Biotransformacija ljekovitih tvari. Čimbenici koji utječu na aktivnost enzima biotransformacije lijekova Prolaz kroz jetru

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

Ljudi su svakodnevno izloženi različitim stranim kemikalijama koje se nazivaju "ksenobiotici". Ksenobiotici ulaze u ljudski organizam kroz pluća, kožu i iz probavnog trakta u sklopu nečistoća u zraku, hrani, piću i lijekovima. Neki ksenobiotici nemaju nikakav učinak na ljudski organizam. Međutim, većina ksenobiotika može izazvati biološke reakcije. Tijelo reagira na lijekove na isti način kao i na bilo koji drugi ksenobiotik. U ovom slučaju, lijekovi postaju objekti različitih mehanizama utjecaja iz tijela. To, u pravilu, dovodi do neutralizacije i eliminacije (uklanjanja) lijekova. Neki lijekovi, lako topivi u vodi, eliminiraju se nepromijenjeni putem bubrega; druge tvari su prethodno izložene enzimima koji mijenjaju njihovu kemijsku strukturu. Dakle, biotransformacija je opći pojam koji uključuje sve kemijske promjene koje se događaju s lijekovima u tijelu. Rezultat biološke transformacije lijekova: s jedne strane smanjuje se topljivost tvari u mastima (lipofilnost) i povećava njihova topljivost u vodi (hidrofilnost), a s druge strane mijenja se farmakološka aktivnost lijeka.

Smanjenje lipofilnosti i povećanje hidrofilnosti lijekova

Mali broj lijekova može se izlučiti nepromijenjen putem bubrega. Najčešće su ti lijekovi “male molekule” ili mogu biti u ioniziranom stanju pri fiziološkim pH vrijednostima. Većina lijekova nema takva fizikalno-kemijska svojstva. Farmakološki aktivne organske molekule često su lipofilne i ostaju neionizirane pri fiziološkim pH vrijednostima. Ti su lijekovi obično vezani za proteine ​​plazme, slabo se filtriraju u bubrežnim glomerulima i istovremeno se lako reapsorbiraju u bubrežnim tubulima. Biotransformacija (ili sustav biotransformacije) usmjerena je na povećanje topljivosti molekule lijeka (povećanje hidrofilnosti), što olakšava njegovo izlučivanje iz organizma urinom. Drugim riječima, lipofilni lijekovi se pretvaraju u hidrofilne i stoga se lakše izlučuju spojevi.

Promjene u farmakološkom djelovanju lijekova

Smjerovi promjena farmakološke aktivnosti lijekova kao rezultat biotransformacije.

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

U prvoj fazi farmakološki aktivna tvar se pretvara u drugu farmakološki aktivnu tvar (Tablica 5-1).

Neaktivni farmakološki lijek se u tijelu pretvara u farmakološki aktivnu tvar; takvi lijekovi se nazivaju "prolijekovi" (Tablica 5-2).

Tablica 5-1. Lijekovi čiji metaboliti zadržavaju farmakološku aktivnost

Kraj tablice 5-1

Tablica 5-2. Prolijekovi

Kraj tablice 5-2

* Fenacetin je ukinut zbog teških nuspojava, osobito nefrotoksičnosti ("fenacetinski nefritis").

Treba napomenuti da učinkovitost i sigurnost primjene lijekova (navedenih u tablici 5-1) koji imaju aktivne metabolite ne ovise samo o farmakokinetici samog lijeka, već i o farmakokinetici njihovih aktivnih metabolita.

5.1. LIJEKOVI

Jedan od ciljeva stvaranja predlijekova je poboljšanje farmakokinetičkih svojstava; time se ubrzava i povećava apsorpcija tvari. Tako su razvijeni esteri ampicilina (pivampicin p, talampicin p i bikampicin p) koji se, za razliku od ampicilina, oralno uzimaju gotovo potpuno apsorbiraju (98-99%). U jetri se ti lijekovi hidroliziraju karboksilesterazama u ampicilin, koji ima antibakterijsko djelovanje.

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

Drugi primjer: inhibitori enzima koji pretvaraju adenozin koji sadrže karboksilnu skupinu (enalapril, perindopril, trandolapril, kvinapril, spirapril, ramipril itd.). Dakle, enalapril se apsorbira 60% kada se uzima oralno, hidrolizira u jetri pod utjecajem karboksilesteraze u aktivni enalaprilat. Treba napomenuti da se enalaprilat, kada se primjenjuje oralno, apsorbira samo 10%.

Još jedan cilj razvoja prolijekova je poboljšati sigurnost lijekova. Na primjer, znanstvenici su stvorili sulindac p, NSAID. Ovaj lijek inicijalno ne blokira sintezu prostaglandina. Tek u jetri se sulindak p hidrolizira i stvara aktivni sulindak p sulfid (ta tvar ima protuupalno djelovanje). Pretpostavljalo se da sulindak p neće imati ulcerogeno djelovanje. Međutim, ulcerogenost NSAID-a nije zbog lokalnog, već zbog "sustavnog" djelovanja, stoga je, kako su studije pokazale, incidencija erozivnih i ulcerativnih lezija probavnih organa pri uzimanju sulindaka p i drugih NSAID-a približno ista.

Drugi cilj stvaranja predlijekova je povećanje selektivnosti djelovanja lijekova; time se povećava učinkovitost i sigurnost lijekova. Dopamin se koristi za povećanje bubrežnog protoka krvi kod akutnog zatajenja bubrega, ali lijek utječe na miokard i krvne žile. Primjećuje se povećanje krvnog tlaka, razvoj tahikardije i aritmije. Dodavanje ostatka glutaminske kiseline dopaminu omogućilo je stvaranje novog lijeka - glutamil-dopa str. Glutamil-dopa p se hidrolizira u dopamin samo u bubrezima pod utjecajem glutamil transpeptidaze i dekarboksilaze L-aromatskih aminokiselina i stoga nema praktički nikakvih neželjenih učinaka na središnju hemodinamiku.

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

5.2. FAZE BIOTRANSFORMACIJE LIJEKOVA

Procesi biotransformacije većine lijekova odvijaju se u jetri. Međutim, biotransformacija lijekova može se dogoditi iu 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 I biotransformacije i faza II biotransformacije.

Reakcije faze I (nesintetske reakcije)

Tijekom nesintetskih reakcija lijekovi se pretvaraju u spojeve koji su polarniji i bolje topljivi u vodi (hidrofilni) od izvorne tvari. Promjene početnih fizikalno-kemijskih svojstava lijekova uzrokovane su dodatkom ili otpuštanjem aktivnih funkcionalnih skupina: npr. hidroksilne (-OH), sulfhidrilne (-SH), amino skupine (-NH 2). Glavne reakcije faze I su reakcije oksidacije. Hidroksilacija je najčešća reakcija oksidacije – adicija hidroksilnog radikala (-OH). Stoga možemo pretpostaviti da u I. fazi biotransformacije dolazi do “razbijanja” molekule lijeka (Tablica 5-3). Katalizatori za te reakcije su enzimi koji se nazivaju "oksidaze miješane funkcije". Općenito, supstratna specifičnost ovih enzima je vrlo niska, pa oksidiraju različite lijekove. Druge, rjeđe reakcije faze I uključuju procese redukcije i hidrolize.

Reakcije faze II (sintetske reakcije)

Reakcije biotransformacije faze II, odnosno sintetske reakcije, predstavljaju kombinaciju (konjugaciju) lijeka i/ili njegovih metabolita s endogenim tvarima, što rezultira stvaranjem polarnih, visoko topljivih konjugata koji se lako izlučuju putem bubrega ili žuči. Da bi ušla u reakciju faze II, molekula mora imati kemijski aktivan radikal (skupinu) na koji se može vezati konjugirajuća molekula. Ako su aktivni radikali prisutni u molekuli lijeka na početku, tada se reakcija konjugacije nastavlja zaobilazeći reakcije faze I. Ponekad molekula lijeka poprima aktivne radikale tijekom reakcija faze I (Tablica 5-4).

Tablica 5-3. Reakcije faze I (Katzung 1998; s dodacima)

Tablica 5-4. Reakcije faze II (Katzung 1998; s dodacima)

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

Riža. 5-2. Funkcioniranje oksidaznog sustava miješane funkcije

Učinak prvog prolaza kroz jetru

Biotransformacija većine lijekova događa se u jetri. Lijekovi čiji se metabolizam odvija u jetri dijele se u dvije podskupine: tvari s visokim jetrenim klirensom i tvari s niskim jetrenim klirensom.

Lijekove s visokim jetrenim klirensom karakterizira visok stupanj ekstrakcije (ekstrakcije) iz krvi, što je posljedica značajne aktivnosti (kapaciteta) enzimskih sustava koji ih metaboliziraju (tablica 5-5). Budući da se takvi lijekovi brzo i lako metaboliziraju u jetri, njihov klirens ovisi o veličini i brzini jetrenog krvotoka.

Lijekovi s niskim jetrenim klirensom. Jetreni klirens ne ovisi o brzini jetrenog krvotoka, već o aktivnosti enzima i stupnju vezanja lijekova na proteine ​​krvi.

Tablica 5-5. Lijekovi s visokim jetrenim klirensom

S istim kapacitetom enzimskih sustava, lijekovi koji su u velikoj mjeri vezani za proteine ​​(difenin, kinidin, tolbutamid) imat će nizak klirens u usporedbi s lijekovima koji su slabo vezani za proteine ​​(teofilin, paracetamol). Kapacitet enzimskih sustava nije stalna vrijednost. Na primjer, smanjenje kapaciteta enzimskih sustava bilježi se s povećanjem doze lijekova (zbog zasićenja enzima); to može dovesti do povećanja bioraspoloživosti lijeka.

Kada se lijekovi s visokim jetrenim klirensom uzimaju oralno, oni se apsorbiraju u tankom crijevu i kroz sustav portalne vene ulaze u jetru, gdje se aktivno metaboliziraju (50-80%) čak i prije ulaska u sistemsku cirkulaciju. Taj je proces poznat kao predsistemska eliminacija ili učinak prvog prolaza. ("učinak prvog prolaza"). Kao rezultat toga, takvi lijekovi imaju nisku bioraspoloživost kada se uzimaju oralno, dok njihova apsorpcija može biti gotovo 100%. Učinak prvog prolaza karakterističan je za lijekove kao što su klorpromazin, acetilsalicilna kiselina, vera-

pamil, hidralazin, izoprenalin, imipramin, kortizon, labetolol, lidokain, morfin. Predsistemskoj eliminaciji podliježu i metoprolol, metiltestosteron, metoklopramid, nortriptilin p, oksprenolol p, organski nitrati, propranolol, rezerpin, salicilamid, moracizin (etmozin) i neki drugi lijekovi. Treba napomenuti da se manja biotransformacija lijekova može dogoditi iu drugim organima (lumen i crijevna stijenka, pluća, krvna plazma, bubrezi i drugi organi).

Kako su pokazala istraživanja posljednjih godina, učinak prvog prolaska kroz jetru ne ovisi samo o procesima biotransformacije lijeka, već i o funkcioniranju prijenosnika lijeka, prije svega glikoproteina-P i prijenosnika organskih aniona i kationi (vidi “Uloga prijenosnika lijekova u farmakokinetičkim procesima”).

5.3. FAZA I ENZIMI BIOTRANSFORMACIJE LIJEKOVA

Mikrosomalni sustav

Mnogi enzimi koji metaboliziraju lijekove nalaze se na membranama endoplazmatskog retikuluma (ER) jetre i drugih tkiva. Kada se ER membrane izoliraju homogenizacijom i frakcioniranjem stanice, membrane se pretvaraju u vezikule koje se nazivaju "mikrosomi". Mikrosomi zadržavaju većinu morfoloških i funkcionalnih karakteristika intaktnih ER membrana, uključujući svojstvo hrapavosti ili glatkoće površine, odnosno hrapavog (ribosomalnog) i glatkog (neribosomalnog) ER. Dok su grubi mikrosomi uglavnom povezani sa sintezom proteina, glatki mikrosomi su relativno bogati enzimima odgovornim za oksidativni metabolizam lijekova. Konkretno, glatki mikrosomi sadrže enzime poznate kao oksidaze miješane funkcije ili monooksigenaze. Za aktivnost ovih enzima potrebna je prisutnost i redukcijskog sredstva nikotinamid adenin dinukleotid fosfata (NADPH) i molekularnog kisika. U tipičnoj reakciji, jedna molekula kisika se troši (reducira) po molekuli supstrata, pri čemu se jedan atom kisika ugrađuje u produkt reakcije, a drugi tvori molekulu 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. Budući da 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. Zapravo, mikrosomalna membrana sadrži mnoge oblike ovog hemoproteina, a ta se množina povećava ponovljenom primjenom ksenobiotika. Relativno obilje citokroma P-450, u usporedbi s jetrenom reduktazom, čini proces redukcije hema citokromom P-450 korakom koji ograničava brzinu u oksidaciji lijekova u jetri.

Proces mikrosomalne oksidacije lijekova zahtijeva sudjelovanje citokroma P-450, citokroma P-450 reduktaze, NADP-H i molekularnog kisika. Pojednostavljeni dijagram oksidativnog ciklusa prikazan je na slici (Sl. 5-3). Oksidirani (Fe3+) citokrom P-450 spaja se sa supstratom lijeka i tvori binarni kompleks. NADP-H je donor elektrona za flavoprotein reduktazu, koja zauzvrat reducira oksidirani kompleks citokroma P-450 i lijeka. Drugi elektron prolazi iz NADP-H kroz istu flavoprotein reduktazu, koja reducira molekularni kisik i tvori kompleks "aktivirani kisik"-citokrom P-450-supstrat. Ovaj kompleks prenosi "aktivirani kisik" u supstrat lijeka kako bi se formirao oksidirani produkt.

Citokrom P-450

Citokrom P-450, u literaturi često nazivan CYP, predstavlja skupinu enzima koji ne samo da metaboliziraju lijekove i druge ksenobiotike, već sudjeluju i u sintezi glukokortikoidnih hormona, žučnih kiselina, prostanoida (tromboksan A2, prostaciklin I2), i kolesterola. Citokrom P-450 identificiran je prvi put Klingenberg I Garfincell u mikrosomima jetre štakora 1958. Filogenetske studije pokazale su da su se citokromi P-450 pojavili u živim organizmima prije otprilike 3,5 milijardi godina. Citokrom P-450 je hemoprotein: sadrži hem. Naziv citokrom P-450 povezan je s posebnim svojstvima ovog hemoproteina. U obnovljeno

U ovom obliku citokrom P-450 veže ugljični monoksid u kompleks s maksimalnom apsorpcijom svjetlosti na valnoj duljini od 450 nm. Ovo se svojstvo objašnjava činjenicom da je u hemu citokroma P-450 željezo vezano ne samo na atome dušika četiriju liganda (pritom tvoreći porfirinski prsten). Tu su i peti i šesti ligand (iznad i ispod hemskog 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. No, citokrom P-450 nalazimo i u drugim organima: u crijevima, bubrezima, plućima, nadbubrežnim žlijezdama, mozgu, koži, placenti i miokardu. Najvažnije svojstvo citokroma P-450 je sposobnost metaboliziranja gotovo svih poznatih kemijskih spojeva. Najvažnija reakcija je hidroksilacija. Kao što je već navedeno, citokrome P-450 nazivamo i monooksigenazama, budući da uključuju jedan atom kisika u supstratu, oksidirajući ga, i jedan u vodi, za razliku od dioksigenaza, koje uključuju oba atoma kisika u supstratu.

Citokrom P-450 ima mnogo izoformi – izoenzima. Trenutno je izolirano više od 1000 izoenzima citokroma P-450. Citokrom P-450 izoenzimi, prema klasifikaciji Nebert(1987), uobičajeno je podijeliti sekvence nukleotida/aminokiselina u obitelji prema blizini (homologiji) sekvence nukleotida/aminokiselina. Zauzvrat, obitelji su podijeljene u podfamilije. Izoenzimi citokroma P-450 s identičnim sastavom aminokiselina većim od 40% grupirani su u obitelji (identificirano je 36 obitelji, od kojih je 12 pronađeno kod sisavaca). Izoenzimi citokroma P-450 s identičnim sastavom aminokiselina većim od 55% grupirani su u podfamilije (identificirano je 39 potfamilija). Obitelji citokroma P-450 obično se označavaju rimskim brojevima, podfamilije rimskim brojevima i latiničnim slovom.

Shema označavanja pojedinih izoenzima.

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

Drugi simbol je latinično slovo koje označava podfamiliju.

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

Na primjer, izoenzim citokroma P-450 označen kao CYP3A4 pripada familiji 3, potfamiliji IIIA. Izoenzimi citokroma P-450 predstavnici su raznih obitelji podfamilija -

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

Međutim, članovi pojedinih obitelji, podfamilija i pojedinačni izoenzimi citokroma P-450 mogu imati međusupstratnu specifičnost, kao i unakrsne inhibitore i induktore. Na primjer, ritonavir (antivirusni lijek) metabolizira 7 izoenzima koji pripadaju različitim obiteljima i potporodicama (CYP1A2, CYP2A6, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, CYP2E1, CYP3A4). Cimetidin istovremeno inhibira 4 izoenzima: CYP1A2, CYP2C9, CYP2D6 i CYP3A4. Citokrom P-450 izoenzimi obitelji I, II i III sudjeluju u metabolizmu lijekova. CYP1A1, CYP1A2, CYP2A6, CYP2B6, CYP2D6, CYP2C9, CYP209, CYP2E1, CYP3A4 najvažniji su 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 (Tablica 5-6). Ljekovite tvari - supstrati, inhibitori i induktori izoenzima citokroma P-450 prikazani su u Dodatak 1.

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

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

Endogeni supstrati za izoenzime iz obitelji CYPI još su nepoznati. Ovi izoenzimi metaboliziraju ksenobiotike: neke lijekove i PAH - glavne komponente duhanskog dima i produkata izgaranja fosilnih goriva. Posebnost izoenzima iz obitelji CYPI je njihova sposobnost da ih induciraju PAH-ovi, uključujući dioksin i 2,3,7,8-tetraklorodibenzo-p-dioksin (TCDD). Stoga se obitelj CYPI u literaturi naziva "citokrom, inducibilni PAH"; “citokrom induciran dioksinom” ili “citokrom induciran TCDD-om”. U ljudskom tijelu, obitelj CYPI predstavljena je s dvije podfamilije: IA i IB. Potfamilija IA uključuje izoenzime 1A1 i 1A2. Podfamilija IB uključuje izoenzim 1B1.

