выраженным взаимодействиям с варфари-ном и верапамилом, что требует наблюдения за больным и коррекцию доз препаратов.
Ингибирование метаболизма лекарственных средств является причиной медикаментозного взаимодействия, что приводит к нежелательному повышению концентрации препарата в крови. Это происходит, когда два лекарственных препарата конкурируют за связь с одним ферментом. Одни препараты метаболизируются первыми, затем вторые, пока энзимы Р450 не закончат работу с первым. Второй препарат теряет возможность метаболизироваться и избыточно накапливается в организме.
Если вещество угнетает цитохром, то оно изменяет и метаболизм препарата.
Этот эффект заключается в удлинении времени полужизни лекарства и повышении его концентрации. Некоторые ингибиторы (эритромицин) влияют сразу на несколько изоформ ферментов. Чем выше доза ингибитора, тем быстрее наступает его действие и тем больше оно выражено. Ингибирование развивается быстрее, чем индукция, и его можно зарегистрировать через 24 часа от момента назначения ингибиторов. Ингибирование изоформы 3А встречается часто и вызывается большим количеством препаратов (нифедипин, никардипин, верапамил и эритромицин). Это быстро обратимые ингибиторы. Путь введения лекарственного препарата влияет на скорость развития и выраженность угнетения активности фермента. Если препарат вводится внутривенно, то взаимодействие разовьется быстрее .
Характерными ингибиторами являются циме-тидин, ранитидин.
Если ингибитор и лекарство имеют короткий период полураспада, взаимодействие окажется максимальным на 2-4-й день. Столько же времени потребуется для прекращения эффекта взаимодействия. В случае одновременного применения варфарина и амиодарона для прекращения ингибиторного эффекта потребуется более месяца, что связано с длительным периодом полураспада последнего.
Этанол, гормоны (тестостерон, альдостерон, эстрадиол, прогестерон, гидрокортизон) угнетают лекарственную метаболическую активность окси-дазной системы микросом гепатоцита, поскольку их метаболизм происходит ферментами цитохрома Р450.
Лекарственное вещество или его метаболит вступают во взаимодействие с белковыми молекулами паренхимы печени, играя роль гаптена. Белок с измененной структурой становится мишенью
№01/2011 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ И КЛИНИЧЕСКАЯ
для иммунной агрессии. На мембране гепатоцитов имеются изоферменты Р450, индукция которых приводит к образованию антител и иммунному повреждению гепатоцита.
При наличии генетического дефекта в печени лекарство превращается в токсический метаболит, связывается с клеточным белком (глутатионом), приводя к некрозу гепатоцита, а также стимулирует образование антигена (гаптена) и сенсибилизирует Т-лимфоцит, который запускает иммунную гепа-тотоксичность.
Повторное назначение лекарственного препарата приводит к усилению иммунной реакции.
Генетические различия активности фермента служат причиной развития идиосинкразии на лекарство, сопровождающейся появлением аутоантител, взаимодействующих с микросомами печени.
При приеме умеренного количества лекарств все системы компенсаторно увеличивают свою активность, однако при заболеваниях печени их активность снижена и нарушена способность гепатоцита метаболизировать препараты за счет изменения процессов окисления и глюкуронидизации.
При заболеваниях печени клиренс лекарственных средств уменьшается, а период их полувы-ведения возрастает в результате снижения экстракции их гепатоцитами и увеличения объема распределения.
Все лекарственные средства, вводимые внутрь, до поступления в системный кровоток проходят через печень, поэтому их разделяют на две группы - с высоким и с низким печеночным клиренсом.
Обычные дозы лекарств с высокой печеночной экстракцией обладают высоким риском передозировки, так как могут вызывать тяжелый токсический эффект при циррозе печени. Опасность кумуляции велика при повторном введении препаратов. Таким больным дозы препаратов должны быть уменьшены соответственно снижению печеночного кровотока.
Клиренс этих препаратов при отсутствии заболеваний печени зависит от интенсивности печеночного кровотока и от особенностей метаболических превращений. В норме после пассажа через печень перорально принятого лекарства этой
группы концентрация его в крови печеночной вены составляет незначительный процент от концентрации в воротной вене, то есть уже на этом этапе значительная часть лекарства метаболизируется. Снижению экстракции препаратов способствует наличие портосистемного и внутрипеченочного шунтирования, вследствие чего значительная часть лекарства из желудочно-кишечного тракта попадает в общий кровоток, минуя печень. При уменьшении печеночного кровотока и снижении метаболизирую-щих способностей печени происходит повышение концентрации препарата в плазме. Так, при снижении выделения препарата печенью с 95 до 90% концентрация его в плазме увеличивается в 2 раза.
Вторая группа веществ - лекарства с низкой печеночной экстракцией. При снижении метаболических возможностей гепатоцита до 70% в крови увеличивается содержание препаратов этой группы после введения однократной дозы, поэтому риск передозировки невелик, но метаболическая недостаточность при длительном назначении препаратов этой группы вызывает их кумуляцию. Печеночный клиренс лекарственных веществ второй группы зависит от емкости ферментативных систем печени.
Если же все ферменты вовлечены в метаболизм лекарственного вещества в связи с очень большой его дозой, скорость метаболизма становится максимальной и не зависит от концентрации в крови и дозы препарата, то это кинетика нулевого порядка. При кинетике первого порядка скорость метаболизма лекарства прямо пропорциональна его концентрации в крови, когда небольшая часть метаболизирующих ферментов вовлечена в процесс. По мере снижения концентрации лекарственных препаратов в крови кинетика может изменяться от процесса нулевого порядка к кинетике первого порядка.
Таким образом, для каждого человека характерен свой метаболизм лекарственных веществ, отличающийся от такового других людей. Индивидуальные особенности зависят от генетических факторов, возраста, пола, функциональных возможностей печени, характера питания больного и сопутствующей фармакотерапии.
