Biotransformimi i substancave medicinale. Faktorët që ndikojnë në aktivitetin e enzimave të biotransformimit të barit Kalimi nëpër mëlçi
V.G. Kukës, D.A. Sychev, G.V. Ramenskaya, I.V. Ignatiev
Njerëzit janë të ekspozuar ndaj një sërë kimikatesh të huaja të quajtura "ksenobiotikë" çdo ditë. Ksenobiotikët hyjnë në trupin e njeriut përmes mushkërive, lëkurës dhe nga trakti tretës si pjesë e papastërtive në ajër, ushqim, pije dhe ilaçe. Disa ksenobiotikë nuk kanë asnjë efekt në trupin e njeriut. Megjithatë, shumica e ksenobiotikëve mund të shkaktojnë përgjigje biologjike. Trupi reagon ndaj ilaçeve në të njëjtën mënyrë si ndaj çdo ksenobiotik tjetër. Në këtë rast, ilaçet bëhen objekte të mekanizmave të ndryshëm të ndikimit nga trupi. Kjo, si rregull, çon në neutralizimin dhe eliminimin (heqjen) e barnave. Disa barna, lehtësisht të tretshëm në ujë, eliminohen të pandryshuara nga veshkat; substanca të tjera ekspozohen paraprakisht ndaj enzimave që ndryshojnë strukturën e tyre kimike. Kështu, biotransformimi është një koncept i përgjithshëm që përfshin të gjitha ndryshimet kimike që ndodhin me ilaçet në trup. Rezultati i transformimit biologjik të barnave: nga njëra anë zvogëlohet tretshmëria e substancave në yndyrna (lipofiliteti) dhe rritet tretshmëria e tyre në ujë (hidrofiliteti) dhe nga ana tjetër ndryshon aktiviteti farmakologjik i barit.
Reduktimi i lipofilitetit dhe rritja e hidrofilitetit të barnave
Një numër i vogël i barnave mund të ekskretohen të pandryshuara nga veshkat. Më shpesh, këto barna janë "molekula të vogla" ose janë në gjendje të jenë në gjendje të jonizuar në vlerat fiziologjike të pH. Shumica e barnave nuk kanë veti të tilla fiziko-kimike. Molekulat organike farmakologjikisht aktive janë shpesh lipofile dhe mbeten të pajonizuara në vlerat fiziologjike të pH. Këto barna zakonisht lidhen me proteinat e plazmës, filtrohen dobët në glomerulat renale dhe në të njëjtën kohë ripërthithen lehtësisht në tubulat renale. Biotransformimi (ose sistemi i biotransformimit) ka për qëllim rritjen e tretshmërisë së molekulës së ilaçit (rritja e hidrofilitetit), gjë që lehtëson ekskretimin e saj nga trupi në urinë. Me fjalë të tjera, barnat lipofile shndërrohen në komponime hidrofile dhe, për rrjedhojë, ekskretohen më lehtë.
Ndryshimet në aktivitetin farmakologjik të barnave
Drejtimet e ndryshimeve në aktivitetin farmakologjik të barnave si rezultat i biotransformimit.
Një substancë farmakologjikisht aktive shndërrohet në një substancë farmakologjikisht joaktive (kjo është tipike për shumicën e barnave).
Në fazën e parë, një substancë farmakologjikisht aktive shndërrohet në një substancë tjetër farmakologjikisht aktive (Tabela 5-1).
Një medikament farmakologjik joaktiv shndërrohet në trup në një substancë farmakologjikisht aktive; barna të tilla quhen "prodroga" (Tabela 5-2).
Tabela 5-1. Barnat metabolitët e të cilëve ruajnë aktivitetin farmakologjik
Fundi i tabelës 5-1
Tabela 5-2. Prodrogat
Fundi i tabelës 5-2
* Fenacetina është ndërprerë për shkak të efekteve anësore të rënda, në veçanti nefrotoksicitetit (“nefriti fenacetin”).
Duhet të theksohet se efektiviteti dhe siguria e përdorimit të barnave (të listuara në Tabelën 5-1) që kanë metabolitë aktivë varet jo vetëm nga farmakokinetika e vetë ilaçit, por edhe nga farmakokinetika e metabolitëve të tyre aktivë.
5.1. PRODROGËT
Një nga qëllimet e krijimit të prodrogave është përmirësimi i vetive farmakokinetike; kjo përshpejton dhe rrit përthithjen e substancave. Kështu, u zhvilluan esteret e ampicilinës (pivampicina p, talampicina p dhe bicampicina p), të cilat, ndryshe nga ampicilina, absorbohen pothuajse plotësisht kur merren nga goja (98-99%). Në mëlçi, këto barna hidrolizohen nga karboksilesterazat në ampicilinë, e cila ka aktivitet antibakterial.
Biodisponibiliteti i barit antiviral valacyclovir është 54%; ai shndërrohet në aciklovir në mëlçi. Duhet të theksohet se biodisponibiliteti i vetë aciklovirit nuk kalon 20%. Biodisponibiliteti i lartë i valaciklovirit është për shkak të pranisë së mbetjes së aminoacideve të valinës në molekulën e tij. Kjo është arsyeja pse valacyclovir absorbohet në zorrë nga transporti aktiv duke përdorur transportuesin oligopeptid PEPT 1.