Citokrom P-450 izoenzim 1A1 (CYP1A1) nalazi se uglavnom u plućima, a manjim dijelom u limfocitima i placenti. CYP1A1 nije uključen u metabolizam lijeka, ali u plućima ovaj izoenzim aktivno metabolizira PAH. Istodobno, neki PAH, na primjer benzopiren i nitrozamini, pretvaraju se u kancerogene spojeve koji mogu izazvati razvoj malignih novotvorina, prvenstveno raka pluća. Taj se proces naziva "biološka aktivacija karcinogena". Kao i drugi citokromi iz obitelji CYPI, CYP1A1 je induciran PAH-ovima. Istodobno je proučavan mehanizam indukcije CYP1A1 pod utjecajem PAH-a. Nakon što prodru u stanicu, PAH se vežu na Ah receptor (protein iz klase regulatora transkripcije); nastali PAH-Ap receptorski kompleks ulazi u jezgru uz pomoć drugog proteina, ARNT, i zatim stimulira ekspresiju gena CYP1A1 vezanjem na specifičnu regiju (mjesto) gena osjetljivu na dioksin. Dakle, kod ljudi koji puše, procesi indukcije CYP1A1 su najintenzivniji; to dovodi do biološke aktivacije karcinogena. To 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 brojne lijekove (teofilin, kofein i druge lijekove). Fenacetin, kofein i antipirin koriste se kao supstrati markera za fenotipizaciju CYP1A2. U ovom slučaju, fenacetin je podvrgnut O-demetilaciji, kofein - 3-demetilaciji, a antipirin - 4-hidroksilaciji. Razred

Klirens kofeina važan je dijagnostički test za određivanje funkcionalnog stanja jetre. S obzirom na to da je CYP1A2 glavni metabolizirajući enzim kofeina, u biti ovaj test određuje aktivnost ovog izoenzima. Od pacijenta se traži da unese kofein obilježen radioaktivnim izotopom ugljika C 13 (C 13 -kofein), zatim se zrak koji pacijent izdahne skuplja u posebnom spremniku sat vremena i analizira. U tom slučaju zrak koji izdahne bolesnik sadrži radioaktivni ugljični dioksid (C 13 O 2 - nastaje od radioaktivnog ugljika) i obični ugljikov dioksid (C 12 O 2). Klirens kofeina određuje se omjerom C 13 O 2 prema C 12 O 2 u izdahnutom zraku (mjereno spektroskopijom mase). Postoji modifikacija ovog testa: tekućinskom kromatografijom visoke učinkovitosti određuje se koncentracija kofeina i njegovih metabolita u krvnoj plazmi, urinu i slini uzetih na prazan želudac. U ovom slučaju citokromi CYP3A4 i CYP2D6 daju određeni doprinos metabolizmu kofeina. Procjena klirensa kofeina pouzdan je test koji vam omogućuje procjenu funkcionalnog stanja jetre u slučaju teškog oštećenja (na primjer, s cirozom jetre) i određivanje stupnja oštećenja. Nedostaci testa uključuju nedostatak osjetljivosti u slučajevima umjerenog oštećenja jetre. Na rezultat testa utječu pušenje (indukcija CYP1A2), dob i istodobna primjena lijekova koji mijenjaju aktivnost izoenzima citokroma P-450 (inhibitori ili induktori).

Citokrom P-450 potporodica CYPIIA

Od izoenzima podfamilije CYPIIA najvažniju ulogu u metabolizmu lijekova ima izoenzim citokroma P-450 2A6 (CYP2A6). Zajedničko svojstvo izoenzima podfamilije CYPIIA je sposobnost da budu inducibilni pod utjecajem fenobarbitala, stoga se podfamilija CYPIIA naziva citokromi inducibilni fenobarbitalom.

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 komponenti nitrozamina duhanskog dima, karcinogena koji uzrokuju rak pluća. CYP2A6 potiče bioaktivaciju

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

Citokrom P450 potporodica CYPIIB

Od izoenzima podfamilije CYPIIB najvažniju ulogu u metabolizmu lijekova ima izoenzim CYP2B6. Zajedničko svojstvo izoenzima podfamilije CYPIIB je sposobnost indukcije fenobarbitalom.

Izoenzim citokroma P-450 2B6 (CYP2B6) sudjeluje u metabolizmu malog broja lijekova (ciklofosfamid, tamoksifen, S-metadon p, bupropion p, efavirenz). CYP2B6 prvenstveno metabolizira ksenobiotike. Supstrat markera za CYP2B6 je antikonvulziv.

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

Citokrom P-450 potporodica CYPIIU

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

Citokrom P-450 2C8 izoenzim (CYP2C8) uključen je 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. Supstrat markera CYP2C8 je paklitaksel (citostatik). Tijekom interakcije paklitaksela s 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 do mjesec dana nakon rođenja. Aktivnost CYP2C9 ne mijenja se tijekom života. CYP2C9 metabolizira različite lijekove. CYP2C9 je glavni metabolički enzim

mnogi NSAIL, uključujući selektivne inhibitore ciklooksigenaze-2, inhibitore angiotenzinskih receptora (losartan i irbesartan), hipoglikemijske lijekove (derivati ​​sulfonilureje), fenitoin (difenin ♠), neizravne antikoagulanse (varfarin 1, acenokumarol 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 primjena CYP2C9 supstrata lijeka s njegovim inhibitorima dovodi do inhibicije metabolizma supstrata. Kao rezultat toga, mogu se pojaviti neželjene reakcije na supstrate CYP2C9 (uključujući intoksikaciju). Na primjer, kombinirana uporaba varfarina (supstrat CYP2C9) sa sulfonamidima (inhibitori CYP2C9) povećava antikoagulantni učinak varfarina. Zato se pri kombiniranju varfarina sa sulfonamidima preporuča strogo (najmanje 1-2 puta tjedno) pratiti međunarodni normalizirani omjer. CYP2C9 ima genetski polimorfizam. “Spore” alelne varijante CYP2C9*2 i CYP2C9*3 su jednonukleotidni polimorfizmi gena CYP2C9 koji su trenutno najpotpunije proučeni. U nositelja alelnih inačica CYP2C9*2 i CYP2C9*3 primjećuje se smanjenje aktivnosti CYP2C9; to dovodi do smanjenja brzine biotransformacije lijekova koje metabolizira ovaj izoenzim i do povećanja njihove koncentracije u plazmi

1 Varfarin je racematska smjesa izomera: S-varfarina i R-vafrarina. Treba napomenuti da S-varfarin ima veće antikoagulantno djelovanje.

2 Acenokumarol je racematska smjesa izomera: S-acenokumarola i R-acenokumarola. Međutim, za razliku od varfarina, ova dva izomera imaju isto antikoagulantno djelovanje.

3 Fluvastatin je jedini lijek iz skupine lijekova za snižavanje lipida, inhibitora HMG-CoA reduktaze, 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. Dakle, upravo se u ovoj kategoriji bolesnika (nositelji navedenih alelnih varijanti gena CYP2C9) nuspojave najčešće opažaju pri primjeni lijekova čiji se metabolizam odvija pod utjecajem CYP2C9 (indirektni antikoagulansi, nesteroidni protuupalni lijekovi, hipoglikemici 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 do mjesec dana nakon rođenja. Aktivnost CYP2Cl8 ne mijenja se tijekom 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) glavni je enzim u metabolizmu inhibitora protonske pumpe. Istovremeno, metabolizam pojedinih lijekova iz skupine inhibitora protonske pumpe ima svoje karakteristike. Tako su za omeprazol otkrivena dva metabolička puta.

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

Pod utjecajem CYP3A4, omeprazol se pretvara u omeprazol sulfid i omeprazol sulfon. Pod utjecajem 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 putovi karakteristični prvenstveno za R-izomer omeprazola (S-izomer podliježe biotransformaciji u puno manjoj mjeri). Razumijevanje ovog fenomena omogućilo je stvaranje esoprazola r, lijeka koji predstavlja S-izomer omeprazola (inhibitori i induktori CYP2C19, kao i genetski polimorfizam ovog izoenzima, imaju manji učinak na farmakokinetiku esoprazola r).

Metabolizam lansoprazola identičan je metabolizmu omeprazola. Rabeprazol se metabolizira pomoću CYP2C19 i CYP3A4 u dimetilrabeprazol, odnosno 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 nositelji "sporih" alelnih varijanti. Primjena lijekova koji su supstrati ovog izoenzima kod sporih metabolizatora CYP2CL9 dovodi do češćeg javljanja nuspojava, osobito kod primjene lijekova uskog terapijskog opsega: triciklički antidepresivi, diazepam, neki barbiturati (mefobarbital, heksobarbital). Ipak, najveći broj studija posvećen je utjecaju polimorfizma gena CYP2C19 na farmakokinetiku i farmakodinamiku blokatora inhibitora protonske pumpe. Kao što pokazuju farmakokinetičke studije provedene uz sudjelovanje zdravih dobrovoljaca, površina ispod farmakokinetičke krivulje, vrijednosti maksimalne koncentracije omeprazola, lansoprazola i rabeprazola značajno su veće u heterozigota, a posebno u homozigota za "spori" alel varijante gena CYP2C19. Osim toga, uočena je izraženija supresija želučane sekrecije pri primjeni omeprazola, lansorprazola, rabeprazola u bolesnika (heterozigota i homozigota za "spore" alelne varijante CYP2C19) koji boluju od peptičkog ulkusa i refluksnog ezofagitisa. Međutim, učestalost nuspojava inhibitora protonske pumpe ne ovisi o genotipu CYP2C19. Postojeći podaci sugeriraju da su za postizanje "ciljane" supresije želučane sekrecije u heterozigota i homozigota za "spore" alelne varijante gena CYP2C19 potrebne manje doze inhibitora protonske pumpe.

Citokrom P-450 potporodica CYPIID

Potfamilija 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 metaboliziraju drugi izoenzimi citokroma P-450 (CYP2C19, CYP2C9, CYP3A4) u neaktivne metabolite. Debrisokvin p, dekstrometorfan i spartein su supstrati markera koji se koriste za fenotipizaciju izoenzima 2D6. CYP2D6, za razliku od ostalih izoenzima citokroma P-450, nema induktore.

Gen CYP2D6 ima polimorfizam. Iddle i Mahgoub su još 1977. godine upozorili na razliku u hipotenzivnom učinku kod bolesnika s arterijskom hipertenzijom koji su koristili debrisoquine p (lijek iz skupine α-blokatora). Istodobno su formulirali pretpostavku o razlici u brzini metabolizma (hidroksilacije) debrisokvina p kod različitih pojedinaca. Kod "sporih" metabolizatora debrisokvina zabilježena je najveća težina hipotenzivnog učinka ovog lijeka. Kasnije je dokazano da “spori” metabolizatori debrisokvina β također imaju spor metabolizam nekih drugih lijekova, uključujući fenacetin, nortriptilin β, fenformin β, spartein, enkainid β, propranolol, guanoxane β i amitriptilin. Kako su daljnje 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), sinteza neaktivnog proteina (alelne varijante CYP2D6x3, CYP2D6x4, CYP2D6x6, CYP2D6x7, CYP2D6x8, CYP2D6x11, CYP2D6x12, CYP2D6x14 , 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 nositeljstvo dovodi do promjena u aktivnosti CYP2D6). Međutim, Saxena (1994) je istaknuo da su 95% svih "sporih" metabolizatora CYP2D6 nositelji varijanti CYP2D6x3, CYP2D6x4, CYP2D6x5; druge varijante se nalaze mnogo rjeđe. Prema Rau i sur. (2004), učestalost alelne varijante CYP2D6x4 među pacijentima koji su doživjeli nuspojave na lijekove tijekom uzimanja tricikličkih antidepresiva (arterijska hipotenzija, sedacija, tremor, kardiotoksičnost) je gotovo 3 puta (20%) veća od one u bolesnika čije liječenje nije bilo komplikacija zabilježeno s ovim lijekovima (7%). Sličan učinak genetskog polimorfizma CYP2D6 utvrđen je na farmakokinetiku i farmakodinamiku antipsihotika, čime je dokazana povezanost između nositeljstva određenih alelnih varijanti gena CYP2D6 i razvoja ekstrapiramidalnih poremećaja izazvanih antipsihoticima.

Međutim, nositeljstvo "sporih" alelnih varijanti gena CYP2D6 može biti popraćeno ne samo povećanim rizikom od razvoja nuspojava lijeka pri korištenju lijeka;

štakori metabolizirani ovim izoenzimom. Ako je lijek prolijek, a aktivni metabolit nastaje upravo pod utjecajem CYP2D6, tada se primjećuje niska učinkovitost lijeka u nositeljima "sporih" alelnih varijanti. Dakle, u nositeljima "sporih" alelnih varijanti gena CYP2D6 bilježi se manje izražen analgetski učinak kodeina. Ovaj fenomen se objašnjava smanjenjem O-demetilacije kodeina (tijekom tog procesa nastaje morfin). Analgetski učinak tramadola također je posljedica aktivnog metabolita O-demetiltramadola (nastaje djelovanjem CYP2D6). U nositeljima "sporih" alelnih varijanti gena CYP2D6 primjećuje se značajno smanjenje sinteze O-demetiltramadola; to može dovesti do nedovoljnog analgetskog učinka (slično procesima koji se događaju kod uporabe kodeina). Tako su Stamer i sur. (2003.), proučavajući analgetski učinak tramadola u 300 pacijenata koji su bili podvrgnuti abdominalnoj operaciji, otkrili su da homozigoti za "spore" alelne varijante gena CYP2D6 nisu "reagovali" 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 istraživanja imaju klinički značaj za individualizaciju farmakoterapije ove skupine lijekova.

Citokrom P-450 potporodica CYPIIB

Od izoenzima podfamilije citokroma IIE najvažniju ulogu u metabolizmu lijekova ima izoenzim citokroma P-450 2E1. Zajedničko svojstvo izoenzima potfamilije CYPIIE je sposobnost indukcije pod utjecajem etanola. Zato je drugi naziv podfamilije CYPIIE citokromi 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” aromatski ugljikovodici poput benzena i anilina, alifatski klorougljikovodici. CYP2E1 katalizira pretvorbu dapsona u hidroksilamindapson, n1-demetilaciju i N7-demetilaciju kofeina, dehalogenaciju klorofluorougljika i inhalacijskih anestetika (halotan), te nekoliko drugih reakcija.

CYP2E1, zajedno s CYP1A2, katalizira važnu reakciju koja pretvara paracetamol (acetaminofen) u N-acetilbenzokinonimin, koji ima snažan hepatotoksični učinak. Postoje dokazi o sudjelovanju citokroma CYP2E1 u vaterogenezi. Na primjer, poznato je da je CYP2E1 najvažniji izoenzim citokroma P-450 koji oksidira lipoprotein niske gustoće (LDL) kolesterol. U oksidaciji LDL sudjeluju i citokromi i drugi izoenzimi citokroma P-450, te 15-lipoksigenaza i NADPH-oksidaza. Produkti oksidacije: 7a-hidroksikolesterol, 7β-hidroksikolesterol, 5β-6β-epoksikolesterol, 5α-6β-epoksikolesterol, 7-ketokolesterol, 26-hidroksikolesterol. Proces oksidacije LDL-a odvija se u endotelnim stanicama, glatkim mišićima krvnih žila i makrofagima. Oksidirani LDL potiče stvaranje pjenastih stanica i tako pridonosi stvaranju aterosklerotičnih plakova.

Citokrom P-450 potporodica CYPIIIA

Podfamilija citokroma P-450 CYPIIIA uključuje četiri izoenzima: 3A3, 3A4, 3A5 i 3A7. Citokromi potfamilije IIIA čine 30% svih izoenzima citokroma P-450 u jetri i 70% svih izoenzima u stijenci probavnog trakta. Pritom je izoenzim 3A4 (CYP3A4) pretežno lokaliziran u jetri, a izoenzimi 3A3 (CYP3A3) i 3A5 (CYP3A5) lokalizirani su u stijenkama želuca i crijeva. Izoenzim 3A7 (CYP3A7) nalazi se samo u fetalnoj jetri. Od izoenzima IIIA potporodice, CYP3A4 igra najvažniju ulogu u metabolizmu lijekova.

Izoenzim citokroma P-450 3A4 (CYP3A4) metabolizira oko 60% svih poznatih lijekova, uključujući spore blokatore 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 str. Supstrati markera za određivanje aktivnosti CYP3A4 su dapson, eritromicin, nifedipin, lidokain, testosteron i kortizol str.

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

1 Klopidogrel je predlijek, pod utjecajem CYP3A4 pretvara se u aktivni metabolit s antitrombocitnim učinkom.

Određivanje aktivnosti CYP3A4 pomoću MEGX (metabolita lidokaina) najosjetljiviji je i specifični test koji vam omogućuje procjenu funkcionalnog stanja jetre u akutnim i kroničnim bolestima jetre, kao iu sindromu sustavnog upalnog odgovora (sepsa). Kod ciroze jetre koncentracija MEGX-a korelira s prognozom bolesti.

U literaturi postoje podaci o intraspecifičnoj varijabilnosti u metabolizmu lijekova pod utjecajem CYP3A4. Međutim, tek su se nedavno pojavili molekularni dokazi o genetskim polimorfizmima CYP3A4. Tako su A. Lemoin i sur. (1996.) opisali su slučaj intoksikacije takrolimusom (supstrat CYP3A4) kod bolesnika nakon transplantacije jetre (aktivnost CYP3A4 nije se mogla detektirati u stanicama jetre). Tek nakon tretmana presađenih jetrenih stanica glukokortikoidima (induktorima CYP3A4) može se odrediti aktivnost CYP3A4. Postoji pretpostavka da je poremećaj ekspresije transkripcijskih faktora gena koji kodira CYP3A4 uzrok varijabilnosti u metabolizmu ovog citokroma.

Izoenzim citokroma P-450 3A5 (CYP3A5), prema novijim podacima, može imati značajnu ulogu u metabolizmu određenih lijekova. Treba napomenuti da se CYP3A5 izražava u jetri 10-30% odraslih osoba. U tih osoba, doprinos CYP3A5 aktivnosti svih izoenzima IIIA potporodice kreće se od 33 (kod Europljana) do 60% (kod Afroamerikanaca). Kako su istraživanja pokazala, pod utjecajem CYP3A5 odvijaju se procesi biotransformacije onih lijekova koji se tradicionalno smatraju supstratima CYP3A4. Treba napomenuti da induktori i inhibitori CYP3A4 imaju slične učinke na CYP3A5. Aktivnost CYP3A5 varira više od 30 puta među pojedincima. Razlike u aktivnosti CYP3A5 prvi su opisali Paulussen i sur. (2000): promatrali su in vitro značajne razlike u brzini metabolizma midazolama pod utjecajem CYP3A5.