ЛИТЕРАТУРА
1. Белоусов Ю. Б., Леонова М. В. Введение в клиническую фармакологию. - М.: Мед. информагентство, 2002. - 95 с.
2. Белоусов Ю. Б., Моисеев B. C., Лепахин В. К. Клиническая фармакология и фармакотерапия. - М.: Универсум паблишинг, 1997. - Вып. 2. - 530 с.
3. Белоусов Ю. Б., Моисеев В. С., Лепахин В. К. Клиническая фармакология и фармакотерапия. - М:. Универсум Паблишинг, 2000. - 67 с.
4. Белоусов Ю. Б.,Ханина Н. Ю. Подходы к выбору дозы лекарственных препаратов у пациентов с циррозом печени // Фарматека. - 2006. - № 1. - С. 76-84.
5. Каркищенко Н. Н., Хоронько В. В., Сергеева С. А., Каркищен-ко В. Н. Фармакокинетика. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2001. - 384 с.
6. Кукес В. Г., Стародубцев А. К. Клиническая фармакология и фармакотерапия. - М.: ГЭОТАР-Мед, 2003. - 227 с.
7. Лоуренс Д. Р. Клиническая фармакология. - М:. Медицина,
8. Мирошниченко И. И. Основы фармакокинетики. - М.: ГЭОТАР-Мед, 2002. - 186 с.
9. Полунина Т.Е. Лекарственные поражения печени // Леч. врач. - 2005. - № 3.
10. Шульпекова Ю. О. Лекарственные поражения печени // Consilium medicum. - 2006. - Т. 8, № 7.
Активность микросомных монооксигеназ , катализирующих биотрансформацию ксенобиотиков в первой фазе детоксикации, а также активность ферментов, принимающих участие в реакциях конъюгации, составляющих вторую фазу детоксикации, зависит от многих факторов. Например, от функционального состояния организма, от возраста и пола, от режима питания, имеют место сезонные и суточные колебания активности и др.
Однако наиболее выраженное действие на функционирование биохимических систем , ответственных за процессы детоксикации, оказывают химические вещества, относящиеся к индукторам и ингибиторам микросомных монооксигеназ. Комбинированное действие ксенобиотиков зачастую определяется именно индукторными или ингибиторными свойствами участвующих в комбинациях соединений. Индукторы или ингибиторы микросомного окисления могут служить основой для средств профилактики и лечения интоксикаций.
В настоящее время известно около 300 химических соединений , вызывающих увеличение активности микросомных ферментов, т.е. индукторов. Это, например, барбитураты, бифенилы, спирты и кетоны, полициклические и галогенуглеводороды, некоторые стероиды и многие другие. Они относятся к разнообразным классам химических соединений, но имеют некоторые общие черты. Так, все индукторы являются липоидорастворимыми веществами и характеризуются тропизмом по отношению к мембранам эндоплазматического ретикулума.
Индукторы являются субстратами микросомных ферментов. Имеется прямая корреляция между мощностью индукторов и периодом их полусуществования в организме. Индукторы также могут обладать определенной специфичностью по отношению к чужеродным веществам или иметь широкий спектр действия. Более подробно обо всем этом и многом ином можно прочитать в следующих книгах и монографиях.
Многое из сказанного выше относится и к ингибиторам микросомных монооксигеназ , точно так же, как и ссылки на главу Л.А.Тиунова и др. К числу ингибиторов относятся вещества из самых разных классов химических соединений. С одной стороны, это могут быть весьма сложные органические соединения, а с другой - простые неорганические соединения типа ионов тяжелых металлов. Нами, в частности, описан и применен на практике с целью увеличения противоопухолевой активности известных противоопухолевых препаратов ингибитор метаболизма ксенобиотиков гидразин сернокислый.
Перспективным считается применение ингибиторов для увеличения активности пестицидов . В том и другом случаях модифицирующее действие ингибиторов основано на задержке или предотвращении метаболизма исходных соединений, что при подборе соответствующей дозы и схемы применения ингибиторов дает возможность изменять силу и качество эффекта.
По механизму действия ингибиторы метаболизма подразделяются на 4 группы . К первой из них относят обратимые ингибиторы прямого действия: это эфиры, спирты, лактоны, фенолы, антиоксиданты и др. Вторую группу составляют обратимые ингибиторы непрямого действия, оказывающие влияние на микросомные ферменты через промежуточные продукты своего метаболизма путем образования комплексов с цитохромом Р-450. В этой группе производные бензола, алкиламины, ароматические амины, гидразины и др. Третья группа включает необратимые ингибиторы, разрушающие цитохром Р-450 - это полигалогенированные алканы, производные олефинов, производные ацетилена, серосодержащие соединения и др.
Наконец, к четвертой группе относятся ингибиторы , тормозящие синтез и/или ускоряющие распад цитох-рома Р-450. Типичными представителями группы являются ионы металлов, ингибиторы синтеза белка и вещества, влияющие на синтез гема.
До сих пор речь шла только о микросомных механизмах метаболизма ксенобиотиков. Однако" имеются и другие, внемикросомные механизмы. Это второй тип метаболических превращений, он включает реакции немикросомного окисления спиртов, альдегидов, карбоновых кислот, алкиламинов, неорганических сульфатов, 1,4-нафтохинонов, сульфоксидов, органических дисульфидов, некоторых эфиров; с его помощью происходит гидролиз эфирной и амидной связей, а также гидролитическое дегалогенирование. Ниже перечислены некоторые из ферментов, участвующих во внемикросомном метаболизме ксенобиотиков: моноаминоксидаза, диаминоксидаза, алкогольдегидрогеназа, альдегиддегидрогеназа, альдегидоксидаза, ксантиноксидаза, эстеразы, амидазы, пероксидазы, каталаза и др. Таким путем метаболизируют преимущественно водорастворимые ксенобиотики. Ниже приведены некоторые примеры.