Një shembull tjetër: frenuesit e enzimës konvertuese të adenozinës që përmbajnë një grup karboksil (enalapril, perindopril, trandolapril, quinapril, spirapril, ramipril, etj.). Kështu, enalapril përthithet me 60% kur merret nga goja, hidrolizohet në mëlçi nën ndikimin e karboksilesterazës në enalaprilat aktiv. Duhet të theksohet: enalaprilat, kur administrohet nga goja, absorbohet vetëm me 10%.
Një qëllim tjetër i zhvillimit të prodrogave është përmirësimi i sigurisë së barnave. Për shembull, shkencëtarët krijuan sulindac p - një NSAID. Ky medikament fillimisht nuk bllokon sintezën e prostaglandinës. Vetëm në mëlçi sulindac p hidrolizohet për të formuar sulindak p sulfid aktiv (është kjo substancë që ka aktivitet anti-inflamator). Supozohej se sulindac p nuk do të kishte një efekt ulcerogjen. Sidoqoftë, ulcerogjeniteti i NSAID-ve nuk është për shkak të veprimit lokal, por "sistemik", prandaj, siç kanë treguar studimet, incidenca e lezioneve erozive dhe ulcerative të organeve të tretjes kur merret sulindac p dhe NSAID të tjera është afërsisht e njëjtë.
Një qëllim tjetër i krijimit të prodrogave është rritja e selektivitetit të veprimit të barnave; kjo rrit efektivitetin dhe sigurinë e barnave. Dopamina përdoret për të rritur rrjedhjen e gjakut në veshka në dështimin akut të veshkave, por ilaçi ndikon në miokardin dhe enët e gjakut. Vihet re një rritje e presionit të gjakut, zhvillimi i takikardisë dhe aritmive. Shtimi i një mbetjeje të acidit glutamik në dopaminë bëri të mundur krijimin e një ilaçi të ri - glutamyl-dopa p. Glutamyl-dopa p hidrolizohet në dopaminë vetëm në veshka nën ndikimin e glutamyl transpeptidazës dhe aminoacideve L-aromatike dekarboksilazë dhe kështu praktikisht nuk ka efekte të padëshiruara në hemodinamikën qendrore.
Oriz. 5-1. Fazat e biotransformimit të barnave (Katzung V., 1998)
5.2. FAZAT E BIOTRANSFORMIMIT TË BARNAVE
Proceset e biotransformimit të shumicës së barnave ndodhin në mëlçi. Megjithatë, biotransformimi i barnave mund të ndodhë edhe në organe të tjera, për shembull, në traktin tretës, mushkëri dhe veshka.
Në përgjithësi, të gjitha reaksionet e biotransformimit të barnave mund të klasifikohen në një nga dy kategoritë, të përcaktuara si faza I e biotransformimit dhe faza II e biotransformimit.
Reaksionet e fazës I (reaksione jo sintetike)
Gjatë reaksioneve jo sintetike, barnat shndërrohen në komponime që janë më polare dhe më mirë të tretshme në ujë (hidrofile) sesa substanca origjinale. Ndryshimet në vetitë fillestare fiziko-kimike të barnave shkaktohen nga shtimi ose lirimi i grupeve funksionale aktive: për shembull, hidroksil (-OH), sulfhidril (-SH), grupe amino (-NH 2). Reaksionet kryesore të fazës I janë reaksionet e oksidimit. Hidroksilimi është reaksioni më i zakonshëm i oksidimit - shtimi i një radikali hidroksil (-OH). Kështu, mund të supozojmë se në fazën I të biotransformimit, ndodh "thyerja" e molekulës së barit (Tabela 5-3). Katalizatorët për këto reaksione janë enzimat e quajtura "oksidaza me funksion të përzier". Në përgjithësi, specifika e substratit të këtyre enzimave është shumë e ulët, kështu që ato oksidojnë medikamente të ndryshme. Reaksione të tjera, më pak të shpeshta të fazës I përfshijnë proceset e reduktimit dhe hidrolizës.
Reaksionet e fazës II (reaksionet sintetike)
Reaksionet e biotransformimit të fazës II, ose reaksionet sintetike, përfaqësojnë kombinimin (konjugimin) e një medikamenti dhe/ose metabolitëve të tij me substanca endogjene, duke rezultuar në formimin e konjugateve polare, shumë të tretshme në ujë, që ekskretohen lehtësisht nga veshkat ose biliare. Për të hyrë në një reaksion të fazës II, molekula duhet të ketë një radikal (grup) kimikisht aktiv në të cilin mund të bashkohet një molekulë konjuguese. Nëse radikalet aktive janë të pranishme në molekulën e drogës fillimisht, atëherë reaksioni i konjugimit vazhdon duke anashkaluar reagimet e fazës I. Ndonjëherë një molekulë ilaçi fiton radikale aktive gjatë reaksioneve të fazës I (Tabela 5-4).