Dihidropirimidin dehidrogenaza

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

5-fluorouracil se koristi u liječenju raka mokraćnog mjehura, prostate, tumora glave, vrata, žlijezda slinovnica, nadbubrežnih žlijezda i gušterače. Trenutno je poznat slijed aminokiselina i broj aminokiselinskih ostataka (ukupno ih je 1025) koji čine EMDR; Molekularna težina enzima je 111 kDa. Identificiran je EMDR gen koji se nalazi na kromosomu 1 (lokus 1p22). Citoplazma stanica različitih tkiva i organa sadrži EMPG, a osobito velike količine enzima nalaze se u stanicama jetre, monocitima, limfocitima, granulocitima i trombocitima. Međutim, EMDR aktivnost nije uočena u eritrocitima (Van Kuilenburg i sur., 1999.). Od sredine 80-ih godina postoje izvješća o ozbiljnim komplikacijama koje proizlaze iz primjene 5-fluorouracila (uzrok komplikacija je nasljedna niska aktivnost EMDR-a). Kao što su pokazali Diasio i sur. (1988), niska aktivnost EMDR nasljeđuje se autosomno recesivno. Dakle, EMPG je enzim s genetskim polimorfizmom. U budućnosti je vjerojatno da će se metode EMDR fenotipizacije i genotipizacije uvesti u onkološku praksu kako bi se osigurala sigurnost kemoterapije 5-fluorouracilom.

5.4. FAZA II ENZIMI BIOTRANSFORMACIJE LIJEKOVA

Glukuroniltransferaze

Glukuronidacija je najvažnija reakcija faze II metabolizma lijeka. Glukuronidacija je adicija (konjugacija) uridindifosfat-glukuronske kiseline (UDP-glukuronske kiseline) na supstrat. Ovu reakciju katalizira superporodica enzima koji se nazivaju "UDP-glukuroniltransferaze" i nazivaju se UGT. Superobitelj UDP-glukuroniltransferaza uključuje dvije obitelji i više od dvadeset izoenzima lokaliziranih u endoplazmatskom sustavu stanica. Oni kataliziraju glukuronidaciju velikog broja ksenobiotika, uključujući lijekove i njihove metabolite, pesticide i karcinogene. Spojevi koji se podvrgavaju glukuronidaciji uključuju etere i estere; spojevi koji sadrže karboksilne, karbamoilne, tiolne i karbonilne skupine, kao i nitro skupine. Glukuronidacija

dovodi do povećanja polariteta kemijskih spojeva, što olakšava njihovu topljivost u vodi i eliminaciju. UDP-glukuroniltransferaze nalaze se kod svih kralješnjaka: od riba do ljudi. U tijelu novorođenčadi bilježi se niska aktivnost UDP-glukuroniltransferaza, ali nakon 1-3 mjeseca života aktivnost ovih enzima može se usporediti s onom u odraslih. UDP-glukuroniltransferaze nalaze se u jetri, crijevima, plućima, mozgu, olfaktornom epitelu i bubrezima, no jetra je glavni organ u kojem se odvija glukuronidacija. Stupanj ekspresije različitih izoenzima UDP-glukuronil transferaze u organima varira. Dakle, izoenzim UDP-glukuroniltransferaze UGT1A1, koji katalizira glukuronidaciju bilirubina, eksprimira se uglavnom u jetri, ali ne i u bubrezima. Izoenzimi UDP-glukuroniltransferaze UGT1A6 i UGT1A9, odgovorni za glukuronidaciju fenola, eksprimirani su jednako i u jetri i u bubrezima. Kao što je gore spomenuto, na temelju identičnosti sastava aminokiselina, superobitelj UDP-glukuroniltransferaza podijeljena je u dvije obitelji: UGT1 i UGT2. Izoenzimi obitelji UGT1 slični su u sastavu aminokiselina 62-80%, a izoenzimi obitelji UGT2 slični su 57-93%. Izoenzimi koji su dio obitelji ljudskih UDP-glukuroniltransferaza, kao i lokalizacija gena i markerski supstrati izoenzima za fenotipizaciju prikazani su u tablici (tablica 5-7).

Fiziološka funkcija UDP-glukuroniltransferaza je glukuronidacija endogenih spojeva. Produkt katabolizma hema, bilirubin, najbolje je proučen endogeni supstrat UDP-glukuroniltransferaze. Glukuronidacija bilirubina sprječava nakupljanje toksičnog slobodnog bilirubina. U tom slučaju bilirubin se izlučuje u žuč u obliku monoglukuronida i diglukuronida. Druga fiziološka funkcija UDP-glukuroniltransferaze je sudjelovanje u metabolizmu hormona. Dakle, tiroksin i trijodtironin podliježu glukuronidaciji u jetri i izlučuju se u obliku glukuronida u žuč. UDP-glukuroniltransferaze također sudjeluju u metabolizmu steroidnih hormona, žučnih kiselina i retinoida, ali te reakcije trenutno nisu dovoljno proučene.

Lijekovi različitih klasa podložni su glukuronidaciji, mnogi od njih imaju uzak terapeutski raspon, na primjer, morfin i kloramfenikol (tablica 5-8).

Tablica 5-7. Sastav ljudskih obitelji UDP-glukuroniltransferaza, lokalizacija gena i supstrati markera izoenzima

Tablica 5-8. Lijekovi, metaboliti i ksenobiotici podložni glukuronidaciji različitim izoenzimima UDP-glukuroniltransferaze

Kraj tablice 5-8

Lijekovi (predstavnici različitih kemijskih skupina) podložni glukuronidaciji

Fenoli: propofol, acetaminofen, nalokson.

Alkoholi: kloramfenikol, kodein, oksazepam.

Alifatski amini: ciklopiroksolamin p, lamotrigin, amitriptilin.

Karboksilne kiseline: ferpazon p, fenilbutazon, sulfinpirazon.

Karboksilne kiseline: naproksen, zomepiral p, ketoprofen. Stoga se spojevi podvrgavaju glukuronidaciji

koji sadrže različite funkcionalne skupine koje djeluju kao akceptori za UDP-glukuronsku kiselinu. Kao što je gore spomenuto, kao rezultat glukuronidacije nastaju polarni neaktivni metaboliti koji se lako izlučuju iz tijela. Međutim, postoji primjer gdje glukuronidacija rezultira stvaranjem aktivnog metabolita. Glukuronidacija morfija dovodi do stvaranja morfin-6-glukuronida, koji ima značajan analgetski učinak i manje je vjerojatno da će od morfija izazvati mučninu i povraćanje. Glukuronidacija također može pridonijeti biološkoj aktivaciji karcinogena. Kancerogeni 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-Najjarov sindrom. Gilbertov sindrom je nasljedna bolest koja se nasljeđuje autosomno recesivno. Prevalencija Gilbertovog sindroma u populaciji je 1-5%. Uzrok razvoja ove bolesti su točkaste mutacije (obično supstitucije u nukleotidnom nizu) u genu UGT1. U ovom slučaju nastaje UDP-glukuroniltransferaza, koju karakterizira niska aktivnost (25-30% normalne razine). Promjene u glukuronidaciji lijekova u bolesnika s Gilbertovim sindromom malo su proučavane. Postoje dokazi o smanjenom klirensu tolbutamida, paracetamola (acetaminofena ♠) i rifampina p u bolesnika s Gilbertovim sindromom. Proučavali smo učestalost nuspojava novog citotoksičnog lijeka irinotekana u bolesnika oboljelih od kolorektalnog karcinoma i Gilbertovog sindroma te u bolesnika s kolorektalnim karcinomom. Irinotekan (STR-11) je novi visokoučinkoviti lijek koji ima citostatski učinak, inhibira topoizomerazu I i koristi se za kolorektalni karcinom kod rezistencije na fluorouracil. Irinotekan u jetri, pod djelovanjem karboksilesteraze, pretvara

u aktivni metabolit 7-etil-10-hidroksikamptotecin (SN-38). Glavni metabolički put SN-38 je glukuronidacija pomoću UGT1A1. Tijekom studija, nuspojave irinotekana (osobito proljev) značajno su češće zabilježene u bolesnika s Gilbertovim sindromom. Znanstvenici su dokazali da je nositeljstvo alelnih varijanti UGT1A1x1B, UGT1A1x26, UGT1A1x60 povezano s češćim razvojem hiperbilirubinemije pri primjeni irinotekana, dok su zabilježene niske vrijednosti površine ispod farmakokinetičke krivulje glukuronida SN-38. Trenutno, US Food and Drug Administration (Primjena hrane i lijekova- FDA je odobrila određivanje alelnih varijanti gena UGT1A1 za odabir režima doziranja irinotekana. Postoje podaci o učinku nošenja alelnih varijanti gena koji kodiraju druge izoforme UGT na farmakokinetiku i farmakodinamiku različitih lijekova.

Acetiltransferaze

Acetilacija predstavlja jedan od najranijih mehanizama prilagodbe 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 utječe N-acetiltransferaza, kao i koenzim A. Kontrola intenziteta acetilacije u ljudskom tijelu odvija se uz sudjelovanje β 2 -adrenergičkih receptora i ovisi o metaboličkim rezervama (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 kod bolesti jetre). U međuvremenu, acetilacija lijekova i drugih ksenobiotika odvija se uglavnom u jetri. Izolirana 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 acetilacije je NAT2. Gen NAT2 nalazi se na kromosomu 8 (lokusi 8p23.1, 8p23.2 i 8p23.3). NAT2 acetilira različite lijekove, uključujući izoniazid i sulfonamide (Tablica 5-9).

Tablica 5-9. Lijekovi podložni acetilaciji

Najvažnijim svojstvom NAT2 smatra se genetski polimorfizam. Polimorfizam acetilacije prvi je opisao Evans 1960-ih; izolirao je spore i brze acetilatore izoniazida. Također je uočeno da se kod “sporih” acetilatora, zbog akumulacije (kumulacije) izoniazida, češće javlja polineuritis. Tako je u “sporim” acetilatorima poluživot izoniazida 3 sata, dok je u “brzim” acetilatorima 1,5 sati.Razvoj polineuritisa posljedica je utjecaja izoniazida: lijek inhibira prijelaz piridoksina (vitamin B 6) na aktivni koenzim dipiridoksin fosfat, koji je neophodan za sintezu mijelina. Pretpostavljalo se da će u "brzim" acetilatorima uporaba izoniazida vjerojatnije dovesti do razvoja hepatotoksičnog učinka zbog intenzivnijeg stvaranja acetilhidrazina, ali ta pretpostavka nije dobila praktičnu potvrdu. Individualna brzina acetilacije ne utječe značajno na režim doziranja lijeka kada se uzima dnevno, ali može smanjiti učinkovitost terapije periodičnom primjenom izoniazida. Nakon analize rezultata liječenja izoniazidom kod 744 bolesnika s tuberkulozom, utvrđeno je da se s "sporim" acetilatorima zatvaranje šupljina u plućima događa brže. Kao što je pokazalo istraživanje koje je proveo Sunahara 1963., "spori" acetilatori su homozigoti za "spori" alel NAT2, a "brzi" metabolizatori su homozigoti ili heterozigoti za "brzi" alel NAT2. Godine 1964. Evans je objavio podatke koji pokazuju da je polimorfizam acetilacije karakterističan ne samo za izoniazid, već i za hidralazin i sulfonamide. Zatim prisutnost polimorfizma acetil-

Rezultati su također dokazani i za druge lijekove. Primjena prokainamida i hidralazina u “sporim” acetilatorima mnogo češće uzrokuje oštećenje jetre (hepatotoksičnost), stoga i ove lijekove karakterizira acetilacijski polimorfizam. Međutim, u slučaju dapsona (također podložnog acetilaciji), nije bilo moguće otkriti razlike u učestalosti sindroma sličnog lupusu pri korištenju ovog lijeka s "sporim" i "brzim" acetilatorima. Prevalencija "sporih" acetilatora varira: od 10-15% među Japancima i Kinezima do 50% među bijelcima. Tek u kasnim 80-ima počeli su identificirati alelne varijante gena NAT2, čije nositeljstvo uzrokuje sporu acetilaciju. Trenutno je poznato oko 20 mutantnih alela gena NAT2. Sve ove alelne varijante nasljeđuju se autosomno recesivno.

Tip acetilacije određuje se metodama NAT2 fenotipizacije 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 supstrat markera, tada prisutnost 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 katalizira reakciju S-metilacije derivata tiopurina - glavni metabolički put za citostatike iz skupine antagonista purina: 6-merkaptopurin, 6-tiogvanin, azatioprin. 6-mer-kaptopurin se koristi kao dio kombinirane kemoterapije za mijeloblastičnu i limfoblastičnu leukemiju, kroničnu mijeloičnu leukemiju, limfosarkom i sarkom mekog tkiva. Za akutnu leukemiju obično se koristi 6-tiogvanin. Trenutno je poznata sekvenca aminokiselina i broj aminokiselinskih ostataka koji čine TRMT - 245. Molekulska težina TRMT je 28 kDa. Identificiran je i gen TPMT koji se nalazi na kromosomu 6 (lokus 6q22.3). TPMT se nalazi u citoplazmi hematopoetskih stanica.

Godine 1980. Weinshiboum je proučavao aktivnost TPMT-a na 298 zdravih dobrovoljaca i pronašao značajne razlike u aktivnosti TPMT-a među ljudima: 88,6% ispitanika imalo je visoku aktivnost TPMT-a, 11,1% imalo je srednju aktivnost. Niska aktivnost TPMT (ili potpuni izostanak aktivnosti enzima) zabilježena je u 0,3% ispitanih dobrovoljaca. Tako je prvi put opisan genetski polimorfizam TRMT-a. Novije studije su pokazale da ljudi s niskom aktivnošću TPMT imaju povećanu osjetljivost na 6-merkaptopurin, 6-tioguanin i azatioprin; Istodobno se razvijaju hematotoksične (leukopenija, trombocitopenija, anemija) i hepatotoksične komplikacije opasne po život. U uvjetima niske aktivnosti TPMT, metabolizam 6-merkaptopurina odvija se alternativnim putem - do visoko toksičnog spoja 6-tiogvanin nukleotida. Lennard i sur. (1990.) proučavali su koncentraciju 6-tioguanin nukleotida u krvnoj plazmi i aktivnost TPMT u eritrocitima 95 djece koja su primala 6-merkaptopurin zbog akutne limfoblastične 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 genu TPMT, koje određuju nisku aktivnost ovog enzima. Sigurne doze 6-merkaptopurina: s visokom aktivnošću TPMT (normalni genotip) propisano je 500 mg / (m 2 × dan), s srednjom aktivnošću TPMT (heterozigoti) - 400 mg / (m 2 × dan), s sporom aktivnošću TRMT ( homozigoti) - 50 mg/(m 2 × dan).

Sulfotransferaze

Sulfacija je reakcija adicije (konjugacije) ostatka sumporne kiseline na supstrat, što rezultira stvaranjem estera ili sulfomata sumporne kiseline. Sulfaciji u ljudskom tijelu podliježu egzogeni spojevi (uglavnom fenoli) i endogeni spojevi (hormoni štitnjače, kateholamini, neki steroidni hormoni). 3"-fosfoadenil sulfat djeluje kao koenzim za reakciju sulfatiranja. Tada dolazi do pretvorbe 3"-fosfoadenil sulfata u adenozin-3,5"-bisfosfonat. Reakciju sulfatiranja katalizira

obitelj enzima zvanih sulfotransferaze (SULT). Sulfotransferaze su lokalizirane u citosolu. U ljudskom tijelu pronađene su tri obitelji. Trenutno je identificirano oko 40 izoenzima sulfotransferaze. Izoenzime sulfotransferaze u ljudskom tijelu kodira najmanje 10 gena. Najveću ulogu u sulfatizaciji lijekova i njihovih metabolita imaju izoenzimi sulfotransferaze 1 (SULT1). SULT1A1 i SULT1A3 su najvažniji izoenzimi ove obitelji. Izoenzimi SULT1 lokalizirani su uglavnom u jetri, kao i debelom i tankom crijevu, plućima, mozgu, slezeni, placenti i leukocitima. Izoenzimi SULT1 imaju molekularnu težinu od oko 34 kDa i sastoje se od 295 aminokiselinskih ostataka; gen izoenzima SULT1 lokaliziran je na kromosomu 16 (lokus 16p11.2). SULT1A1 (termostabilna sulfotransferaza) katalizira sulfatiranje "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 sulfatizira metabolite lidokaina: 4-hidroksi-2,6-ksilidina (4-hidroksil) i ropivakaina: 3-hidroksiropivakaina, 4-hidroksiropivakaina, 2-hidroksimetilropivakaina. Osim toga, SULT1A1 sulfatira 17β-estradiol. Supstrat markera SULT1A1 je 4-nitrofenol. SULT1A3 (toplinski labilna sulfotransferaza) katalizira reakcije sulfatiranja fenolnih monoamina: dopamina, norepinefrina, serotonina. Supstrat markera SULT1A3 je dopamin. Porodica izoenzima sulfotransferaze 2 (SULT2) osigurava sulfatizaciju dihidroepiandrosterona, epiandrosterona i androsterona. Izoenzimi SULT2 uključeni su u biološku aktivaciju karcinogena, na primjer PAH (5-hidroksimetilkrizen, 7,12-dihidroksimetilbenz[a]antracen), N-hidroksi-2-acetilaminofluoren. Izoenzimi sulfotransferaze obitelji 3 (SULT3) kataliziraju N-sulfaciju acikličkih arilamina.

Epoksid hidrolaza

Vodena konjugacija ima važnu ulogu u detoksikaciji i biološkoj aktivaciji velikog broja ksenobiotika, poput arena, alifatskih epoksida, PAH-ova, aflatoksina B1. Reakcije vodene konjugacije katalizira poseban enzim - epoksid hidrolaza.