Алифатические спирты и альдегиды метаболизируют преимущественно в печени млекопитающих, Так, 90-98 % этанола, поступившего в организм, метаболизирует в клетках печени и лишь 2-10 % в почках и легких. При этом часть этанола вступает в реакции глюкуронидной конъюгации и выводится из организма; другая часть подвергается окислительным превращениям. Соотношение этих процессов зависит от вида животных, от химического строения спирта и от его концентрации. При действии низких концентраций алифатических спиртов главным путем их биотрансформации в организме является окислительный путь с помощью алкогольдегидрогеназы.
В основном внемикросомный механизм метаболизма используется для детоксикации цианидов. При этом главной реакцией является вытеснение цианогруппой сульфитной группы из молекулы тиосульфата. Образующийся тиоцианат практически нетоксичен.
Деление механизмов детоксикации на микросомные и внемикросомные несколько условно. Метаболизм ряда групп химических соединений можетность смешанный характер, как это следует из примера со спиртами. Как уже кратко описано выше, монооксигеназная система, содержащая цитохром Р-450 в виде его различных изоформ, защищает внутреннюю среду организма от накопления в ней токсических соединений. Принимая участие в первой фазе метаболизма ксенобиотиков - превращая низкомолекулярные ксенобиотики с низкой растворимостью в воде в более растворимые соединения - она облегчает их выведение из организма. Однако эта их функция может представлять и серьезную опасность для организма, что встречается не так уже и редко.
Дело в том, что механизм реакций окисления предусматривает образование в организме промежуточных реакционноспособных метаболитов, относящихся к двум типам. Прежде всего это продукты частичного восстановления кислорода: перекись водорода и супероксидные радикалы, которые являются источниками наиболее реакционноспособных гидрофильных радикалов. Последние способны окислять самые различные молекулы в клетке. Другой тип - это реакционноспособные метаболиты окисляемых веществ. Уже в незначительных количествах эти метаболиты могут оказывать те или иные побочные эффекты: канцерогенные, мутагенные, аллергенные и иные, в основе которых лежит их способность ковалентно связываться с биологическими макромолекулами - белками, нуклеиновыми кислотами, липидами биомембран. Внимание на указанные здесь обстоятельства обратили не так уж давно и в основном вследствие развития представлений о молекулярных механизмах процессов детоксикации. Но именно эти представления позволили объяснить многие, казавшиеся ранее непонятными факты высокой токсичности некоторых соединений в определенных условиях.
На 16-м Европейском рабочем совещании по метаболизму ксенобиотиков (июнь 1998 г.) были представлены многочисленные примеры модификации токсичности ксенобиотиков. В частности, 2,6-дихлорметилсульфо-нилбензол (2,6-ДХБ) образует в обонятельной системе мышей токсические метаболиты, а 2,5-ДХБ не образует. Метаболизм бензола в печени одних линий мышей приводит к образованию токсических метаболитов, других - нет, причем зависит это от активности цитохрома Р-450. Метаболическая активация противоопухолевых соединений у разных видов различна; различие может относиться и к разным особям. Изозимы цитохрома Р-450 определяют различие в кинетике метаболизма ксенобиотиков. На основе развитых представлений предложена тест-система in vitro для определения метаболизма и токсичности ксенобиотиков по отношению к печени, легким, кишечнику и почкам разных индивидуумов человека. Указано на обязательное проведение терапевтического мониторинга при лечении алкоголизма дисульфирамом: необходимо назначать лечебную дозу препарата в зависимости от особенностей его метаболизма у разных особей, а не в зависимости от массы тела пациента, как это принято. Примеры можно видеть и в трехтомной Encyclopedia of Toxicol.
Биотрансформация–изменение химической структуры и ф-х свойств ЛВ под действием ферментов организма. Цель: удаление ксенобиотиков путем превращения неполярных липофильных соединений в полярные гидрофильные (не реабсорбирутся в поч.кан.)
Ферменты:
Микросомальные – связаны с мелкими субклеточными фрагментами гладкого ЭПР – микросомами, которые образуются при гомогенизации печеночной ткани или кишечника, почек, легких, ГМ (меньше);
Немикросомальные – локализуются в цитозоле, митохондриях ткани печени, кишечника, почек, ГМ, кожи, СО;
Метаболизм ЛВ делится на: метаболическую трансформацию и биосинтетическую (конъюгацию)
1) Метаболическая трансформация: окисление, восстановление, гидролиз
Окисление : под действие микросомальной системы ферментов (оксидазы смешанных функций, основной компонент – цитохром Р450 (гемопротеин с кислородом в центре)). Реакция идет при участии цитохром-редуктазы и НАДФН;
RH + O(2) + НАДФН + H+ =>ROH + H(2)O + НАДФ+
Существуют различные изоферменты цитохрома, они объединены в семейства и подсемейства и обозначаются CYP1A1…некоторые строго специфичны, некоторые – нет; наибольшое количество ЛВ метаболизируется в печени при участии СYP3A4;
под действием немикросомальных ферментов:
МАО-А: дезаминирование катехоламинов
алкогольдегидрогеназа: этанол -> ацетальдегид
ксантиноксидаза: гидроксилирование пуриновых оснований
Восстановление: присоединение к молекуле ЛВ Н+ или удаление О-
микросомальные ферменты (восстановление хлорамфеникола
немикросомальные (восстановление хлоралгидрата, месалазинаредуктазами кишечника)
Гидролиз: ведет к разрыву эфирных, амидных и фосфатных связей
большинство немикросомальные ферменты (эстеразы, амидазы, фосфатазы – прокаин, бензокаин)
микросомальные ферменты (амидазы – прокаинамид)
Итог метаболической трансформации: снижение токсичности исходных веществ, образование активных метаболитов из пролекарств (эналаприл, валацикловир), может быть образование токсичных соединений (парацетамол, инактивация – глютатион)
2) Биосинтетическая трансформация: к функциональным группам молекул ЛВ или их метаболитов присоединяются остатки эндогенных соединений (глюкуроновая, серная кислоты, глютатион, глицин) или высокополярные химические группы (ацетильные, метильные). Реакции идут при участии микросомальных и немикросомальных ферментов печени и других тканей (кишечник…), в основном трансфераз.