(ERNH). Najveća količina ovog enzima nalazi se u jetri. Znanstvenici su izolirali dva izoforma epoksid hidrolaze: ERNX1 i ERNX2. ERNX2 sastoji se od 534 aminokiselinska ostatka i ima molekularnu težinu od 62 kDa; gen ERNX2 nalazi se na kromosomu 8 (lokus 8p21-p12). ERNX2 je lokaliziran u citoplazmi i peroksisomima; ovaj izooblik epoksid hidrolaze igra manju ulogu u metabolizmu ksenobiotika. Većinu reakcija vodene konjugacije katalizira ERNX1. ERNX1 se sastoji od 455 aminokiselinskih ostataka i ima molekularnu težinu od 52 kDa. Gen ERNX1 nalazi se na kromosomu 1 (lokus 1q42.1). ERNX1 je od velike važnosti u vodenoj konjugaciji toksičnih metabolita lijekova. Antikonvulziv fenitoin oksidira citokrom P-450 u dva metabolita: parahidroksilat i dihidrodiol. Ovi metaboliti su aktivni elektrofilni spojevi sposobni kovalentno se vezati na stanične makromolekule; to dovodi do stanične smrti, stvaranja mutacija, malignosti i mitotičkih defekata. Osim toga, parahidroksilat i dihidrodiol, djelujući kao hapteni, također mogu uzrokovati imunološke reakcije. Hiperplazija gingive, kao i teratogeni učinci - toksične reakcije fenitoina zabilježene su kod životinja. Dokazano je da su ovi učinci posljedica djelovanja metabolita fenitoina: parahidroksilata i dihidrodiola. Kao što su pokazali Buecher i sur. (1990), niska aktivnost ERNX1 (manje od 30% normale) u amniocitima je ozbiljan faktor rizika za razvoj kongenitalnih fetalnih anomalija u žena koje uzimaju fenitoin tijekom trudnoće. Također je dokazano da je glavni razlog smanjenja aktivnosti ERNX1 točkasta mutacija u eksonu 3 gena ERNX1; uslijed čega se sintetizira neispravan enzim (tirozin na poziciji 113 zamijenjen je histidinom). Mutacija se nasljeđuje autosomno recesivno. Smanjenje aktivnosti ERNX1 opaženo je samo u homozigota za ovaj mutirani alel. Nema podataka o prevalenciji homozigota i heterozigota za ovu mutaciju.

Glutation transferaze

S glutationom se konjugiraju ksenobiotici različite kemijske strukture: epoksidi, aren oksidi, hidroksilamini (neki od njih imaju kancerogeno djelovanje). Od ljekovitih tvari, etakrinska kiselina (uregit ♠) i hepatotoksični metabolit paracetamola (acetaminophen ♠) - N-acetilbenzokinonemin, podliježu konjugaciji s glutationom, pretvarajući

pretvarajući se u netoksični spoj. Kao rezultat reakcije konjugacije s glutationom nastaju konjugati cisteina nazvani "tioesteri". Konjugaciju s glutationom kataliziraju enzimi glutation SH-S-transferaza (GST). Ova skupina enzima je lokalizirana u citosolu, iako je opisan i mikrosomalni GST (međutim, njegova uloga u metabolizmu ksenobiotika malo je proučavana). Aktivnost GST u ljudskim eritrocitima varira 6 puta između različitih pojedinaca, ali ne postoji ovisnost aktivnosti enzima o spolu). Međutim, istraživanje je pokazalo da postoji jasna korelacija između GST aktivnosti kod djece i njihovih roditelja. Prema identičnosti sastava aminokiselina u sisavaca, razlikuje se 6 klasa GST: α- (alfa-), μ- (mu-), κ- (kapa-), θ- (theta-), π- ( pi-) i σ- (sigma -) GST. U ljudskom tijelu uglavnom su izražene GST klase μ (GSTM), θ (GSTT i π (GSTP). Među njima, GST klasa μ, označena kao GSTM, od najveće je važnosti u metabolizmu ksenobiotika. Trenutno je 5 GSTM izoenzima identificirani su: GSTM1, GSTM2, GSTM3, GSTM4 i GSTM5.Gen GSTM lokaliziran je na kromosomu 1 (lokus 1p13.3).GSTM1 se eksprimira u jetri, bubrezima, nadbubrežnim žlijezdama, želucu; nalazi se slaba ekspresija ovog izoenzima u skeletnim mišićima, miokardu.GSTM1 nije eksprimiran u fetalnoj jetri, fibroblastima, eritrocitima, limfocitima i trombocitima.GSTM2 ("mišićni" GSTM) eksprimiran je u svim gore navedenim tkivima (osobito mišićima), osim fibroblasta, eritrocita, limfocita, trombocita i fetalne jetre. GSTM3 ("moždani" GSTM) eksprimira se u svim tkivima tijela, posebno u središnjem živčanom sustavu. GSTM1 ima važnu ulogu u inaktivaciji karcinogena. Neizravnom potvrdom toga smatra se značajan porast u učestalosti zloćudnih bolesti među nositeljima 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 znatno češći u bolesnika s hepatokarcinomom. Odbor i sur. (1987) prvi su iznijeli hipotezu: inaktivacija nekih elektrofilnih karcinogena ne događa se u tijelu nositelja GSTM1 nultih alela. Prema Boardu i sur. (1990), prevalencija GSTM1 nultog alela među europskom populacijom je 40-45%, dok je među predstavnicima negroidne rase 60%. Postoje dokazi o većoj incidenciji raka pluća u nositelja GSTM1 nultog alela. Kao što su pokazali Zhong et al. (1993),

70% pacijenata s rakom debelog crijeva su nositelji GSTM1 nultog alela. Još jedan GST izoenzim koji pripada π klasi, GSTP1 (lokaliziran uglavnom u jetri i strukturama krvno-moždane barijere) uključen je u inaktivaciju pesticida i herbicida koji se široko koriste u poljoprivredi.

5.5. ČIMBENICI KOJI UTJEČU NA BIOTRANSFORMACIJU LIJEKOVA

Genetski čimbenici koji utječu na sustav biotransformacije i prijenosnike lijekova

Genetski čimbenici koji predstavljaju polimorfizam jednog nukleotida gena koji kodiraju enzime biotransformacije i prijenosnike lijekova mogu značajno utjecati na farmakokinetiku lijekova. Interindividualne razlike u brzini metabolizma lijeka, koje se mogu procijeniti omjerom koncentracije supstrata lijeka i koncentracije njegovog metabolita u krvnoj plazmi ili urinu (metabolički omjer), omogućuju identificiranje skupina pojedinaca koje se razlikuju u aktivnosti jednog ili drugog metaboličkog izoenzima.

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

"Spori" metabolizatori (loš metabolizam, PM) - osobe sa smanjenom stopom metabolizma određenih lijekova, obično homozigoti (s autosomno recesivnim tipom nasljeđivanja) ili heterozigoti (s autosomno dominantnim tipom nasljeđivanja) za "spori" alel gena za odgovarajući enzim. Kod tih osoba dolazi do sinteze “neispravnog” enzima ili uopće nema sinteze metaboličkog enzima. Kao rezultat toga, dolazi do smanjenja enzimske aktivnosti. Često se otkriva potpuni nedostatak enzimske aktivnosti. U ovoj kategoriji ljudi bilježe se visoki omjeri koncentracije lijeka i koncentracije njegovog metabolita. Posljedično, kod "sporih" metabolizatora, lijekovi se nakupljaju u tijelu u visokim koncentracijama; to dovodi do razvoja

Postoje teške nuspojave lijeka, uključujući intoksikaciju. Zato takvi bolesnici (spori metabolizatori) trebaju pažljivo odabrati dozu lijekova. “Sporim” metabolizatorima propisuju se manje doze lijekova od “aktivnih”. "Superaktivni" ili "brzi" metabolizatori (ultra ekstenzivan metabolizam, UM) - osobe s povećanom stopom metabolizma određenih lijekova, u pravilu, homozigoti (s autosomno recesivnim tipom nasljeđivanja) ili heterozigoti (s autosomno dominantnim tipom nasljeđivanja) za "brzi" alel gena za odgovarajući enzim ili, što se češće opaža, nošenje kopija funkcionalnih alela. U ovoj kategoriji ljudi bilježe se niske vrijednosti omjera koncentracije lijeka i koncentracije njegovog metabolita. Zbog toga je koncentracija lijekova u krvnoj plazmi nedovoljna za postizanje terapijskog učinka. Takvim pacijentima ("preaktivnim" metabolizatorima) propisuju se veće doze lijekova nego "aktivnim" metabolizatorima. Ako postoji genetski polimorfizam određenog biotransformacijskog enzima, tada raspodjela jedinki prema brzini metabolizma supstrata lijeka za taj enzim postaje bimodalna (ako postoje 2 tipa metabolizatora) ili trimodalna (ako postoje 3 tipa metabolizatora) u prirodi.

Polimorfizam je također karakterističan za gene koji kodiraju prijenosnike lijekova, a farmakokinetika lijeka može varirati ovisno o funkciji tog prijenosnika. Klinički značaj najvažnijih biotransformacijskih enzima i prijenosnika raspravlja se u nastavku.

Indukcija i inhibicija biotransformacijskog sustava i prijenosnika

Indukcija biotransformacijskog enzima ili transportera shvaća se kao apsolutno povećanje njegove količine i (ili) aktivnosti zbog utjecaja određenog kemijskog agensa, posebno lijeka. U slučaju biotransformacijskih enzima, to je popraćeno hipertrofijom ER-a. Mogu se inducirati i enzimi faze I (izoenzimi citokroma P-450) i biotransformacija faze II (UDP-glukuroniltransferaza itd.), kao i prijenosnici lijekova (glikoprotein-P, prijenosnici organskih aniona i kationa). Lijekovi koji induciraju biotransformacijske enzime i prijenosnike nemaju očite strukturne sličnosti, ali ih karakterizira

trnje su neki uobičajeni znakovi. Takve tvari su topive u mastima (lipofilne); služe kao supstrati za enzime (koje induciraju) i najčešće imaju dug poluživot. Indukcija biotransformacijskih enzima dovodi do ubrzanja biotransformacije i, u pravilu, do smanjenja farmakološke aktivnosti, a time i do učinkovitosti lijekova koji se koriste zajedno s induktorom. Indukcija prijenosnika lijekova može dovesti do različitih promjena u koncentraciji lijekova u krvnoj plazmi, ovisno o funkcijama ovog prijenosnika. Različiti supstrati sposobni su inducirati enzime biotransformacije lijekova i prijenosnike lijekova s ​​različitim molekulskim težinama, specifičnostima supstrata, imunokemijskim i spektralnim karakteristikama. Osim toga, postoje značajne interindividualne razlike u intenzitetu indukcije biotransformacijskih enzima i prijenosnika lijekova. Isti induktor može povećati aktivnost enzima ili transportera kod različitih osoba 15-100 puta.

Osnovne vrste indukcije

Tip indukcije "fenobarbitala" - izravan učinak molekule induktora na regulatornu regiju gena; to dovodi do indukcije biotransformacijskog enzima ili prijenosnika lijeka. Ovaj mehanizam je najtipičniji za autoindukciju. Pod autoindukcijom se podrazumijeva 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 podrijetla. Tako fitoncid češnjaka - dialil sulfid - ima autoindukciju prema citokromima potfamilije IIB. Barbiturati (induktori izoenzima citokroma P-450 3A4, 2C9, podfamilija IIB) tipični su autoinduktori (među ljekovitim tvarima). Zato se ova vrsta indukcije naziva "fenobarbital".

Tip "rifampicin-deksametazon" - indukcija izoenzima citokroma P-450 1A1, 3A4, 2B6 i glikoproteina-P posredovana je interakcijom molekule induktora sa specifičnim receptorima, pripadaju klasi proteina regulatora transkripcije: pregnane X receptor ( PXR), Ah- receptor, CAR receptor. Kombinirajući se s tim receptorima, induktori lijekova tvore kompleks koji, prodirući u jezgru stanice, utječe na

Regulatorna regija gena. Kao rezultat, inducira se enzim biotransformacije lijeka ili transporter. Ovim mehanizmom rifampini, glukokortikoidi, pripravci gospine trave i neke druge tvari induciraju izoenzime citokroma P-450 i glikoproteina P. Tip "etanola" - stabilizacija molekule enzima biotransformacije lijeka zbog stvaranja kompleksa s nekim ksenobioticima (etanol, aceton). Na primjer, etanol inducira izoenzim 2E1 citokroma P-450 u svim fazama njegovog nastanka: od transkripcije do translacije. Vjeruje se da je stabilizirajući učinak etanola povezan s njegovom sposobnošću da aktivira sustav fosforilacije u hepatocitima putem cikličkog AMP-a. Ovim mehanizmom izoniazid inducira izoenzim 2E1 citokroma P-450. Proces indukcije izoenzima 2E1 citokroma P-450 tijekom gladovanja i dijabetes melitusa povezan je s mehanizmom "etanola", u ovom slučaju ketonska tijela djeluju kao induktori izoenzima 2E1 citokroma P-450. Indukcija dovodi do ubrzanja biotransformacije supstrata lijeka odgovarajućih enzima i, u 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 izoenzima 1A2, 2B6, 2C8, 2C9, 2C19, 3A4, 3A5, 3A6, 3A7 citokrom P-450). Za razvoj inducirajućeg učinka barbiturata potrebno je nekoliko tjedana. Za razliku od barbiturata, rifampicin, kao induktor, djeluje brzo. Učinak rifampicina može se otkriti nakon 2-4 dana. Maksimalni učinak lijeka bilježi se nakon 6-10 dana. Indukcija enzima ili prijenosnika lijekova uzrokovana rifampicinom i barbituratima ponekad dovodi do smanjenja farmakološke učinkovitosti neizravnih antikoagulansa (varfarin, acenokumarol), ciklosporina, glukokortikoida, ketokonazola, teofilina, kinidina, digoksina, feksofenadina i verapamila (ovo zahtijeva korekciju režim doziranja ovih lijekova t tj. povećanje doze). Treba naglasiti da kada se ukine induktor enzima biotransformacije lijeka, treba smanjiti dozu kombiniranog lijeka, jer se povećava njegova koncentracija u krvnoj plazmi. Primjer takve interakcije je kombinacija neizravnih antikoagulansa i fenobarbitala. Istraživanja su pokazala da u 14% slučajeva dolazi do krvarenja tijekom liječenja

neizravni antikoagulansi se razvijaju zbog povlačenja lijekova koji induciraju enzime biotransformacije.

Neki spojevi mogu inhibirati aktivnost enzima biotransformacije i prijenosnika lijekova. Štoviše, uz smanjenje aktivnosti enzima koji metaboliziraju lijekove, moguć je razvoj nuspojava povezanih s dugotrajnom cirkulacijom ovih spojeva u tijelu. Inhibicija prijenosnika lijekova može dovesti do različitih promjena u koncentraciji lijekova u krvnoj plazmi ovisno o funkcijama ovog prijenosnika. Neke ljekovite tvari sposobne su inhibirati i enzime I faze biotransformacije (izoenzimi citokroma P-450) i II faze biotransformacije (N-acetiltransferaza i dr.), kao i prijenosnike lijekova.

Osnovni mehanizmi inhibicije

Vezanje na regulacijsko područje gena za biotransformacijski enzim ili prijenosnik lijeka. Prema ovom mehanizmu, enzimi biotransformacije lijeka su inhibirani pod utjecajem velike količine lijeka (cimetidin, fluoksetin, omeprazol, fluorokinoloni, makrolidi, sulfonamidi itd.).

Neki lijekovi s visokim afinitetom (afinitetom) za određene izoenzime citokroma P-450 (verapamil, nifedipin, isradipin, kinidin) inhibiraju biotransformaciju lijekova s ​​nižim afinitetom za te izoenzime. Taj se mehanizam naziva konkurentska metabolička interakcija.

Izravna inaktivacija izoenzima citokroma P-450 (gastoden p). Inhibicija interakcije citokroma P-450 s NADP-H-citokrom P-450 reduktazom (fumarokumarini iz soka grejpa i limete).

Smanjenje aktivnosti enzima biotransformacije lijekova pod utjecajem odgovarajućih inhibitora dovodi do povećanja koncentracije tih lijekova u plazmi (supstrati za enzime). U tom slučaju, poluživot lijekova je produljen. Sve to uzrokuje razvoj nuspojava. Neki inhibitori istovremeno utječu na nekoliko izoenzima biotransformacije. Mogu biti potrebne velike koncentracije inhibitora za inhibiciju višestrukih izoformi enzima. Dakle, flukonazol (antimikotik) u dozi od 100 mg dnevno inhibira aktivnost izoenzima 2C9 citokroma P-450. Kada se doza ovog lijeka poveća na 400 mg, također se primjećuje depresija

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

Ne samo lijekovi, već i voćni sokovi (Tablica 5-10) i biljni lijekovi mogu poslužiti kao inhibitori i induktori biotransformacijskih enzima i prijenosnika lijekova (Dodatak 2)- sve to ima klinički značaj kod primjene lijekova koji djeluju kao supstrati za te enzime i transportere.

Tablica 5-10. Utjecaj voćnih sokova na aktivnost biotransformacijskog sustava i prijenosnika lijekova

5.6. EKSTRAHEPATIČNA BIOTRANSFORMACIJA

Uloga crijeva u biotransformaciji lijekova

Crijeva se smatraju drugim najvažnijim organom (nakon jetre) koji obavlja biotransformaciju lijekova. Reakcije faze I i faze II biotransformacije odvijaju se u stijenci crijeva. Biotransformacija lijekova u crijevnoj stijenci od velike je važnosti u učinku prvog prolaza (presistemska biotransformacija). Već je dokazana značajna uloga biotransformacije u crijevnoj stijenci u učinku prvog prolaska lijekova kao što su ciklosporin A, nifedipin, midazolam i verapamil.

Enzimi faze I biotransformacije lijeka u stijenci crijeva

Među enzimima faze I biotransformacije lijeka, izoenzimi citokroma P-450 uglavnom su lokalizirani u stijenci crijeva. Prosječni sadržaj izoenzima citokroma P-450 u stijenci crijeva čovjeka je 20 pmol/mg mikrosomalnog proteina (u jetri - 300 pmol/mg mikrosomalnog proteina). Utvrđen je jasan obrazac: sadržaj izoenzima citokroma P-450 smanjuje se od proksimalnih prema distalnim dijelovima crijeva (Tablica 5-11). Osim toga, sadržaj izoenzima citokroma P-450 najveći je na vrhu crijevnih resica, a minimalan u kriptama. Dominantni izoenzim citokroma P-450 u crijevima je CYP3A4, koji čini 70% svih izoenzima crijevnog citokroma P-450. Prema različitim autorima, sadržaj CYP3A4 u crijevnoj stijenci varira, što se objašnjava interindividualnim razlikama u citokromu P-450. Važne su i metode pročišćavanja enterocita.

Tablica 5-11. Sadržaj citokroma P-450 izoenzima 3A4 u stijenci crijeva i jetri čovjeka

Identificirani su i drugi izoenzimi u stijenci crijeva: CYP2C9 i CYP2D6. Međutim, u usporedbi s jetrom, sadržaj ovih enzima u stijenci crijeva je beznačajan (100-200 puta manji). Provedene studije pokazale su neznatnu, u usporedbi s jetrom, metaboličku aktivnost izoenzima citokroma P-450 crijevne stijenke (Tablica 5-12). Kao što su pokazala istraživanja koja su ispitivala indukciju izoenzima citokroma P-450 crijevne stijenke, inducibilnost izoenzima crijevne stijenke niža je od indukcije izoenzima citokroma P-450 jetre.