глюкуроновая кислота: уридин-ди-фосфат-глюкуронил-т-ф обладает низкой субстратной специфичностью (многие ЛВ, билирубин, гормоны ЩЖ), конъюгаты с желчью выводятся в кишечник.
серная кислота: сульфо-т-ф в основном фенольные соединения, катехоламины, стероидные гормоны, гормоны ЩЖ;
глютатион: глютатион-SH-S-т-ф в цитозоле, реакция с эпоксидами, хинонами, токсичным метаболитом парацетамола.
Итог биосинтетической трансформации: снижение активности и токсичности ЛВ (искл: миноксидил, морфин)
Факторы, влияющие на биотрансформацию:
Пол (синтез микросомальных ферментов регулируется андрогенами=> у мужчин их активность выше, быстрее метаболизируются этанол, эстрогены, бензодиазепины)
Возраст (активность микросомальных ферментов достигает уровня нормы к 1-6 месяцам жизни, у стариков снижается)
Состояние организма (заболевания печени, СН, СД, гипер или гипотиреоз)
Прием других ЛС (индукторы микросомального окисления: фенобарбитал и рифампицин вызывают снижение терапевтического эффекта КОК, хронический прием алкоголя, изониазид вызывают повышение токсичности парацетамола; ингибиторы: циметидин, макролиды, азолы, ципрофлоксацин вызывают снижение окисления варфарина, азолы вызывают повышение нефротокисческого эффекта циклоспорина, омепразол вызывает снижение эффективности клопидогрела, индукторами являются также фуранокумарины грейпфрутового сока, трава зверобоя)
Генетические факторы (генетический полиморфизм генов изоферментов цитохрома р450, недостаточность ацетил-т-ф вызывает повышение побочных эффектов при приеме сульфаниламидов, изониазида, недостаточность г6-фдг эритроцитов при приеме сульфаниламидов, хлорамфеникола вызывает гемолитическую анемию у жителей тропиков, субтропиков)
IX. Биодоступность ЛВ – часть введенной дозы ЛВ, достигшая системного кровотока, выраженная в процентах; при парентеральном введении принимается за 100%, при внутреннем введении обычно снижается, причины:
· влияние соляной кислоты, ферментов ЖКТ
· гидрофильность и полярность соединений (бета-лактамные антибиотики)
· метаболизация в стенке кишки(леводопа переходит в дофамин под действием ДОФА-декарбоксилазы, дигоксинметаболизируется кишечной микрофлорой)
· выведение субстратов Р-гликопротеина (дигоксин)
· элиминация при прохождении через печень (нитроглицерин элиминируется на 90%)
· неполное высвобождение из таблетированной лекарственной формы
NB!Фармацевтически эквивалентные препараты, произведенные в разных условиях, могут различаться по биодоступности, скорости абсорбции => препараты должны быть биоэквивалентными (одинаковая биодоступность, одинаковая скорость достижения максимальной концентрации в крови)
Предложено лекарственное средство, повышающее активность микросомальных оксидаз печени человека, Оно может быть использовано при лечении и профилактике различных интоксикаций веществами, биотрансформация которых зависит от активности ферментов системы окисления. В качестве такого средства предложен ксимедон (N- -оксиэтил)-4,6-диметил-1,2-дигидро-2-оксопиримидин), ранее известный как препарат с широким спектром биологического действия и низкой токсичностью. Ксимедон увеличивает активность микросомальных оксидаз печени человека, причем его индуцирующий эффект сопоставим с индукцией фенобарбиталом. 2 табл.
Изобретение относится к медицине, в частности к лекарственным средствам, повышающим активность микросомальных оксидаз печени человека, и может быть использовано при лечении и профилактике различных заболеваний и интоксикаций веществами, биотрансформация которых зависит от активности ферментов системы окисления.
Как известно, скорость элиминации из организма лекарственных веществ, подвергающихся биотрансформации, зависит от активности ферментных систем, отвечающих за данный вид метаболизма. Одной из основных ферментных систем, локализованных в печени, является система микросомальных оксидаз. В качестве тест-препарата для определения скорости окисления часто используют антипирин.
В настоящее время известно большое число индукторов процесса окисления [Халилов Э.М. Современные представления о метаболизме лекарственных веществ в организме, Краткий курс молекулярной фармакологии под ред. Сергеева П.В., Московский медицинский институт им. Н.И.Пирогова, Москва, 1975, 340 с.; Большев В.Н., Индукторы и ингибиторы ферментов метаболизма лекарств, Фармакология и токсикология, 1980, № 3], повышающих активность биотрансформации лекарств путем индукции синтеза микросомальных оксидаз.
Среди них вещества, которые повышают активность биотрансформации лекарств путем индукции синтеза микросомальных оксидаз:
а) группа фенобарбитала, рифампицин, димедрол, диазепам, дифенин, нитроглицерин (аутоиндуктор);
б) полициклические (канцерогенные) углеводороды;
в) стероидные гормоны;
и вещества, которые снижают активность биотрансформации лекарств в эндоплазматическом ретикулуме печени:
а) ингибиторы моноаминооксидазы;
б) этазол, кобальта хлорид, Н2 гистаминовые блокаторы, хлорамфеникол, -адреноблокаторы, эритромицин, амидарон, лидокаин.
Известно, что используемые индукторы (например, фенобарбитал) могут оказывать негативное влияние на организм человека, вызывая сонливость, привыкание и т.д. [Машковский М.Д. Лекарственные средства. Т.2. - М.: Новая Волна, 2000. - 648 с]
Задачей заявляемого изобретения является новое лекарственное средство для увеличения активности микросомальных оксидаз печени человека, расширяющее арсенал известных препаратов-индукторов.
Технический результат заключается в повышении активности микросомальных оксидаз печени человека при приеме препарата ксимедон.
Ксимедон представляет собой N-( -оксиэтил)-4,6-диметил-1,2-дигидро-2-оксопиримидин формулы:
и является одним из наиболее простых негликозидных аналогов пиримидиннуклеозидов. Препарат обладает широким спектром биологического действия, токсичность ксимедона чрезвычайно низка LD 50 - от 6500 до 20000 мг/кг для различных животных при разных способах введения [Измайлов С.Г. и др. Ксимедон в клинической практике. Нижний Новгород: Изд-во НГМА 2001]. Приказом Минздрава №287 от 07.12.93 г. ксимедон разрешен к применению в медицине и внесен в реестр лекарственных средств.
Технический результат предлагаемого решения достигается применением препарата ксимедон в суточной дозе 1,5 грамм 7-дневным курсом для индупирования процессов окисления, что делает его перспективным в качестве лекарственного средства, способного повышать активность микросомальных оксидаз печени человека. Побочных эффектов при применении ксимедона не выявлено.
Скорость окисления оценивали разработанным ранее авторами методом - при помощи модифицированного антипиринового теста, при проведении которого определяли концентрацию антипирина в слюне. Тест-препарат окисления - антипирин - назначали пациентам однократно перорально в дозе 0,6 г. [Евгеньев М.И., Гармонов С.Ю., Шитова Н.С., Погорельцев В.И. Биофармацевтический анализ ферментативной активности метаболических систем организма // Вестник Казанского государственного технологического университета. - 2004. - № 1-2. - С.74-81; Гармонов С.Ю., Киселева Т.А., Салихов И.Г., Евгеньев М.И., Шитова Н.С., Полехина В.И., Погорельцев В.И. Оценка фенотипов ацетилирования и окисления у больных сахарным диабетом 2 типа // Нижегородский медицинский журнал. - 2005. - № 3. - С.29-35.]
Индукцию микросомальных оксидаз печени человека ксимедоном выражали в процентах по отношению кумулятивного количества антипирина, выведенного со слюной в течение 12 часов после введения тест-препарата до и после курсового приема индуктора ксимедона в суточной дозе 1,5 г в течение 7 дней.
Исследования проводились в группе 8 здоровых добровольцев.
Методика определения активности микросомальных оксидаз печени человека.
Антипирин вводят добровольцу однократно перорально в дозе 0,6 г утром натощак. Слюну собирают через каждые 3 часа в течение 12 часов после приема тест-препарата. В почасовых пробах слюны определяют содержание антипирина спектрофотометрическим методом. По полученным данным строят кинетические кривые, рассчитывают кумулятивное количество антипирина, выведенного со слюной за 12 часов, количество содержащегося в слюне антипирина определяют по градуировочному графику.
Ксимедон принимают в суточной дозе 1,5 г (3 раза в сутки по 0,5 г) в течение 7 дней перед повторным определением количества антипирина в слюне. Через 7 дней снова проводят определение выведенного количества антипирина описанным выше способом (антипириновым тестом).
С общ.1 - кумулятивное количество антипирина (мкг), выведенного со слюной в течение 12 часов до приема индуктора;
С общ.2 - кумулятивное количество антипирина (мкг), выведенного со слюной в течение 12 часов после приема индуктора.
Действие способа иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.
Пациент Каюмова - здоровый доброволец.
Антипирин однократно перорально вводят пациенту в дозе 0,6 г. Слюну собирают каждые три часа в течение 12 часов после приема тест-препарата. Для осаждения твердых частиц слюну центрифугируют в течение 10 минут. В пробирки вносят по 2 мл надосадочной жидкости, 2 мл дистиллированной воды, 2 мл цинкового реактива, 2 мл 0,75 н гидроксида калия (по каплям). Встряхивают раствор в течение 30 секунд. Далее проводят центрифугирование в течение 15 минут. По 3 мл чистого супернатанта каждого образца переносят в пробирки и помещают в термостат на 5 минут при температуре 25°С. Затем, не извлекая пробы из термостата, добавляют 0,05 мл 4 н серной кислоты и 0,1 мл 0,2% раствора нитрита натрия. Инкубацию продолжают в течение 20 минут. Далее оптическую плотность измеряют на спектрофотометре при длине волны 350 нм. Количество выведенного антипирина определяют по градуировочному графику. Раствором сравнения служит раствор, приготовленный со слюной, взятой у пациента до приема тест-препарата, по описанному выше образцу.
На следующий день пациенту назначают препарат ксимедон в дозе 0,5 г 3 раза в день. Курс составляет 7 дней. Через 7 дней снова проводят определение выведенного количества антипирина описанным выше способом.
Расчет индукции (%) производят по формуле 1:
С общ.1 - кумулятивное количество антипирина (мкг), выведенного со слюной в течение 12 часов до приема ксимедона;
С общ.2 - кумулятивное количество антипирина (мкг), выведенного со слюной в течение 12 часов после приема ксимедона.
Результаты приведены в таблице 1.
Определения активности микросомальных оксидаз печени пациентов 2-8 проводили аналогично примеру 1. Результаты приведены в таблице 1.
Пациент Ибрагимов - здоровый доброволец.
Пациент Смердова - здоровый доброволец.
Пациент Мотыгуллина - здоровый доброволец.
Пациент Яруллина - здоровый доброволец.
Пациент Яковлева - здоровый доброволец
Пациент Султанбеков - здоровый доброволец.
Пациент Калайбашева - здоровый доброволец.