Tablica 5-12. Metabolička aktivnost izoenzima citokroma P-450 crijevne stijenke i jetre

Enzimi faze II biotransformacije lijeka u stijenci crijeva

UDP-glukuroniltransferaza i sulfotransferaza su najbolje proučeni enzimi faze II biotransformacije lijekova koji se nalaze u stijenci crijeva. Distribucija ovih enzima u crijevima slična je distribuciji izoenzima citokroma P-450. Cappiello i sur. (1991.) proučavali su aktivnost UDP-glukuroniltransferaze u crijevnoj stijenci i jetri čovjeka prema metaboličkom klirensu 1-naftola, morfija i etinilestradiola (Tablica 5-13). Istraživanja su pokazala da je metabolička aktivnost UDP-glukuroniltransferaze crijevne stijenke niža od UDP-glukuroniltransferaze jetre. Sličan je obrazac karakterističan za glukuronidaciju bilirubina.

Tablica 5-13. Metabolička aktivnost UDP-glukuroniltransferaze u crijevnoj stijenci i jetri

Cappiello i sur. (1987) također su proučavali aktivnost sulfotransferaze crijevne stijenke i jetre prema metaboličkom klirensu 2-naftola. Dobiveni podaci ukazuju na postojanje razlika u brzinama metaboličkog klirensa (a klirens 2-naftola u crijevnoj stijenci niži je nego u jetri). U ileumu vrijednost ovog pokazatelja iznosi 0,64 nmol / (minxmg), u sigmoidnom debelom crijevu - 0,4 nmol / (minxmg), u jetri - 1,82 nmol / (minxmg). Međutim, postoje lijekovi čija se sulfatacija uglavnom događa u crijevnoj stijenci. Tu spadaju npr. β 2 -adrenergički agonisti: terbutalin i izoprenalin (Tablica 5-14).

Dakle, unatoč određenom doprinosu biotransformaciji lijekova, crijevna stijenka u svom metaboličkom kapacitetu znatno je inferiorna u odnosu na jetru.

Tablica 5-14. Metabolički klirens terbutalina i izoprenalina u stijenci crijeva i jetri

Uloga pluća u biotransformaciji lijekova

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

(epoksid hidrolaza, UDP-glukuroniltransferaza itd.). U tkivu ljudskih pluća bilo je moguće identificirati različite izoenzime citokroma P-450: CYP1A1, CYP1B1, CYP2A, CYP2A10, CYP2A11, CYP2B, CYP2E1, CYP2F1, CYP2F3. Ukupni 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 se pretežno eksprimiraju u plućima. To uključuje CYP1A1 (nađen kod ljudi), CYP2B (kod miševa), CYP4B1 (kod štakora) i CYP4B2 (kod goveda). Ovi izoenzimi su od velike važnosti u biološkoj aktivaciji niza karcinogena i plućno toksičnih spojeva. Informacije o sudjelovanju CYP1A1 u biološkoj aktivaciji PAH-ova prikazane su gore. U miševa, oksidacija butiliranog hidroksitoluena pomoću izoenzima CYP2B dovodi do stvaranja pneumotoksičnog elektrofilnog metabolita. Izoenzimi CYP4B1 u štakora i CYP4B2 u goveda potiču biološku aktivaciju 4-ipomenola (4-ipomenol je snažan pneumotoksični furanoterpenoid gljive sirovog krumpira). Upravo je 4-impomenol izazvao masovni pomor stoke 70-ih godina prošlog stoljeća u SAD-u i Engleskoj. U ovom slučaju, 4-ipomenol, oksidiran izoenzimom CYP4B2, izazvao je intersticijsku upalu pluća, što je dovelo do smrti.

Stoga ekspresija specifičnih izoenzima u plućima objašnjava selektivnu plućnu toksičnost nekih ksenobiotika. Unatoč prisutnosti enzima u plućima i drugim dijelovima respiratornog trakta, njihova je uloga u biotransformaciji lijekova zanemariva. U tablici su prikazani enzimi biotransformacije lijeka koji se nalaze u respiratornom traktu čovjeka (Tablica 5-15). Određivanje lokalizacije biotransformacijskih enzima u respiratornom traktu je teško zbog upotrebe homogenizata pluća u studijama.

Tablica 5-15. Biotransformacijski enzimi pronađeni u ljudskom respiratornom traktu

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 moguć je i proces biološke aktivacije (osobito bioaktivacije karcinogena).

U bubrezima su pronađeni enzimi biotransformacije faze I i faze II. Štoviše, enzimi biotransformacije lokalizirani su iu korteksu i u meduli bubrega (Tablica 5-16). Međutim, kako su studije pokazale, kora bubrega je ta koja sadrži veći broj izoenzima citokroma P-450, a ne srž. Maksimalni sadržaj izoenzima citokroma P-450 nađen je u proksimalnim bubrežnim tubulima. Stoga bubrezi sadrže izoenzim CYP1A1, koji se prije smatrao specifičnim za pluća, i CYP1A2. Štoviše, ti su izoenzimi u bubrezima podložni indukciji PAH (na primjer, β-naftolavon, 2-acetilaminoflurin) na isti način kao u jetri. U bubrezima je otkrivena aktivnost CYP2B1, posebno je opisana oksidacija paracetamola (acetaminofen ♠) u bubrezima pod utjecajem ovog izoenzima. Kasnije se pokazalo da je upravo stvaranje toksičnog metabolita N-acetibenzakinonimina u bubrezima pod utjecajem CYP2E1 (po analogiji s jetrom) glavni uzrok nefrotoksičnog učinka ovog lijeka. Kada se paracetamol koristi zajedno s induktorima CYP2E1 (etanol, testosteron i dr.), rizik od oštećenja bubrega se višestruko povećava. Aktivnost CYP3A4 u bubrezima nije uvijek zabilježena (samo u 80% slučajeva). Treba napomenuti: doprinos izoenzima citokroma P-450 bubrega biotransformaciji lijekova je skroman i, očito, u većini slučajeva nema klinički značaj. Međutim, za neke je lijekove biokemijska transformacija u bubrezima glavni put biotransformacije. Istraživanja su pokazala da se tropisetron p (antiemetik) uglavnom oksidira u bubrezima pod utjecajem izoenzima CYP1A2 i CYP2E1.

Od enzima faze II biotransformacije u bubrezima najčešće se određuju UDP-glukuroniltransferaza i β-liaza. Treba napomenuti da je aktivnost β-liaze u bubrezima veća nego u jetri. Otkriće ove značajke omogućilo je razvoj nekih "prolijekova", nakon čije aktivacije se aktiviraju aktivni meta-

bol koja selektivno zahvaća bubrege. Tako su stvorili citostatik za liječenje kroničnog glomerulonefritisa - S-(6-purinil)-L-cistein. Ovaj spoj, u početku neaktivan, pretvara 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 ozbiljnost nuspojava lijekova.

Lijekovi kao što su paracetamol (acetaminophen ♠), zidovudin (azidotimidin ♠), morfij, sulfametazon r, furosemid (Lasix ♠) i kloramfenikol (kloramfenikol ♠) podložni su glukuronidaciji u bubrezima.

Tablica 5-16. Raspodjela enzima biotransformacije lijekova u bubrezima (Lohr i sur., 1998.)

* - sadržaj enzima je značajno 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. Obiteljski nedostatak dihidropirimidin dehidrogenaze: biokemijska osnova za obiteljsku pirimidinemiju i tešku toksičnost izazvanu 5-fluorouracilom // J. Clin. Investirati. - 1988. - Vol. 81. -

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

Lewis D.F.V., Dickins M., Eddershaw P.J. et al. Specifičnosti supstrata citokroma-P450, strukturni predlošci supstrata i geometrija aktivnih mjesta enzima // Metabol lijekova. Interakcija lijekova. - 1999. - Vol. 15. - Str. 1-51.

Većina ljekovitih tvari u tijelu prolazi kroz biotransformaciju – metaboliziraju se. Ne jedan, već nekoliko metabolita, ponekad deseci, mogu se formirati iz iste tvari, kao što je prikazano, na primjer, za klorpromazin. Biotransformacija ljekovitih tvari provodi se, u pravilu, pod kontrolom enzima (iako je moguća i njihova neenzimska transformacija, npr. kemijska - hidrolizom). Metabolizirajući enzimi uglavnom su lokalizirani u jetri, iako enzimi iz pluća, crijeva, bubrega, placente i drugih tkiva također mogu imati važnu ulogu u metabolizmu lijekova. Regulacijom farmaceutskih čimbenika kao što je vrsta oblika doziranja (čepići umjesto tableta, intravenska injekcija umjesto oralnih oblika doziranja), moguće je u početku uglavnom izbjeći prolazak tvari kroz jetru i time regulirati biotransformaciju.

Stvaranje toksičnih metabolita također se može značajno smanjiti regulacijom farmaceutskih čimbenika. Na primjer, kada se amidopirin metabolizira u jetri, nastaje kancerogena tvar - dimetilnitrozamin. Nakon rektalne primjene odgovarajućih oblika doziranja ove tvari opaža se intenzivna apsorpcija, 1,5 - 2,5 puta intenzivnija od one kod oralne primjene, što omogućuje smanjenje doze tvari uz zadržavanje terapijskog učinka i smanjenje razine toksični metabolit.

Biotransformacija obično dovodi do smanjenja ili nestanka biološke aktivnosti i inaktivacije lijekova. Međutim, uzimajući u obzir farmaceutski faktor - jednostavnu kemijsku modifikaciju, u nekim slučajevima moguće je postići stvaranje aktivnijih ili manje toksičnih metabolita. Dakle, antitumorski lijek ftorafur odvaja glikozidni ostatak u tijelu, oslobađajući aktivni antitumorski antimetabolit - fluorouracil. Ester kloramfenikola i stearinske kiseline je bezukusan, za razliku od gorkog kloramfenikola. U gastrointestinalnom traktu dolazi do enzimske hidrolize neaktivnog estera, a oslobođeni kloramfenikol se apsorbira u krv. Levomicetin, koji je slabo topiv u vodi, pretvara se u ester sa jantarnom kiselinom (sukcinat) u visoko topljivu sol - nova kemijska modifikacija, koja se već koristi za intramuskularnu i intravenoznu primjenu. U tijelu, kao rezultat hidrolize ovog estera, sam kloramfenikol se brzo odvaja.

Kako bi se smanjila toksičnost i poboljšala podnošljivost, sintetizirana je jednostavna kemijska modifikacija izoniazida - ftivazid (hidrazon izoniazida i vanilina). Postupno oslobađanje zbog biotransformacije antituberkuloznog aktivnog dijela molekule ftivazida, izoniazida, smanjuje učestalost i težinu nuspojava karakterističnih za uzimanje čistog izoniazida. Isto vrijedi i za saluzid (izoniazid hidrazon, dobiven kondenzacijom s 2-karboksi-3,4-dimetil benzaldehidom) koji se, za razliku od izoniazida, može primijeniti parenteralno.

Izlučivanje (uklanjanje) lijekova i njihovih metabolita

Glavni putevi izlučivanja ljekovitih tvari i njihovih metabolita su izlučivanje urinom i fecesom, a uz to se tvari mogu izlučiti iz organizma izdahnutim zrakom, izlučivanjem mliječnih, znojnih, pljuvačnih i drugih žlijezda.

Odgovarajućim podešavanjem farmaceutskih čimbenika za niz ljekovitih tvari mogu se regulirati i procesi izlučivanja. Dakle, povećanjem pH urina (istovremenim davanjem komponenti koje reagiraju alkalno, kao što su natrijev bikarbonat i druge relevantne pomoćne tvari, s ljekovitim tvarima – slabim kiselinama) moguće je znatno povećati ekskreciju (izlučivanje) acetilsalicilne kiseline, fenobarbitala. , a probenicid bubrezima. Za ljekovite tvari - slabe baze (novokain, amfetamin, kodein, kinin, morfin i dr.) javlja se suprotna slika - slabe organske baze se bolje ioniziraju pri niskim pH vrijednostima (kiseli urin), dok se u ioniziranom stanju slabo ioniziraju. reapsorbira tubularni epitel i brzo se izlučuje urinom. Njihovo uvođenje zajedno s pomoćnim tvarima koje snižavaju pH urina (na primjer, aluminijev klorid) potiče njihovu brzu eliminaciju iz tijela.

Mnogi lijekovi prodiru iz krvi u parenhimske stanice jetre. U ovu skupinu tvari spadaju kloramfenikol, eritromicin, oleandomicin, sulfonamidi, niz antituberkuloznih tvari itd.

U jetrenim stanicama ljekovite tvari prolaze djelomično biotransformaciju te se, nepromijenjene ili u obliku metabolita (uključujući konjugate), izlučuju u žuč ili vraćaju u krv. Izlučivanje lijekova putem žuči ovisi o nizu čimbenika, kao što su molekularna težina, kombinirana primjena tvari koje pospješuju izlučivanje žuči - magnezijev sulfat, pituitrin ili sekretorna funkcija jetre - salicilati, riboflavin.

Drugi načini izlučivanja ljekovitih tvari - znojem, suzama, mlijekom - manje su značajni za cjelokupni proces izlučivanja.

Istraživanja apsorpcije, distribucije, biotransformacije i izlučivanja mnogih ljekovitih tvari pokazala su da je sposobnost ljekovite tvari samo njezino potencijalno svojstvo, koje može značajno varirati ovisno o farmaceutskim čimbenicima.

Korištenjem različitih polaznih materijala, različitih pomoćnih tvari, tehnoloških operacija i opreme, moguće je promijeniti ne samo brzinu oslobađanja lijeka iz oblika lijeka, već i brzinu i potpunost njegove apsorpcije, karakteristike biotransformacije i izlučivanja. , te u konačnici njegovu terapijsku učinkovitost

Dakle, sve pojedine karike u transportu lijekova u tijelu su pod utjecajem različitih farmaceutskih čimbenika. A budući da terapijska učinkovitost i nuspojave lijekova ovise o koncentraciji apsorbirane ljekovite tvari u krvi, organima i tkivima, o duljini zadržavanja tvari u njima, o svojstvima njezine biotransformacije i izlučivanja, potrebno je temeljito proučavanje utjecaj farmaceutskih čimbenika na te procese, stručna, znanstvena regulacija ovih čimbenika u svim fazama razvoja i istraživanja lijekova pomoći će optimizirati farmakoterapiju – povećati njezinu učinkovitost i sigurnost.

PREDAVANJE 5

POJAM BIOLOŠKE DOSTUPNOSTI LIJEKOVA. METODE NJEGOVOG ISTRAŽIVANJA.

Biofarmacija, uz test farmaceutske dostupnosti, predlaže uspostavljanje specifičnog kriterija za procjenu utjecaja farmaceutskih čimbenika na apsorpciju lijeka - bioraspoloživost - stupanj u kojem se lijek apsorbira s mjesta primjene u sustavni krvotok i brzinu kojom se taj proces odvija.

U početku je kriterij za stupanj apsorpcije ljekovite tvari bila relativna razina u krvi stvorena primjenom tvari u ispitivanom i standardnom obliku. U pravilu su uspoređivane maksimalne koncentracije ljekovite tvari. Međutim, ovaj pristup procjeni apsorpcije tvari je neadekvatan iz više razloga.

Prvo, zato što je ozbiljnost biološkog učinka mnogih ljekovitih tvari određena ne samo njihovom maksimalnom razinom, već i vremenom tijekom kojeg koncentracija tvari prelazi minimalnu razinu potrebnu za ostvarenje farmakološkog učinka. Drugo, empirijska procjena trenutka maksimalne koncentracije tvari u krvi može se pokazati netočnom. Treće, ova procjena možda nije točna zbog grešaka u definiciji. Sve je to potaknulo istraživače da karakteriziraju stupanj apsorpcije ne pojedinačnim točkama, već farmakokinetičkom krivuljom

C = f(t) općenito.

A budući da je lakše dobiti cjelovitu ideju krivulje mjerenjem površine ograničene ovom krivuljom s osi apscise, predloženo je karakterizirati stupanj apsorpcije lijeka površinom ispod odgovarajuće farmakokinetičke krivulje.

Omjer površina ispod krivulja dobivenih primjenom lijeka u ispitivanom i standardnom obliku naziva se stupanj bioraspoloživosti:

S x - površina ispod PK krivulje za ispitivanu tvar u ispitivanom obliku doziranja;

S c je površina ispod PK krivulje za istu tvar u standardnom obliku doziranja;

D c i D x su doze tvari u ispitivanom i standardnom obliku doziranja.

Studije bioraspoloživosti provode se u obliku usporednih eksperimenata "in vivo", u kojima se lijek uspoređuje sa standardnim (najpristupačnijim) oblikom doziranja iste djelatne tvari.

Pravi se razlika između apsolutne i relativne bioraspoloživosti. Kao standardni oblik doziranja, pri određivanju "apsolutne" bioraspoloživosti, koristi se otopina za intravensku primjenu. Intravenska injekcija daje najjasnije rezultate, budući da doza ulazi u veliki krvotok i bioraspoloživost lijeka u ovom slučaju je najpotpunija - gotovo stopostotna.

Međutim, češće je i možda korisnije definirati relativnu bioraspoloživost. U tom slučaju, standardni oblik lijeka, u pravilu, je otopina za unutarnju primjenu, a samo u slučajevima kada je tvar netopljiva ili nestabilna u vodenoj otopini, drugi oblik lijeka za oralnu primjenu, koji je dobro karakteriziran i dobro se apsorbira. , može se koristiti, na primjer, suspenzija mikronizirane tvari ili mikroniziranog lijeka zatvorenog u želatinskoj kapsuli.

Biofarmaceutska iskustva su pokazala da je nedostatna karakterizacija apsorpcije ljekovite tvari mjerom u kojoj se ona apsorbira. Činjenica je da čak i uz potpunu apsorpciju ljekovite tvari, njezina koncentracija u krvi možda neće doseći minimalnu učinkovitu razinu ako je stopa apsorpcije niska u usporedbi s brzinom otpuštanja (eliminacije) te tvari iz tijela. Na sl. (Slika 5.1) prikazuje neke od mogućih situacija koje nastaju pri primjeni lijekova A, B, C koji sadrže istu dozu iste ljekovite tvari, a razlikuju se u farmaceutskim čimbenicima koji su korišteni u procesu njihova stvaranja.

Slika 5.1

Promjene koncentracije ljekovite tvari u biološkoj tekućini nakon primjene oblika lijeka koji se razlikuju po farmaceutskim čimbenicima.

Pri primjeni lijekova A i B koncentracija ljekovite tvari u krvi u prvom slučaju više prelazi minimalnu djelotvornu koncentraciju (MEK) nego u drugom, a pri uvođenju lijeka C koncentracija ljekovite tvari ne doseže minimalna efektivna koncentracija, iako su vrijednosti površina pod FC- krivulje iste u sva 3 slučaja. Dakle, vidljive razlike u farmakokinetici lijeka nakon njegove primjene u oblicima A, B, C posljedica su nejednake brzine apsorpcije. Zato je kod određivanja bioraspoloživosti od 1972. godine (Riegelman L.) uvedeno obavezno određivanje brzine apsorpcije, tj. brzina kojom tvar ulazi u sustavnu cirkulaciju s mjesta primjene.

Prema tome, definicija bioraspoloživosti odražava integralni (stupanj apsorpcije) i kinetičke (brzina apsorpcije) aspekte procjene procesa apsorpcije.

Prilikom određivanja bioraspoloživosti, tijekom strogo određenog vremenskog razdoblja provodi se sekvencijalno uzorkovanje potrebnih tekućina (krv, urin, slina, limfa itd.) i određuje se koncentracija tvari u njima (vidi udžbenik Muravyov I.A., I960. , dio 1, str. 295, paragrafi I i 2 - određivanje BD u zdravih dobrovoljaca).

Uzorci za određivanje bioraspoloživosti uzimaju se s različitih mjesta ovisno o terapijskoj primjeni ljekovitih tvari. Obično se za to koriste venska i arterijska krv ili urin. Postoje, međutim, lijekovi čiju je bioraspoloživost prikladnije odrediti na mjestu stvarne izloženosti ljekovitoj tvari. Na primjer, lijekovi koji djeluju u probavnom traktu ili oblici doziranja za nanošenje na kožu.

Dobiveni podaci o sadržaju tvari (ili njihovih metabolita) u biotekućinama unose se u tablice, na temelju kojih se konstruiraju grafikoni ovisnosti koncentracije lijeka u biotekućinama o vremenu njegove detekcije - (PK krivulje) C = f (t).

Dakle, svaka razlika u bioraspoloživosti uspoređenih lijekova odražava se na krivulji koncentracije tvari u krvi ili na obrascu njezina izlučivanja urinom. Treba uzeti u obzir da na koncentraciju lijeka u krvi utječu i drugi varijabilni čimbenici: fiziološki, patološki (endogeni) i egzogeni.

Stoga je za povećanje točnosti istraživanja potrebno uzeti u obzir sve varijable. Utjecaj čimbenika kao što su dob, spol, genetske razlike u metabolizmu lijekova i prisutnost patoloških stanja može se u velikoj mjeri kontrolirati korištenjem crossover dizajna.

Utjecaj čimbenika koje istraživač može izravno kontrolirati (unos hrane, istodobna primjena ili uporaba drugih lijekova, količina popijene vode, pH mokraće, tjelesna aktivnost itd.) minimiziran je strogim standardiziranjem eksperimentalnih uvjeta.

METODE PROCJENE BIOLOŠKE DOSTUPNOSTI. OCJENA STUPNJA APSORPCIJE. STUDIJE JEDNE DOZE.

Stupanj apsorpcije često se određuje rezultatima istraživanja sadržaja tvari u krvi nakon jedne doze.

Prednost ove metode je što su kod jednokratnih doza zdravi ljudi manje izloženi lijeku.

Međutim, koncentracija ljekovite tvari mora se pratiti najmanje tijekom tri poluvremena njezine prisutnosti u organizmu (ili dulje). Kod ekstravaskularnih putova primjene lijeka potrebno je utvrditi vrijeme (t max.) za postizanje maksimalne koncentracije - C max.

Za konstruiranje krivulje C = f (t) ovisnosti koncentracije tvari u krvi o vremenu, potrebno je dobiti najmanje tri točke na uzlaznim i isti broj na silaznim granama krivulje. Stoga je potreban veliki broj uzoraka krvi, što predstavlja određenu neugodnost za osobe koje sudjeluju u eksperimentu.

S x i Dx - površina ispod krivulje i doza ispitivane tvari u ispitivanom obliku lijeka;

S c i D C su površina ispod krivulje i doza iste tvari u standardnom obliku doziranja.

Slika 5.2

Ovisnost koncentracije tvari u krvi o vremenu.

Specifične i vrlo osjetljive analitičke metode neophodne su za studije bioraspoloživosti jedne doze. Također je potrebno detaljno poznavanje farmakokinetičkih karakteristika ljekovite tvari. Ova metoda možda nije prikladna u slučajevima kada ljekovita tvar ima složena farmakokinetička svojstva. Na primjer, kada je izlučivanje u žuči popraćeno reapsorpcijom lijeka, što dovodi do njegove cirkulacije u jetri.

STUDIJE PONAVLJENIH DOZIRANJA.

U nekim slučajevima, posebno za ispravnu procjenu stupnja bioraspoloživosti lijekova namijenjenih dugotrajnoj uporabi, provodi se ispitivanje ponovljene doze.

Ova metoda je poželjnija u kliničkom okruženju, gdje se studije provode na pacijentima koji redovito primaju lijek u skladu s tijekom liječenja. U osnovi, pacijent se liječi lijekom čija se učinkovitost prati njegovim sadržajem u biološkim tekućinama.

Uzorci za analizu ovom metodom mogu se dobiti tek nakon što se postigne stabilna koncentracija tvari u krvi. Obično se postiže nakon 5-10 doza i ovisi o poluživotu tvari u tijelu. Nakon postizanja stabilne koncentracije tvari u krvi, vrijeme do postizanja maksimalne koncentracije postaje konstantno. U tom se slučaju utvrđuje maksimalna koncentracija za standardni oblik lijeka, a zatim se nakon određenog vremenskog intervala propisuje tvar u ispitivanom obliku lijeka i utvrđuje njezina najveća koncentracija u krvi.

Stupanj bioraspoloživosti izračunava se pomoću formule:

, Gdje:

C x najveća koncentracija za ispitivani lijek;

C st - maksimalna koncentracija za standardni lijek;

D x i D c ​​– doze odgovarajućih lijekova;

Tx i Tc - vrijeme za postizanje maksimalne koncentracije nakon primjene ispitivanih i standardnih oblika doziranja.

Stupanj bioraspoloživosti ovdje se također može izračunati pomoću površine ispod krivulje ili vrijednosti maksimalne koncentracije. Područje ispod krivulje, u ovom slučaju, mjeri se tijekom samo jednog intervala doziranja, nakon što je postignuta ravnotežna koncentracija.

Pozitivna strana metode propisivanja ponovljenih doza tvari je relativno visok sadržaj tvari u krvi, što olakšava analitička određivanja i povećava njihovu točnost.

ISTRAŽIVANJA ZA ODREĐIVANJE SADRŽAJA TVARI IZLUČENE U MOKRAĆI ILI NJEZINOG METABOLITA.

Određivanje stupnja bioraspoloživosti na temelju sadržaja tvari izlučene mokraćom zahtijeva ispunjenje niza uvjeta:

1) oslobađanje barem dijela tvari u nepromijenjenom obliku;

2) potpuno i temeljito pražnjenje mjehura pri svakom uzimanju uzorka;

3) Vrijeme skupljanja urina u pravilu je jednako 7-10 poluvremena boravka lijeka u tijelu. U tom razdoblju iz tijela se oslobađa 99,9% primijenjene tvari lijeka. Poželjno je najčešće uzorkovanje za analizu, jer vam to omogućuje točnije određivanje koncentracije tvari; stupanj bioraspoloživosti izračunava se pomoću formule:

, Gdje:

B je količina nepromijenjene tvari izlučene urinom nakon primjene ispitivanog (x) i standardnog (c) oblika doziranja;

D x i D c su doze odgovarajućih lijekova.

ODREĐIVANJE BRZINE APSORPCIJE LIJEKOVITIH TVARI. ELEMENTI FARMAKOKINETIČKOG MODELIRANJA.

Postojeće metode za procjenu brzine apsorpcije lijekova temelje se na pretpostavci linearne kinetike svih procesa ulaska, prijenosa i eliminacije lijekova u organizmu.

Najjednostavnija metoda za određivanje konstante brzine apsorpcije je metoda po Dostu (1953), koja se temelji na korištenju odnosa između konstanti eliminacije i apsorpcije i vremena maksimalne koncentracije na farmakokinetičkoj krivulji.

, Gdje:

e - baza prirodnog logaritma = 2,71828...;

t max je vrijeme za postizanje maksimalne razine koncentracije tvari u tijelu.

Za ovu formulu sastavljena je posebna tablica ovisnosti umnoška K el ·t max i funkcije E koja se zatim izračunava pomoću formule:

Stoga K sun = K el · E

Fragment tablice i primjer izračuna.

Dakle, ako je K el = 0,456, a t max = 2 sata, tada je njihov umnožak = 0,912. Prema tablici to odgovara vrijednosti funkcije E 2.5. Zamjenom ove vrijednosti u jednadžbu: K sun = K el · E = 0,456 2,5 = 1,1400 h -1 ;

Sljedeća formula također je predložena za izračunavanje konstante usisavanja (na temelju jednodijelnog modela; Saunders, Natunen, 1973.)

, Gdje:

C max - najveća koncentracija postavljena nakon vremena t max;

C o je koncentracija tvari u tijelu u nultom vremenu, pod pretpostavkom da cjelokupna tvar (doza) uđe u tijelo i odmah se raspodijeli u krvi, organima i tkivima.

Izračun tih vrijednosti, zvanih farmakokinetički parametri, provodi se jednostavnom grafičkom metodom. U tu svrhu konstruira se farmakokinetička krivulja u tzv. polulogaritamskom koordinatnom sustavu. Na ordinatnoj osi crtamo logS t vrijednosti - eksperimentalno utvrđene vrijednosti koncentracije tvari u biološkoj tekućini za vrijeme t, a na apscisnoj osi - vrijeme za postizanje ove koncentracije u prirodnim vrijednostima (sekunde, minute ili sati). Segment osi ordinata odsječen nastavkom (u grafu je isprekidana linija) linearizirane krivulje daje vrijednost C o , a tangens kuta nagiba linearizirane krivulje na os apscise brojčano je jednak na konstantu eliminacije. tgω=K el 0,4343

Na temelju pronađenih vrijednosti konstante eliminacije i C o vrijednosti, može se izračunati niz drugih farmakokinetičkih parametara za jednodijelni model.

Volumen distribucije V je uvjetni volumen tekućine potreban za otapanje cijele doze primijenjene tvari dok se ne postigne koncentracija jednaka C o. Dimenzije - ml, l.

Opći klirens (klirens plazme) CI t je parametar koji karakterizira brzinu "čišćenja" tijela (krvne plazme) od ljekovite tvari po jedinici vremena. Dimenzija - ml/min, l/sat.

Razdoblje polueliminacije (poluegzistencije) T1/2 ili t1/2 je vrijeme eliminacije iz tijela polovice primijenjene i apsorbirane doze tvari.

Površina ispod farmakokinetičke krivulje AUC 0-¥

ili

Ovo je područje slike na grafikonu omeđeno farmakokinetičkom krivuljom i x-osom.

Prava razina maksimalne koncentracije Cmax tvari u tijelu i vrijeme potrebno da se ona postigne tmax izračunavaju se iz jednadžbe:

Iz ove jednadžbe proizlazi da vrijeme postizanja maksimalne razine tvari u tijelu ne ovisi o dozi i određeno je samo omjerom apsorpcijske i eliminacijske konstante.

Maksimalna vrijednost koncentracije nalazi se pomoću jednadžbe:

Određivanje farmakokinetičkih parametara i, posebno, konstanti brzine apsorpcije za dvodijelni model razmatra se tijekom farmakoterapije

Određivanje parametara PD, BD i farmakokinetike obično se provodi u procesu razvoja ili poboljšanja lijeka, uz usporednu procjenu istog lijeka proizvedenog u različitim poduzećima, kako bi se stalno pratila kvaliteta i stabilnost lijekova.

Utvrđivanje bioraspoloživosti lijekova od ogromne je farmaceutske, kliničke i ekonomske važnosti.

Razmotrimo materijale o utjecaju različitih varijabilnih čimbenika na parametre farmaceutske i bioraspoloživosti.

OBLICI LIJEKOVA I NJIHOVA VAŽNOST U POVEĆANJU FARMACEUTSKE I BIOLOŠKE DOSTUPNOSTI

Vodene otopine u obliku mješavina, sirupa, eliksira i sl. u pravilu imaju najveću farmaceutsku i biološku dostupnost djelatnih tvari. Za povećanje BD određenih vrsta tekućih oblika doziranja, količina i priroda uvedenih stabilizatora, korektora okusa, boje i mirisa strogo su regulirani.

Oralno primijenjene tekuće mikrokristalne (veličine čestica manje od 5 mikrona) suspenzije također se odlikuju visokom bioraspoloživošću. Ne bez razloga se vodene otopine i mikrokristalne suspenzije koriste kao standardni oblici doziranja pri određivanju stupnja apsorpcije.

Kapsule su u prednosti u odnosu na tablete jer osiguravaju veću farmaceutsku i biološku dostupnost uključenih ljekovitih tvari. Na brzinu i stupanj apsorpcije tvari iz kapsula uvelike utječu veličina čestica sastojka koji se nalazi u kapsuli i priroda punila (klizenje, bojanje, itd.) koja se obično koriste za poboljšanje pakiranja rasutih komponenti u kapsule.

Prema Zaku A.F. (1987) kapsule rifampicina od 150 mg, koje proizvode različite tvrtke, razlikuju se u brzini prijelaza antibiotika u otopinu za 2-10 puta. Uspoređujući bioraspoloživost kapsula rifampicina proizvođača A i D, utvrđeno je da je količina antibiotika u krvi dobrovoljaca tijekom 10 sati promatranja nakon uzimanja kapsula tvrtke A bila 2,2 puta veća nego nakon uzimanja kapsula tvrtke D. Maksimalne razine rifampicina u prvom slučaju, utvrđene su nakon 117 minuta i iznosile su 0,87 μg/ml, u drugom - nakon 151 minute i iznosile su 0,46 μg/ml.

Tablete pripremljene kompresijom mogu značajno varirati u farmaceutskoj i biološkoj dostupnosti uključenih tvari, budući da sastav i količina pomoćnih tvari, agregatno stanje sastojaka, značajke tehnologije (vrste granulacije, tlak prešanja itd.) određuju fizička i mehanička svojstva tableta, mogu značajno promijeniti i brzinu otpuštanja i apsorpcije i ukupnu količinu tvari koja dospijeva u krvotok.

Tako je, s obzirom na identičnost sastava, utvrđeno da bioraspoloživost salicilne kiseline i fenobarbitala u tabletama ovisi o veličini pritiska prešanja; amidopirin, algin - ovisno o vrsti granulacije; prednizolon, fenacetin - iz prirode granulirajuće tekućine; grizeofulvina i kinidina - o materijalu uređaja za prešanje (alata za prešanje) stroja za precizno tabletiranje i, konačno, parametri bioraspoloživosti fenilbutazona i kinidina u obliku tableta ovisili su o brzini rada stroja za tabletiranje, prešanju ili potpuno istiskivanje zraka iz prešane mase.

Ponekad je teško razumjeti složen kompleks međusobnog utjecaja različitih čimbenika na bioraspoloživost tvari u obliku tableta. Međutim, u mnogim slučajevima moguće je točno odrediti utjecaj određenih čimbenika na parametre bioraspoloživosti. Prije svega, to se odnosi na dvije najvažnije faze procesa tabletiranja - granulaciju i prešanje.

Stadij vlažne granulacije najodgovorniji je za promjenu fizikalno-mehaničkih svojstava tableta i kemijske stabilnosti komponenata. Korištenje ljepila, klizanja, labavljenja pomoćnih tvari u ovoj fazi, miješanje, kontakt navlažene mase s velikim brojem metalnih površina, i konačno, promjena temperature tijekom sušenja granula - sve to može uzrokovati polimorfne transformacije ljekovitih tvari s naknadnom promjenom parametara njihove bioraspoloživosti.

Dakle, brzina i opseg apsorpcije natrijevog salicilata u gastrointestinalnom traktu značajno varira ovisno o vrsti granulacije ili metodi tabletiranja koja se koristi u proizvodnji tableta. S vlažnom granulacijom, kinetika apsorpcije natrijevog salicilata karakterizirana je polaganim porastom koncentracije salicilata u krvi, koja čak ne doseže minimalnu učinkovitu koncentraciju (MEC). Istodobno, iz tableta dobivenih izravnim stlačivanjem, bilježi se brza i potpuna apsorpcija natrijevog salicilata.

Kao i kod svake metode granulacije, proces mokre granulacije omogućuje različite transformacije ljekovitih tvari - reakcije hidrolize, oksidacije i dr., što dovodi do promjene bioraspoloživosti. Primjer su informacije o tabletama s alkaloidima rauvolfije. Vlažna granulacija dovodi do djelomične destrukcije te je njihova bioraspoloživost u obliku tableta smanjena za gotovo 20% u usporedbi s tabletama dobivenim izravnim prešanjem.

Tlak kompresije značajno utječe na prirodu povezanosti čestica u tableti, veličinu tih čestica, mogućnost polimorfnih transformacija, te stoga može značajno promijeniti ne samo farmaceutsku dostupnost, već i farmakokinetičke parametre i bioraspoloživost. Prisutnost velikih ili postojanih nakupina čestica ljekovitih tvari koje su nedostupne sadržaju probavnog trakta u konačnici utječe na intenzitet otapanja, apsorpciju i razinu koncentracije tvari u krvi.

Tako se pri značajnim pritiscima prešanja stvaraju veliki aglomerati acetilsalicilne kiseline, povećava se tvrdoća tableta i smanjuje vrijeme topljivosti (otpuštanja) tvari. A smanjenje topljivosti slabo topljivih lijekova negativno utječe na njihovu bioraspoloživost.

Prema podacima (Welling, I960) biofarmaceutskih studija u 6 američkih klinika (država New York), uočen je porast incidencije moždanih udara nakon što su počele koristiti tablete s fentanilom (analgetik) drugog proizvođača. Pokazalo se da je ovaj fenomen povezan s promjenom bioraspoloživosti novih tableta zbog promjene prirode pomoćne tvari i tlaka kompresije zdrobljenih kristala fentanila.