Для сопоставления увеличения активности окислительных ферментов при приеме ксимедона проверялось влияние на фармакокинетику антипирина известного индуктора процесса окисления фенобарбитала. Фенобарбитал вводился перорально в дозе 0,03 г 3 раза в день в течение трех дней, что соответствует стандартной фармакологической дозе, применяемой в медицине для спазмолитического и успокающего эффекта [Машковский М.Д. Лекарственные средства. Т.2. - М.: Новая Волна, 2000. - 648 с.]. Индукция фенобарбитала определялась по отношению кумулятивного количества антипирина, содержащегося в слюне до и после приема фенобарбитала в суточной дозе 0,09 г.Исследования проводились в группе 5 здоровых добровольцев (Закирова, Валитова, Шитова, Ермолаева, Галиутдинов - примеры 9-13). Расчет индукции (%) производят по формуле 1:
С общ.1 - кумулятивное количество антипирина (мкг), выведенного со слюной в течение 12 часов до приема фенобарбитала;
С общ.2 - кумулятивное количество антипирина (мкг), выведенного со слюной в течение 12 часов после приема фенобарбитала.
Результаты приведены в таблице 2.
Пациент Закирова - здоровый доброволец.
Пример 10.
Пациент Валитова - здоровый доброволец.
Пример 11.
Пациент Шитова - здоровый доброволец.
Пример 12.
Пациент Ермолаева - здоровый доброволец.
Пример 13.
Пациент Галиутдинов - здоровый доброволец.
Полученные результаты показывают, что применение ксимедона позволяет увеличивать активность микросомальных оксидаз печени человека, причем индуцирующий эффект, вызываемый ксимедоном, сопоставим с индукцией фенобарбиталом.
Применение ксимедона как индуктора микросомальных оксидаз печени эффективно при профилактике и лечении острых и хронических интоксикаций лекарственными средствами, биотрансформация которых зависит от активности ферментов системы окисления.
Регуляция активности окислительных ферментов с помощью индуктора ксимедона является безопасной с точки зрения передозировки самого индуктора вследствие его низкой токсичности.
| Таблица 1 | ||||||||
| Индукция микросомальных оксидаз печени человека под действием ксимедона | ||||||||
| № примера | № пробы | А (оптическая плотность) | С общ.1 (кумулятивное количество экскретируемого антипирина общее), мкг | А (оптическая плотность) | С (количество экскретируемого антипирина), мкг | С общ.2 (кумулятивное количество экскретируемого антипирина общее), мкг | Индукция, % | |
| 1 | 1 | 0,185 | 9,893 | 29,678 | 0,100 | 5,347 | 16,842 | 43,25 |
| 2 | 0,190 | 10,160 | 0,060 | 3,208 | ||||
| 3 | 0,120 | 6,417 | 0,105 | 5,614 | ||||
| 4 | 0,060 | 3,208 | 0,050 | 2,673 | ||||
| 2 | 1 | 0,015 | 0,802 | 7,486 | 0,040 | 2,139 | 6,401 | 14,49 |
| 2 | 0,045 | 2,406 | 0,060 | 3,208 | ||||
| 3 | 0,040 | 2,139 | 0,010 | 0,534 | ||||
| 4 | 0,040 | 2,139 | 0,010 | 0,534 | ||||
| 3 | 1 | 0,140 | 7,486 | 21,121 | 0,035 | 1,871 | 9,356 | 55,70 |
| 2 | 0,070 | 3,743 | 0,075 | 4,010 | ||||
| 3 | 0,105 | 5,614 | 0,025 | 1,336 | ||||
| 4 | 0,080 | 4,278 | 0,040 | 2,139 | ||||
| 4 | 1 | 0,250 | 13,360 | 35,273 | 0,145 | 7,754 | 31,817 | 9,79 |
| 2 | 0,210 | 11,220 | 0,130 | 6,951 | ||||
| 3 | 0,130 | 6,950 | 0,160 | 8,556 | ||||
| 4 | 0,070 | 3,743 | 0,160 | 8,556 | ||||
| 5 | 1 | 0,025 | 1,336 | 12,565 | 0,030 | 1,604 | 8,554 | 68,07 |
| 2 | 0,100 | 5,347 | 0,035 | 1,871 | ||||
| 3 | 0,080 | 4,278 | 0,075 | 4,010 | ||||
| 4 | 0,030 | 1,604 | 0,020 | 1,069 | ||||
| 6 | 1 | 0,075 | 4,010 | 12,298 | 0,040 | 2,139 | 4,544 | 63,05 |
| 2 | 0,12 | 6,417 | 0,010 | 0,534 | ||||
| 3 | 0,020 | 1,069 | 0,030 | 1,604 | ||||
| 4 | 0,015 | 0,802 | 0,005 | 0,267 | ||||
| 7 | 1 | 0,080 | 4,278 | 15,240 | 0,060 | 3,208 | 10,158 | 33,19 |
| 2 | 0,120 | 6,417 | 0,025 | 1,336 | ||||
| 3 | 0,040 | 2,139 | 0,060 | 3,208 | ||||
| 4 | 0,045 | 2,406 | 0,045 | 2,406 | ||||
| 8 | 1 | 0,045 | 2,406 | 11,495 | 0,015 | 0,802 | 2,405 | 79,07 |
| 2 | 0,045 | 2,406 | 0,02 | 1,069 | ||||
| 3 | 0,100 | 5,347 | 0,005 | 0,267 | ||||
| 4 | 0,025 | 1,336 | 0,005 | 0,267 | ||||
| Таблица 2 Индукция микросомальных оксидаз печени человека под действием фенобарбитала |
|||
| Примеры | С общ1 (кумулятивное количество экскретируемого антипирина до приема индуктора), мкг | С общ2 (кумулятивное количество экскретируемого антипирина после приема индуктора), мкг | Индукция, % |
| 9 | 13,635 | 3,474 | 74,52 |
| 10 | 10,159 | 7,217 | 28,95 |
| 11 | 13,635 | 4,544 | 66,67 |
| 12 | 17,646 | 7,217 | 59,10 |
| 13 | 20,854 | 13,635 | 34,62 |
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Применение ксимедона для увеличения активности микросомальных оксидаз печени человека.
Ферменты (энзимы) – это специфические белки, которые участвуют в биохимических реакциях, могут ускорять или замедлять их течение. В печени вырабатывается большое количество таких соединений в связи с ее важной ролью в обмене жиров, белков и углеводов. Их активность определяется по результатам биохимического анализа крови. Такие исследования важны для оценки состояния печени и для диагностики многих заболеваний.
Что это такое?
Ферменты печени – это группа биологически активных белков, которые могут вырабатываться исключительно клетками этого органа. Они могут находиться на внутренней или наружной мембране, внутри клеток или в крови. В зависимости от роли энзимов, их разделяют на несколько категорий:
- гидролазы – ускоряют расщепление сложных соединений на молекулы;
- синтетазы – принимают участие в реакциях синтеза сложных биологических соединений из простых веществ;
- трансферазы – участвуют в транспорте молекул через мембраны;
- оксиредуктазы – являются основным условием нормального течения окислительно-восстановительных реакциях на клеточном уровне;
- изомеразы – необходимы для процессов изменения конфигурации простых молекул;
- лиазы – формируют дополнительные химические связи между молекулами.
ВАЖНО! На активность ферментов влияет в том числе наличие других соединений (ко-факторов). К ним относятся белки, витамины и витаминоподобные вещества.
Группы печеночных энзимов
От локализации печеночных ферментов зависит их функция в процессах клеточного обмена. Так, митохондрии участвуют в обмене энергии, гранулярная эндоплазматическая сеть синтезирует белки, гладкая – жиры и углеводы, на лизосомах находятся белки-гидролазы. Все энзимы, которые вырабатывает печень, можно обнаружить в крови.
В зависимости от того, какие функции выполняют энзимы и где они находятся в организме, их разделяют на 3 большие группы:
- секреторные – после секреции клетками печени поступают в кровь и находятся здесь в максимальной концентрации (факторы свертываемости крови, холинэстераза);
- индикаторные – в норме содержатся внутри клеток и высвобождаются в кровь только при их повреждении, поэтому могут служить индикаторами степени поражения печени при ее заболеваниях (АЛТ, АСТ и другие);
- экскреторные – выводятся из печени с желчью, а повышение их уровня в крови свидетельствует о нарушении этих процессов.
Для диагностики состояния печени имеет значение каждый из энзимов. Их активность определяют при подозрении на основные патологии печени и для оценки степени повреждения печеночной ткани. Для получения более полной картины может потребоваться также диагностика пищеварительных ферментов, энзимов желудочно-кишечного тракта, поджелудочной железы и желчевыводящих путей.
Для определения печеночных ферментов необходима венозная кровь, собранная утром натощак
Ферменты, которые определяют для диагностики болезней печени
Биохимия крови – это важный этап диагностики болезней печени. Все патологические процессы в этом органе могут происходить с явлениями холестаза или цитолиза. Первый процесс представляет собой нарушение оттока желчи, которую выделяют гепатоциты. При остальных нарушениях происходит разрушение здоровых клеточных элементов с высвобождением их содержимого в кровь. По наличию и количеству энзимов печени в крови можно определить стадию болезни и характер патологических изменений в органах гепатобилиарного тракта.
Показатели холестаза
Синдром холестаза (затруднение желчеотделения) сопровождает воспалительные заболевания печени, нарушение секреции желчи и патологии желчевыводящих путей. Эти явления вызывают следующие изменения в биохимическом анализе:
- экскреторные энзимы повышены;
- увеличены также компоненты желчи, в том числе билирубин, желчные кислоты, холестерин и фосфолипиды.
Отток желчи может нарушаться при механическом давлении на желчные протоки (воспаленной тканью, новообразованиями, камнями), сужении их просвета и других явлениях. Комплекс характерных изменений показателей крови становится основанием для более подробного исследования состояния желчного пузыря и желчевыводящих путей.
Индикаторы цитолиза
Цитолиз (разрушение гепатоцитов) может происходить при инфекционных и незаразных гепатитах либо при отравлениях. В таком случае содержимое клеток высвобождается, а индикаторные ферменты появляются в крови. К ним относятся АЛТ (аланинаминотрансфераза), АСТ (аспартатаминотрансфераза), ЛДГ (лактатдегидрогеназа) и альдолаза. Чем выше показатели этих соединений в крови, тем обширнее степень поражения паренхимы органа.
Определение щелочной фосфатазы
Щелочная фосфатаза, которая обнаруживается в крови, может иметь не только печеночное происхождение. Небольшое количество этого фермента вырабатывается костным мозгом. О заболеваниях печени можно говорить, если происходит одновременное повышение уровня ЩФ и гамма-ГГТ. Дополнительно может обнаруживаться увеличение показателей билирубина, что говорит о патологиях желчного пузыря.
Гамма-глютамилтранспептидаза в крови
ГГТ обычно повышается с щелочной фосфатазой. Эти показатели свидетельствуют о развитии холестаза и о возможных заболеваниях желчевыводящей системы. Если этот фермент повышается изолированно, есть риск незначительного повреждения печеночной ткани на начальных стадиях алкоголизма или других отравлениях. При более серьезных патологиях наблюдается одновременное увеличение печеночных энзимов.
Окончательный диагноз можно поставить только на основании комплексного обследования, которое включает УЗИ
Трансаминазы печени (АЛТ, АСТ)
АЛТ (аланинаминотрансфераза) – это наиболее специфичный фермент печени. Он находится в цитоплазме и других органов (почек, сердца), но именно в печеночной паренхиме он присутствует в наибольшей концентрации. Его повышение в крови может указывать на различные заболевания:
- гепатит, интоксикации с повреждением печени, цирроз;
- инфаркт миокарда;
- хронические заболевания сердечно-сосудистой системы, которые проявляются некрозом участков функциональной ткани;
- травмы, повреждения или ушибы мышц;
- тяжелая степень панкреатита – воспаления поджелудочной железы.