Mnogi su istraživači pokazali da tablete digoksina komercijalno dostupne u inozemstvu, proizvedene različitim tehnologijama uz korištenje različitih pomoćnih tvari i vrsta granulacije, mogu vrlo značajno varirati u bioraspoloživosti - od 20% do 70%. Problem bioraspoloživosti tableta digoksina pokazao se toliko akutnim da je u SAD-u, nakon biofarmaceutskih istraživanja, zabranjena prodaja tableta 40-ak proizvodnih tvrtki, budući da su se njihovi parametri bioraspoloživosti pokazali vrlo niskima. Usput, tablete digoksina proizvedene u CIS-u pokazale su se na razini najboljih svjetskih uzoraka u smislu bioraspoloživosti (Kholodov L.E. et al., 1982).

Neracionalan odabir varijabilnih (tehnoloških) čimbenika u proizvodnji tableta može uzrokovati povećanje nuspojava svojstvenih pojedinom lijeku. Tako je kod acetilsalicilne kiseline, koja, kao što je poznato, pri oralnom uzimanju izaziva želučano i crijevno krvarenje, najznačajnije krvarenje 2; 3 ml dnevno tijekom 7 dana zabilježeno je nakon propisivanja tableta komprimiranih bez puferskih aditiva, a za takozvane "puferirane" - samo 0,3 ml.

Za našu zemlju problem bioekvivalencije tabletiranih lijekova nije toliko relevantan kao u inozemstvu, jer tablete istog imena proizvode jedno ili rjeđe dva ili tri poduzeća prema istim tehnološkim propisima. Proizvodi su stoga homogeni u svim pogledima, uključujući bioraspoloživost.

Prilikom poboljšanja tehnologije, zamjene nekih pomoćnih tvari drugima i sl., provode se obvezna istraživanja bioraspoloživosti tvari iz tableta. Na primjer, pri proizvodnji tableta nitroglicerina metodom trituracije, bioraspoloživost je postala 2,1 puta veća od tableta dobivenih prethodnom tehnologijom, a vrijeme za postizanje maksimalne koncentracije u krvi bilo je već 30 minuta (ranije 3 sata), ( Lepakhin V.K., et al., 1982).

U inozemstvu su najznačajnije razlike u bioraspoloživosti tvari u obliku tableta utvrđene, osim za digoksin, za kloramfenikol, oksitetraciklin, tetraciklin, hidroklorotiazid, teofilin, riboflavin i neke druge.

Stoga, kod nabave za uvoz ili reprodukciju tabletne tehnologije po licencama, također postoji potreba za utvrđivanjem parametara farmaceutske, a posebno bioraspoloživosti. Kao primjer, predstavljamo rezultate studije (Kholodov L.E. et al., 1982.) bioraspoloživosti antisklerotične supstance 2,6-piridin-dimetanol-bismetilkarbamata iz njegovih analognih tableta od 0,25: parmidina (poboljšava mikrocirkulaciju u ateroskleroza mozga i srčanih žila) (Rusija), angina (Japan) i prodektin (Mađarska). Utvrđeno je da je koncentracija tvari u krvnom serumu kod uzimanja parmidina i anginina približno jednaka, dok uzimanje prodektina dovodi do približno polovine koncentracije. Prividna početna koncentracija C0 i površina ispod krivulje koncentracija-vrijeme za parmidin i anginin ne razlikuju se značajno, te su približno dvostruko veće nego za prodektin. Na temelju dobivenih podataka zaključeno je da je bioraspoloživost 2,6-piridin dimetanol-bismetilkarbamata pri uzimanju Prodectina (tablete iz VNR) približno 2 puta manja nego kod tableta parmidina i anginina.

Rektalni oblici doziranja - supozitoriji, ZhRK, mikroklizmi i drugi. Dubinske biofarmaceutske i farmakokinetičke studije utvrdile su značajne prednosti rektalne primjene različitih lijekova s ​​tvarima koje pripadaju gotovo svim poznatim farmakološkim skupinama.

Stoga se za postoperativnu prevenciju tromboembolije preporučuju supozitoriji s butadionom, čija primjena osigurava višu razinu tvari u krvi i smanjenje broja nuspojava ove tvari nego nakon oralne primjene tableta (Thuele i sur. ., 1981).

Rektalna primjena indometacina i fenilbutazona osigurava, osim visoke bioraspoloživosti, produljenje djelovanja ovih protuupalnih lijekova (Tentsova L.I., 1974; Reinicre 1984-85).

Rektalna primjena morfin hidroklorida u dozi od 0,3 mg/kg ženama prije ginekoloških operacija u smislu bioraspoloživosti i učinkovitosti nije inferiorna intramuskularnim injekcijama ove tvari (Westerling 1984).

Rektalni oblici s pripravcima srčanih glikozida od izuzetne su važnosti u slučajevima značajnih poremećaja funkcije kardiovaskularnog sustava. Čepići, mikroklistiri i rektoaerosoli omogućuju ne samo brzu dostavu aktivnih sastojaka u tijelo, već također pomažu u smanjenju njihovih neželjenih nuspojava.

Tako strofantin i korglikon u rektalnim čepićima (Peshekhonova L.L., 1982-84) imaju vrlo visoke vrijednosti bioraspoloživosti, dok postoji značajno smanjenje njihovih neželjenih nuspojava, karakterističnih za injekcijske lijekove.

Posebnu pozornost treba posvetiti utvrđivanju parametara bioraspoloživosti tvari u rektalnim oblicima doziranja za uvod u anesteziju u djece. Brojni autori bilježe veću bioraspoloživost flunitrazepama u rektalnim čepićima u usporedbi s intramuskularnom injekcijom. Utvrđeno je da rektalna premedikacija flunitrazepamom osigurava dobru prilagodbu djece na anesteziju, bez nuspojava.

Opisani su rezultati uspješne premedikacije u djece pripravcima trankvilizatora i barbiturata u obliku čepića i mikroklizma.

Značajan utjecaj imaju vrsta baze čepića, priroda upotrijebljenog surfaktanta, agregatno stanje primijenjene ljekovite tvari (otopina, suspenzija, emulzija), intenzitet i vrsta tehnološke obrade (taljenje, pretakanje, prešanje i dr.). ne samo na brzinu i potpunost apsorpcije različitih tvari iz rektalnih oblika, već i na razinu nuspojava karakterističnih za pojedine tvari.

Postoji značajan utjecaj prirode osnove čepića na farmaceutsku i biološku dostupnost aminofilina, aminofilina, diprofilina, paracetamola i drugih tvari u čepićima. Štoviše, bioraspoloživost paracetamola u obliku supozitorija može varirati od 68% do 87% ovisno o korištenoj tehnologiji i osnovi čepića (Feldman, 1985). Za acetilsalicilnu kiselinu jasno je vidljivo smanjenje razine eliminacije u urinu nakon davanja pacijentima čepića koji sadrže velike kristale ove tvari obložene zaštitnom ovojnicom.

Masti su najčešći oblik doziranja u dermatološkoj praksi. Uvođenjem ljekovitih tvari u različite podloge, korištenjem raznih pomoćnih tvari (solubilizatori, disperzanti, surfaktanti, DMSO i dr.), moguće je naglo povećati intenzitet (brzinu i stupanj) apsorpcije ljekovitih tvari ili je, obrnuto, znatno smanjiti.

Dakle, sulfonamidne tvari imaju najveći terapeutski učinak kada se unesu u baze emulzijskih masti. Dodatkom Tween-80 moguće je povećati apsorpciju norsulfazola iz podloge masti (vazelina) s 0,3% na 16,6%. Dodatak raznih neionskih tenzida može dramatično povećati baktericidni učinak masti s fenolom, nekim antibioticima i sulfonamidima.

Biofarmaceutske studije masti s fenhisolom i butamedrol masti razvijene na Zavodu za tehnologiju lijekova ZSMU potvrdile su značajnu ovisnost bioraspoloživosti aktivnih sastojaka iz masti o prirodi baze masti. Polietilenoksidna podloga masti ne samo da je omogućila intenzivno oslobađanje sastojaka, već je pridonijela i značajno višoj razini bioraspoloživosti kinazopirina i butadiona u odnosu na druge hidrofilne i hidrofobne baze. Uspoređujući uvezenu mast "Butadion" (VNR) i mast "Butamedrol" razvijenu na odjelu (L.A. Puchkan), pouzdano je utvrđeno da u pogledu snage protuupalnog učinka, zahvaljujući znanstveno utemeljenom izboru nosač, potonji je 1,5 puta bolji od uvezenog lijeka - 2,1 puta.

Stanoeva L. i sur. potvrdio je značajan utjecaj prirode baze masti na bioraspoloživost etakridin laktata u obliku masti, niz autora je utvrdio utjecaj baze masti na bioraspoloživost deksametazona (Moes-Henschel 1985), salicilne kiseline itd.

Na primjer, s istom dozom anestetika panakaina u masti, snaga analgetskog učinka masti s njim, ovisno o prirodi baze, kretala se od 10 do 30 puta.

Tako je u biofarmaceutskom pokusu utvrđen utjecaj na parametre farmaceutske i biološke dostupnosti te vrste ljekovitih oblika. Stupanj utjecaja oblika lijeka na procese otpuštanja i apsorpcije određen je njegovim sastavom, agregatnim stanjem komponenti, tehnološkim značajkama pripreme i drugim varijabilnim čimbenicima, što je posebno vidljivo kod simuliranih oblika lijeka. Prema Gibaldiju (1980.), u smislu farmaceutske dostupnosti, svi glavni oblici doziranja mogu se poredati sljedećim redoslijedom: otopine > mikrokristalne suspenzije > RLF > kapsule > tablete > filmom obložene tablete.

Algoritam za određivanje mogućnosti nastanka izomera organskih tvari

Alternativne metode u toksikološkim ispitivanjima kemikalija. Probanti su volonteri i iskusni čarapi.

Antibiotici su kemijske tvari koje proizvode mikroorganizmi koji imaju sposobnost ubijanja bakterija i drugih mikroba ili potiskivanja njihove aktivnosti.

Biotransformacija (metabolizam)- promjene kemijske strukture ljekovitih tvari i njihovih fizikalno-kemijskih svojstava pod utjecajem tjelesnih enzima. Samo visoko hidrofilni ionizirani spojevi oslobađaju se nepromijenjeni. Od lipofilnih tvari iznimka je inhalacijska anestezija, čiji glavni dio ne ulazi u kemijske reakcije u tijelu. Izlučuju se plućima u istom obliku u kojem su i uneseni.

U biotransformaciji ljekovitih tvari sudjeluju mnogi enzimi, od kojih najznačajniju ulogu imaju mikrosomalni enzimi jetre. Oni metaboliziraju lipofilne spojeve koji su strani tijelu, pretvarajući ih u hidrofilnije. Nemaju supstratnu specifičnost. Nemikrosomski enzimi različitih lokalizacija također su bitni, osobito u slučajevima biotransformacije hidrofilnih tvari.

Dva su glavna puta za transformaciju lijekova: metabolička transformacija i konjugacija. Metabolička transformacija je transformacija tvari putem oksidacije, redukcije i hidrolize. Kodein, fenacetin, klorpromazin i histamin podložni su oksidaciji. Oksidacija nastaje zbog mikrosomalnih oksidaza mješovitog djelovanja uz sudjelovanje NADP, kisika i citokroma P-450.

Levomicetin, kloral hidrat i nitrazepam podliježu obnovi. To se događa pod utjecajem nitro- i azidoreduktaznih sustava. Esteri (atropin, acetilsalicilna kiselina, novokain) i amidi (novokainamid) hidroliziraju se uz sudjelovanje esteraza, amilaza, fosfataza itd.

Konjugacija je biosintetski proces popraćen dodavanjem niza kemijskih skupina ili molekula endogenih spojeva ljekovitoj tvari ili njezinim metabolitima. Tako dolazi do metilacije tvari (histamin, kateholamini), njihove acetilacije (sulfonamidi), interakcije s glukuronskom kiselinom (morfin), sulfata (kloramfenikol, fenol), glutationa (paracetamol).

Mnogi enzimi sudjeluju u procesima konjugacije: glukuraniltransferaza, sulfo-, metil-, glutationil-s-transferaza itd.

Konjugacija može biti jedini način pretvaranja tvari ili pratiti metaboličku transformaciju.

Tijekom biotransformacije tvari se pretvaraju u polarnije i topljivije metabolite i konjugate. To pogoduje njihovim daljnjim kemijskim transformacijama i također potiče njihovu eliminaciju iz tijela. Poznato je da se hidrofilni spojevi izlučuju putem bubrega, dok se lipofilni spojevi velikim dijelom reapsorbiraju u bubrežnim tubulima. Kao rezultat biotransformacije, ljekovite tvari gube svoju biološku aktivnost. Dakle, ovi procesi vremenski ograničavaju djelovanje tvari. U patologiji jetre, praćenoj smanjenjem aktivnosti mikrosomalnih enzima, povećava se trajanje djelovanja niza tvari.

U nekim slučajevima kemijske transformacije ljekovitih tvari u tijelu mogu dovesti do povećanja aktivnosti nastalih spojeva (imizin< дезипрамин), повышению токсичности (фенацетин < фенетидин), изменению характера действия (одним из метаболитов антидепрессанта ипразида является изониазид, обладающий противотуберкулезной активностью), а также превращению одного активного соединения в другое (кодеин частично превращается в морфин).

Neki lijekovi se potpuno unište u organizmu, no većina se izluči u obliku raznih spojeva ili u prirodnom obliku. . Oslobađanje tvari provodi uz pomoć organa koji imaju jednu ili drugu vrstu egzokrine aktivnosti. Koncentracija tvari u ekskretima tijekom izlučivanja može biti znatno veća nego u krvnoj plazmi. To može imati terapeutski ili toksični učinak na organe za izlučivanje. Što se tvar jače adsorbira u tkivima, to se sporije izlučuje iz organizma. Glavnina ljekovitih tvari oslobađa se tijekom prvih 3-5 sati, ali se tragovi nekih od njih mogu otkriti nakon nekoliko dana.

Organ koji ima glavnu ulogu u izlučivanju lijekova su bubrezi. Mokraćom se izlučuju i topive i netopive tvari: razne soli, preparati teških metala, masni i aromatični spojevi, većina alkaloida i glikozida, terpeni, kamfor i eterična ulja. Neki od njih (heksametilentetramin, kamfor, amonijak i dr.), kada se oslobode, mogu ljekovito djelovati na bubrege. Drugo mjesto u procesu oslobađanja tvari zauzima gastrointestinalni trakt. Žlijezde slinovnice izlučuju jodide, bromide i mnoge teške metale. Gastrointestinalni kanal izlučuje spojeve teških metala, preparate arsena, aromatske spojeve, kalcij, magnezij, neke glikozide i alkaloide.

Većina hlapljivih, plinovitih i parovitih tvari (eter, kloroform, eterična ulja, amonijev klorid i dr.) oslobađa se površinom plućnih alveola kroz dišne ​​organe. Zbog velike površine plućnih alveola, značajne cirkulacije krvi u njima i prolaska zraka kroz pluća, tvari se brzo oslobađaju.

Žlijezde znojnice i koža izlučuju male količine halogena, teških metala, arsena, salicilata, fenola i dr. Tijekom laktacije može doći do izlučivanja niza ljekovitih tvari (insekticida, antibiotika, arsena i teških metala) iz mliječnih žlijezda. neke praktične važnosti

5. Bioraspoloživost(označeno slovom F) u farmakokinetici i farmakologiji - u širem smislu, to je količina ljekovite tvari koja dolazi do mjesta djelovanja u tijelu čovjeka ili životinje (sposobnost lijeka da se apsorbira). Bioraspoloživost je glavni pokazatelj koji karakterizira količinu gubitaka, odnosno što je veća bioraspoloživost ljekovite tvari, manji će biti njeni gubici kada se apsorbira i koristi u tijelu.

Za proučavanje bioraspoloživosti lijekova koriste se različite metode. Najčešće se provodi usporedna studija promjena koncentracije lijeka u ispitivanim i standardnim oblicima doziranja u krvnoj plazmi i/ili urinu.

Tipično, bioraspoloživost je određena količinom lijeka u krvi, odnosno količinom primijenjene doze nepromijenjenog lijeka koja dospijeva u sistemsku cirkulaciju, a što je jedna od najvažnijih farmakokinetičkih karakteristika lijeka. Kada se primjenjuje intravenski, bioraspoloživost lijeka je 100%. (Ali čak iu ovom slučaju, bioraspoloživost se može smanjiti uvođenjem drugog lijeka). Ako se lijek primjenjuje na druge načine (npr. oralno), njegova je bioraspoloživost smanjena kao posljedica nepotpune apsorpcije i metabolizma prvog prolaza.

Bioraspoloživost je također jedan od bitnih parametara koji se koriste u farmakokinetici, koji se uzima u obzir pri izračunavanju režima doziranja za puteve primjene lijeka koji nisu intravenski. Određivanjem bioraspoloživosti lijeka karakteriziramo količinu terapeutski aktivne tvari koja je dospjela u sustavni krvotok i postala dostupna na mjestu djelovanja.

Apsolutna bioraspoloživost je omjer bioraspoloživosti, definirane kao površina ispod krivulje koncentracija-vrijeme (AUC), djelatne tvari lijeka u sustavnoj cirkulaciji nakon primjene putem koji nije intravenski (oralno, rektalno, transdermalno, supkutano) i bioraspoloživosti iste ljekovite tvari postignute nakon intravenske primjene. Količina lijeka apsorbirana nakon neintravenozne primjene samo je djelić količine lijeka koja je apsorbirana nakon intravenske primjene.

Takva usporedba moguća je samo nakon usporedbe doza, ako su različite doze korištene za različite načine primjene. Slijedi da se svaki AUC prilagođava dijeljenjem odgovarajuće doze.

Kako bi se odredila apsolutna bioraspoloživost određenog lijeka, provodi se farmakokinetička studija kako bi se dobio graf koncentracije lijeka u odnosu na vrijeme za intravensku i neintravenoznu primjenu. Drugim riječima, apsolutna bioraspoloživost je AUC za prilagođenu dozu kada se AUC dobiven za neintravensku primjenu podijeli s AUC dobivenom nakon intravenske (IV) primjene. Formula za izračunavanje F vrijednosti za određeni lijek primijenjen oralno je sljedeća.

[AUC] po * DOZA IV

F= ────────────────

[AUC] IV * DOZIRANJE po

Lijek koji se daje intravenski ima vrijednost bioraspoloživosti 1 (F=1), dok lijek koji se daje drugim putovima ima apsolutnu vrijednost bioraspoloživosti manju od jedan.

Relativna bioraspoloživost- ovo je AUC određenog lijeka, usporediv s drugim receptnim oblikom istog lijeka, koji je prihvaćen kao standard ili se unosi u tijelo na drugačiji način. Kada standard predstavlja intravenski primijenjen lijek, radi se o apsolutnoj bioraspoloživosti.

[AUC] po * DOZA IV

relativna bioraspoloživost= ────────────────

[AUC] IV * DOZIRANJE po

Za određivanje relativne bioraspoloživosti mogu se koristiti podaci o razini lijeka u krvi ili njegovom izlučivanju mokraćom nakon jednokratne ili ponovljene primjene. Pouzdanost dobivenih rezultata značajno se povećava primjenom križne metode istraživanja, jer se time uklanjaju razlike povezane s utjecajem fiziološkog i patološkog stanja organizma na bioraspoloživost ljekovite tvari.

Čimbenici koji utječu na bioraspoloživost. Apsolutna bioraspoloživost nekog lijeka primijenjenog nevaskularnim putem obično je manja od jedinice (F ‹ 1,0). Razni fiziološki čimbenici smanjuju bioraspoloživost lijekova prije ulaska u sustavnu cirkulaciju. Ti čimbenici uključuju:

fizikalna svojstva lijeka, posebno hidrofobnost, stupanj disocijacije na ione, topljivost),

oblici lijeka (trenutačno oslobađanje, uporaba pomoćnih tvari, način proizvodnje, modificirano – odgođeno, produljeno ili produljeno oslobađanje,

je li lijek primijenjen natašte ili nakon obroka,

razlike tijekom dana,

brzina pražnjenja želuca,

indukcija/inhibicija drugim lijekovima ili hranom:

• interakcija s drugim lijekovima (antacidi, alkohol, nikotin),

  interakcija s određenim prehrambenim proizvodima (sok od grejpa, pomelo, sok od brusnice).

proteini nosači, supstrat za protein nosač (npr. P-glikoprotein).

stanje gastrointestinalnog trakta, njegova funkcija i morfologija.

Indukcija enzimima očituje se kao povećanje brzine metabolizma, na primjer, fenitoin (antiepileptik) inducira citokrome CYP1A2, CYP2C9, CYP2C19 i CYP3A4.

Inhibiciju enzima karakterizira smanjenje brzine metabolizma. Na primjer, sok od grejpa inhibira funkciju CYP3A → to je popraćeno povećanjem koncentracije nifedipina.

Većina ljekovitih tvari u tijelu prolazi kroz transformacije (biotransformacije). Razlikuju se metabolička transformacija (oksidacija, redukcija, hidroliza) i konjugacija (acetilacija, metilacija, stvaranje spojeva s glukuronskom kiselinom itd.). Sukladno tome, produkti transformacije nazivaju se metaboliti i konjugati. Tipično, tvar prolazi prvo metaboličku transformaciju, a zatim konjugaciju. Metaboliti su u pravilu manje aktivni od ishodišnih spojeva, ali ponekad su aktivniji (otrovniji) od ishodišnih tvari. Konjugati su obično neaktivni.

Većina lijekova prolazi kroz biotransformaciju u jetri pod utjecajem enzima lokaliziranih u endoplazmatskom retikulumu jetrenih stanica i nazvanih mikrosomalni enzimi (uglavnom izoenzimi citokroma P-450).

Ovi enzimi djeluju na lipofilne nepolarne tvari, pretvarajući ih u hidrofilne polarne spojeve koji se lakše izlučuju iz organizma. Aktivnost mikrosomalnih enzima ovisi o spolu, dobi, bolesti jetre i učinku pojedinih lijekova.

Tako je kod muškaraca aktivnost mikrosomalnih enzima nešto veća nego kod žena (sintezu ovih enzima potiču muški spolni hormoni). Stoga su muškarci otporniji na djelovanje mnogih farmakoloških tvari.

U novorođenčadi je sustav mikrosomalnih enzima nesavršen, stoga se ne preporučuje propisivanje niza lijekova (na primjer, kloramfenikol) u prvim tjednima života zbog njihovog izraženog toksičnog učinka.

Aktivnost mikrosomalnih jetrenih enzima opada u starijoj dobi, pa se mnogi lijekovi osobama starijim od 60 godina propisuju u manjim dozama u odnosu na osobe srednje dobi.

U jetrenim bolestima može se smanjiti aktivnost mikrosomalnih enzima, usporava se biotransformacija lijekova, a njihov se učinak pojačava i produljuje.

Poznate su ljekovite tvari koje induciraju sintezu mikrosomalnih jetrenih enzima, na primjer, fenobarbital, griseofulvin, rifampicin. Indukcija sinteze mikrosomalnih enzima pri primjeni ovih ljekovitih tvari razvija se postupno (tijekom oko 2 tjedna). Kada se istodobno propisuju drugi lijekovi (na primjer, glukokortikoidi, oralni kontraceptivi), učinak potonjih može biti oslabljen.

Neki lijekovi (cimetidin, kloramfenikol i dr.) smanjuju aktivnost mikrosomalnih jetrenih enzima i stoga mogu pojačati učinak drugih lijekova.

Eliminacija (izlučivanje)

Većina lijekova izlučuje se iz organizma putem bubrega u nepromijenjenom obliku ili u obliku produkata biotransformacije. Tvari mogu ući u bubrežne tubule kada se krvna plazma filtrira u bubrežnim glomerulima. Mnoge tvari izlučuju se u lumen proksimalnih tubula. Transportni sustavi koji osiguravaju ovu sekreciju nisu vrlo specifični, pa se različite tvari mogu natjecati za vezanje na transportne sustave. U tom slučaju jedna tvar može odgoditi izlučivanje druge tvari i tako odgoditi njeno uklanjanje iz organizma. Na primjer, kinidin usporava izlučivanje digoksina, povećava se koncentracija digoksina u krvnoj plazmi, a može doći i do toksičnog djelovanja digoksina (aritmije i sl.).

Lipofilne nepolarne tvari u tubulima podliježu reverznoj apsorpciji (reapsorpciji) pasivnom difuzijom. Hidrofilni polarni spojevi slabo se reapsorbiraju i izlučuju putem bubrega.

Uklanjanje (izlučivanje) slabih elektrolita izravno je proporcionalno stupnju njihove ionizacije (ionizirani spojevi malo se reapsorbiraju). Stoga, da bi se ubrzala eliminacija kiselih spojeva (primjerice, derivata barbiturne kiseline, salicilata), treba promijeniti reakciju urina na alkalnu stranu, a za uklanjanje baza, na kiselu stranu.

Osim toga, ljekovite tvari mogu se izlučivati ​​i putem gastrointestinalnog trakta (izlučivanje žuči), izlučevinama znojnih, pljuvačnih, bronhijalnih i drugih žlijezda. Hlapljivi lijekovi se oslobađaju iz tijela kroz pluća s izdahnutim zrakom.

U žena tijekom dojenja ljekovite tvari mogu lučiti mliječne žlijezde i ući u djetetov organizam s mlijekom. Stoga se dojiljama ne smiju propisivati ​​lijekovi koji mogu negativno utjecati na bebu.

Biotransformacija i izlučivanje lijekova kombinirani su s pojmom "eliminacija". Za karakterizaciju eliminacije koriste se konstanta eliminacije i period poluživota.

Konstanta eliminacije pokazuje koliko se tvari eliminira u jedinici vremena.

Poluživot je vrijeme tijekom kojeg se koncentracija tvari u krvnoj plazmi smanji za polovinu.

Pod biotransformacijom, odnosno metabolizmom, podrazumijeva se kompleks fizikalno-kemijskih i biokemijskih pretvorbi lijekova, pri čemu nastaju polarne u vodi topive tvari (metaboliti) koje se lakše izlučuju iz organizma. U većini slučajeva metaboliti lijeka manje su biološki aktivni i manje toksični od ishodišnih spojeva. Međutim, biotransformacija nekih tvari dovodi do stvaranja metabolita koji su aktivniji u odnosu na tvari unesene u tijelo.

Postoje dvije vrste reakcija metabolizma lijekova u tijelu: nesintetske i sintetske. Nesintetske reakcije metabolizma lijekova mogu se podijeliti u dvije skupine: one koje kataliziraju enzimi endoplazmatskog retikuluma (mikrosomske) i one koje kataliziraju enzimi druge lokalizacije (nemikrosomske). Nesintetske reakcije uključuju oksidaciju, redukciju i hidrolizu. Sintetske reakcije temelje se na konjugaciji lijekova s ​​endogenim supstratima (glukuronska kiselina, sulfati, glicin, glutation, metilne skupine i voda). Kombinacija ovih tvari s lijekovima odvija se preko niza funkcionalnih skupina: hidroksilne, karboksilne, aminske, epoksi. Nakon završetka reakcije, molekula lijeka postaje polarnija i stoga se lakše uklanja iz tijela.

Svi lijekovi koji se daju oralno prije ulaska u sustavnu cirkulaciju prolaze kroz jetru, pa se dijele u dvije skupine - s visokim i s niskim jetrenim klirensom. Ljekovite tvari prve skupine karakterizira visok stupanj ekstrakcije iz krvi hepatocitima.

Sposobnost jetre da metabolizira ove lijekove ovisi o brzini protoka krvi. Jetreni klirens lijekova druge skupine ne ovisi o brzini protoka krvi, već o kapacitetu enzimatskih sustava jetre koji metaboliziraju te lijekove. Potonji mogu imati visok (difenin, kinidin, tolbutamid) ili nizak stupanj vezanja na proteine ​​(teofilin, paracetamol).

Metabolizam tvari s niskim jetrenim klirensom i visokim vezanjem na proteine ​​ovisi prvenstveno o brzini njihovog vezanja na proteine, a ne o brzini protoka krvi u jetri.

Na biotransformaciju lijekova u tijelu utječu dob, spol, okolina, prehrana, bolesti itd.

Jetra je glavni organ metabolizma lijekova, pa svako njezino patološko stanje utječe na farmakokinetiku lijekova. Kod ciroze jetre poremećena je ne samo funkcija hepatocita, već i njegova cirkulacija krvi. U ovom slučaju posebno se mijenja farmakokinetika i bioraspoloživost lijekova s ​​visokim jetrenim klirensom. Povećanje bioraspoloživosti lijekova s ​​visokim jetrenim klirensom kada se oralno primjenjuju u bolesnika s cirozom jetre objašnjava se, s jedne strane, smanjenjem metabolizam, s druge strane, prisutnošću portakavalnih anastomoza kroz koje lijek ulazi u sistemsku cirkulaciju, zaobilazeći jetru. Metabolizam lijekova s ​​visokim jetrenim klirensom primijenjenih intravenski smanjen je u bolesnika s cirozom, ali stupanj tog smanjenja uvelike varira. Fluktuacija ovog parametra najvjerojatnije ovisi o sposobnosti hepatocita da metaboliziraju lijekove ovisno o prirodi protoka krvi u jetri. Metabolizam tvari s niskim jetrenim klirensom, kao što su teofilin i diazepam, također je promijenjen u cirozi. U teškim slučajevima, kada se koncentracija albumina u krvi smanjuje, metabolizam kiselih lijekova koji se aktivno vežu na proteine ​​(na primjer, fenitoin i tolbutamid) se preuređuje, jer se povećava koncentracija slobodne frakcije lijekova. Općenito, kod bolesti jetre klirens lijeka obično je smanjen, a poluvrijeme lijeka produljeno kao rezultat smanjenog protoka krvi u jetri i ekstrakcije hepatocitima i povećanog volumena distribucije lijeka. Zauzvrat, smanjenje ekstrakcije lijeka hepatocitima je posljedica smanjenja aktivnosti mikrosomalnih enzima. Postoji velika skupina tvari koje sudjeluju u jetrenom metabolizmu, aktiviraju, potiskuju i čak uništavaju cigokrom P 450. Potonji uključuju ksikain, sovkain, benkain, inderal, visken, eraldin itd. Značajnija je skupina tvari koje induciraju sintezu enzimskih proteina u jetri, očito uz sudjelovanje NADPH.H 2 -citokrom P 450 reduktaze, citokroma P 420, N- i 0-demetilaza mikrosoma, Mg2+, Ca2+, ioni Mn2+. To su heksobarbital, fenobarbital, pentobarbital, fenilbutazon, kofein, etanol, nikotin, butadion, antipsihotici, amidopirin, klorciklizin, difenhidramin, meprobamat, triciklički antidepresivi, benzonal, kinin, kordiamin i mnogi pesticidi koji sadrže klor. Dokazano je da je glukuronil transferaza uključena u aktivaciju jetrenih enzima ovim tvarima. Istodobno se povećava sinteza RNA i mikrosomalnih proteina. Induktori pojačavaju ne samo metabolizam lijekova u jetri, već i njihovo izlučivanje u žuč. Štoviše, ubrzava se metabolizam ne samo lijekova koji se zajedno s njima primjenjuju, već i samih induktora.

Nemikrosomska biotransformacija.

Iako su nemikrosomski enzimi uključeni u biotransformaciju malog broja lijekova, oni ipak imaju važnu ulogu u metabolizmu. Sve vrste konjugacije, isključujući glukuronid, redukciju i hidrolizu lijekova, kataliziraju nemikrosomski enzimi. Takve reakcije doprinose biotransformaciji niza uobičajenih lijekova, uključujući acetilsalicilnu kiselinu i sulfonamide. Nemikrosomska biotransformacija lijekova odvija se uglavnom u jetri, ali se također događa u krvnoj plazmi i drugim tkivima.

Pri oralnoj primjeni lijekovi koje apsorbira crijevna sluznica prvo ulaze u portalni sustav, a tek potom u sistemsku cirkulaciju. Intenzivne i brojne metaboličke reakcije odvijaju se već u stijenci crijeva (gotovo sve poznate sintetske i nesintetske reakcije). Na primjer, isadrin se podvrgava konjugaciji sa sulfatima, hidralazin se podvrgava acetilaciji. Neki lijekovi se metaboliziraju nespecifičnim enzimima (penicilini, aminaze) ili crijevnim bakterijama (metotreksat, levodopa), što može biti od velike praktične važnosti. Tako je u nekih bolesnika apsorpcija klorpromazina smanjena na minimum zbog njegovog značajnog metabolizma u crijevima. Još uvijek je potrebno naglasiti da se glavni procesi biotransformacije odvijaju u jetri.

Metabolizam lijekova prije nego što uđu u sistemsku cirkulaciju tijekom prolaska kroz stijenku gastrointestinalnog trakta i jetre naziva se "učinak prvog prolaska". Stupanj metabolizma prvog prolaska lijekova određen je metaboličkim kapacitetom enzima za određeni lijek, brzinom metaboličkih reakcija i apsorpcije. Ako se lijek primjenjuje oralno u malim dozama, a enzimski kapacitet i brzina metabolizma su značajni, tada se većina lijeka biotransformira, čime se smanjuje njegova bioraspoloživost. Kako se doza lijeka povećava, enzimski sustavi uključeni u metabolizam prvog prolaza mogu postati zasićeni i bioraspoloživost lijeka se povećava.

Uklanjanje lijekova iz tijela.

Postoji nekoliko načina uklanjanja (izlučivanja) lijekova i njihovih metabolita iz organizma. Glavne uključuju izlučivanje izmetom i urinom, a manje je važno izlučivanje zrakom, znojem, slinom i suznom tekućinom.

Izlučivanje urinom

Da bi se procijenila brzina izlučivanja lijeka urinom, određuje se njegov bubrežni klirens:

Clr =

gdje je Cu koncentracija tvari u urinu i Cp u plazmi (µg/ml ili ng/ml), a V je brzina izlučivanja urina (ml/min).

Lijekovi se izlučuju urinom glomerularnom filtracijom i tubularnom sekrecijom. Njihova reapsorpcija u bubrežnim tubulima također je od velike važnosti. Krv koja ulazi u bubrege filtrira se u glomerulima. U ovom slučaju, ljekovite tvari prodiru kroz kapilarnu stijenku u lumen tubula. Filtrira se samo onaj dio lijeka koji je u slobodnom stanju. Dok prolazi kroz tubule, dio lijeka se reapsorbira i vraća u krvnu plazmu. Mnogi lijekovi se aktivno izlučuju iz kapilara i peritubularne tekućine u lumen tubula. Kod zatajenja bubrega smanjuje se glomerularna filtracija i poremećena je eliminacija različitih lijekova, što dovodi do povećanja njihove koncentracije u krvi. Dozu lijekova koji se izlučuju mokraćom treba smanjivati ​​kako uremija napreduje. Tubularnu sekreciju organskih kiselina može blokirati probenecid, što dovodi do produljenja njihovog poluživota. pH urina utječe na izlučivanje određenih slabih kiselina i baza putem bubrega.Prve se brže izlučuju kada je mokraća alkalna, a druge kada je kisela.

Izlučivanje sa žučom. Iz jetre ljekovite tvari u obliku metabolita ili nepromijenjene ulaze u žuč pasivno ili uz pomoć aktivnih transportnih sustava. Nakon toga se lijekovi ili njihovi metaboliti izlučuju iz tijela izmetom. Pod utjecajem gastrointestinalnih enzima ili bakterijske mikroflore, oni se mogu pretvoriti u druge spojeve, koji se reapsorbiraju i ponovno dostavljaju u jetru, gdje prolaze kroz novi ciklus metaboličkih transformacija. Taj se ciklus naziva enterohepatička cirkulacija. Na izlučivanje lijekova sa žučom utječu molekularna težina spojeva, njihova kemijska priroda, stanje hepatocita i bilijarnog trakta te intenzitet vezanja lijekova na stanice jetre.

Jetreni klirens lijekova može se odrediti ispitivanjem duodenalnog sadržaja dobivenog pomoću sonde. Stupanj izlučivanja lijekova sa žučom posebno je važno uzeti u obzir pri liječenju bolesnika s zatajenjem jetre, kao i upalnim bolestima bilijarnog trakta.

Izlučivanje s mlijekom. Mnogi lijekovi se mogu izlučiti u majčino mlijeko. Obično je koncentracija lijekova u majčinom mlijeku preniska da bi imala učinak na novorođenče. Međutim, u nekim slučajevima količina lijeka apsorbiranog u mlijeku može biti opasna za bebu.

Majčino mlijeko je nešto kiselije (pH7) od krvne plazme, tako da se tvari sa slabim baznim svojstvima koje se više ioniziraju kako se pH smanjuje mogu naći u mlijeku u koncentracijama jednakim ili višim nego u krvnoj plazmi. Lijekovi koji nisu elektroliti lako prodiru u mlijeko bez obzira na pH medija.

Nema podataka o sigurnosti mnogih lijekova za novorođenčad, pa farmakoterapiju u dojilja treba provoditi s velikim oprezom.