АСТ (аспартатдегидрогеназа) находится не только в печени. Ее также можно обнаружить в митохондриях сердца, почек и скелетных мускулов. Повышение этого фермента в крови указывает на разрушение клеточных элементов и развитие одной из патологий:
- инфаркта миокарда (одна из наиболее распространенных причин);
- заболеваний печени в острой или хронической форме;
- сердечной недостаточности;
- травм, воспаления поджелудочной железы.
ВАЖНО! В исследовании крови и определении трансфераз имеет значение соотношение между ними (коэффициент Ритиса). Если он АСТ/АЛС превышает 2, можно говорить о серьезных патологиях с обширным разрушением паренхимы печени.
Лактатдегидрогеназа
ЛДГ относится к цитолитическим ферментам. Она не является специфичной, то есть обнаруживается не только в печени. Однако ее определение имеет важное значение при диагностике желтушного синдрома. У пациентов с болезнью Жильбера (генетическим заболеванием, которое сопровождается нарушением связывания билирубина) она находится в пределах нормы. При остальных видах желтух ее концентрация повышается.
Как определяют активность веществ?
Биохимический анализ крови на ферменты печени – это одно из основных диагностических мероприятий. Для этого потребуется венозная кровь, собранная натощак в утреннее время. В течение суток перед исследованием необходимо исключить все факторы, которые могут влиять на работу печени, в том числе прием алкогольных напитков, жирных и острых блюд. В крови определяют стандартный набор ферментов:
- АЛТ, АСТ;
- общий билирубин и его фракции (свободный и связанный).
На активность ферментов печени могут влиять и некоторые группы медикаментов. Также они могут изменяться в норме при беременности. Перед анализом необходимо уведомить врача о приеме любых лекарств и о хронических заболеваниях любых органов в анамнезе.
Нормы для пациентов разного возраста
Для лечения болезней печени обязательно проводят полную диагностику, которая включает в том числе биохимический анализ крови. Активность ферментов исследуют в комплексе, поскольку различные показатели могут свидетельствовать о разных нарушениях. В таблице представлены нормальные значения и их колебания.
| Соединение | Показатели нормы |
| Общий белок | 65-85 г/л |
| Холестерин | 3,5-5,5 ммоль/л |
| Общий билирубин | 8,5-20,5 мкмоль/л |
| Прямой билирубин | 2,2-5,1 мкмоль/л |
| Непрямой билирубин | Не более 17,1 мкмоль/л |
| АЛТ | Для мужчин - не более 45 ед/л; Для женщин - не более 34 ед/л |
| АСТ | Для мужчин - не более 37 ед/л; Для женщин - не более 30 ед/л |
| Коэффициент Ритиса | 0,9-1,7 |
| Щелочная фосфатаза | Не более 260 ед/л |
| ГГТ | Для мужчин - от 10 до 70 ед/л; Для женщин - от 6 до 42 ед/л |
Фермент АЛС имеет наиболее важное диагностическое значение при подозрении на гепатит, жировую дистрофию или цирроз печени. Его значения в норме меняются со временем. Это соединение измеряют в единицах на 1 литр. Нормальные показатели в разном возрасте составят:
- у новорожденных – до 49;
- у детей до 6 месяцев – 56 и более;
- до года – не более 54;
- от 1 до 3 лет – до 33;
- от 3 до 6 лет – 29;
- у детей более старшего возраста и у подростков – до 39.
Лекарственные средства накапливаются в паренхиме печени и могут вызывать повышение активности ее ферментов
ВАЖНО! Биохимический анализ крови – это важное, но не единственное исследование, по которому определяют состояние печени. Также проводят УЗИ и дополнительные обследования по необходимости.
Особенности определения при беременности
При нормальном течении беременности практически все показатели ферментов остаются в пределах нормы. На поздних сроках возможно незначительное повышение уровня щелочной фосфатазы в крови – явление связано с образованием этого соединения плацентой. Повышенные ферменты печени могут наблюдаться при гестозе (токсикозе) либо свидетельствуют об обострении хронических заболеваний.
Изменение активности энзимов при циррозе
Цирроз – это наиболее опасное состояние, при котором здоровая паренхима печени замещается рубцами из соединительной ткани. Эта патология не лечится, поскольку восстановление органа возможно только за счет нормальных гепатоцитов. В крови наблюдается повышение всех специфических и неспецифических ферментов, увеличение концентрации связанного и несвязанного билирубина. Уровень белка, наоборот, снижается.
Особая группа – микросомальные ферменты
Микросомальные ферменты печени – это особая группа белков, которые вырабатываются эндоплазматической сетью. Они принимают участие в реакциях обезвреживания ксенобиотиков (веществ, которые являются чужеродными для организма и могут вызывать симптомы интоксикации). Эти процессы проходят в две стадии. В результате первой из них водорастворимые ксенобиотики (с низкой молекулярной массой) выводятся с мочой. Нерастворимые вещества проходят ряд химических превращений с участием микросомальных ферментов печени, а затем элиминируются в составе желчи в тонкий отдел кишечника.
Основной элемент, который вырабатывается эндоплазматической сетью клеток печени, – цитохром Р450. Для лечения некоторых заболеваний применяют препараты-ингибиторы или индукторы микросомальных ферментов. Они оказывают влияние на активность этих белков:
- ингибиторы – ускоряют действие ферментов, благодаря чему действующие вещества препаратов быстрее выводятся из организма (рифампицин, карбамазепин);
- индукторы – снижают активность ферментов (флюконазол, эритромицин и другие).
ВАЖНО! Процессы индукции или ингибирования микросомальных ферментов учитывают при подборе схемы лечения любого заболевания. Одновременный прием лекарственных средств этих двух групп противопоказан.
Ферменты печени – это важный диагностический показатель для определения заболеваний печени. Однако для комплексного исследования необходимо также провести дополнительные анализы, в том числе УЗИ. Окончательный диагноз ставят на основании клинического и биохимического анализов крови, мочи и кала, УЗИ органов брюшной полости, по необходимости – рентгенографии, КТ, МРТ или других данных.