Tabela 5-3. Reaksionet e Fazës I (Katzung 1998; me shtesa)
Tabela 5-4. Reaksionet e Fazës II (Katzung 1998; me shtesa)
Duhet të theksohet se ilaçi gjatë procesit të biotransformimit mund të shndërrohet vetëm për shkak të reaksioneve të fazës I, ose ekskluzivisht për shkak të reaksioneve të fazës II. Ndonjëherë një pjesë e ilaçit metabolizohet përmes reaksioneve të fazës I, dhe një pjesë - përmes reaksioneve të fazës II. Përveç kësaj, ekziston mundësia e kalimit sekuencial të reaksioneve të fazës I dhe fazës II (Fig. 5-2).
Oriz. 5-2. Funksionimi i sistemit të oksidazës me funksion të përzier
Efekti i kalimit të parë të mëlçisë
Biotransformimi i shumicës së barnave ndodh në mëlçi. Barnat metabolizmi i të cilëve ndodh në mëlçi ndahen në dy nëngrupe: substanca me klirens të lartë hepatik dhe substanca me klirens të ulët hepatik.
Barnat me klirens të lartë hepatik karakterizohen nga një shkallë e lartë ekstraktimi (ekstraktimi) nga gjaku, e cila është për shkak të aktivitetit (kapacitetit) të rëndësishëm të sistemeve enzimë që i metabolizojnë ato (Tabela 5-5). Meqenëse barna të tilla metabolizohen shpejt dhe lehtë në mëlçi, pastrimi i tyre varet nga madhësia dhe shpejtësia e qarkullimit të gjakut hepatik.
Barna me klirens të ulët hepatik. Pastrimi hepatik nuk varet nga shpejtësia e qarkullimit të gjakut hepatik, por nga aktiviteti i enzimave dhe shkalla e lidhjes së barnave me proteinat e gjakut.
Tabela 5-5. Barna me klirens të lartë hepatik
Me të njëjtin kapacitet të sistemeve enzimë, barnat që lidhen kryesisht me proteinat (difenina, kinidina, tolbutamidi) do të kenë pastrim të ulët në krahasim me barnat që lidhen dobët me proteinat (teofilina, paracetamol). Kapaciteti i sistemeve enzimatike nuk është një vlerë konstante. Për shembull, një rënie në kapacitetin e sistemeve enzimë regjistrohet me një rritje të dozës së barnave (për shkak të ngopjes së enzimave); kjo mund të çojë në një rritje të biodisponibilitetit të barit.
Kur medikamentet me klirens të lartë hepatik merren nga goja, ato përthithen në zorrën e hollë dhe hyjnë në mëlçi përmes sistemit të venës porta, ku i nënshtrohen metabolizmit aktiv (50-80%) edhe para se të hyjnë në qarkullimin sistemik. Ky proces njihet si eliminimi parasistemik, ose efekti i kalimit të parë. ("efekti i kalimit të parë"). Si rezultat, barna të tilla kanë biodisponibilitet të ulët kur merren nga goja, ndërsa përthithja e tyre mund të jetë pothuajse 100%. Efekti i kalimit të parë është karakteristik për barna të tilla si klorpromazina, acidi acetilsalicilik, vera-
pamil, hidralazinë, izoprenalinë, imipraminë, kortizon, labetolol, lidokainë, morfinë. Metoprololi, metiltestosteroni, metoclopramidi, nortriptilina p, oksprenololi p, nitratet organike, propranololi, reserpina, salicilamidi, moracizina (etmozina) dhe disa barna të tjera gjithashtu i nënshtrohen eliminimit parasistemik. Duhet të theksohet se biotransformime të vogla të barnave mund të ndodhin edhe në organe të tjera (lumen dhe muret e zorrëve, mushkëritë, plazma e gjakut, veshkat dhe organet e tjera).
Siç kanë treguar studimet e viteve të fundit, efekti i kalimit të parë përmes mëlçisë varet jo vetëm nga proceset e biotransformimit të drogës, por edhe nga funksionimi i transportuesve të drogës, dhe mbi të gjitha, glikoproteina-P dhe transportuesit e anioneve organike dhe katione (shih "Roli i transportuesve të barnave në proceset farmakokinetike").
5.3. FAZA I ENZIMET E BIOTRANSFORMIMIT TË BARNAVE
Sistemi mikrozomal
Shumë enzima që metabolizojnë barnat ndodhen në membranat e rrjetës endoplazmatike (ER) të mëlçisë dhe indeve të tjera. Kur membranat ER izolohen duke homogjenizuar dhe fraksionuar qelizën, membranat shndërrohen në vezikula të quajtura "mikrozome". Mikrozomet ruajnë shumicën e karakteristikave morfologjike dhe funksionale të membranave ER të paprekura, duke përfshirë vetinë e vrazhdësisë ose lëmimit të sipërfaqes, përkatësisht, të ER të ashpër (ribozomale) dhe të lëmuar (jo ribozomale). Ndërsa mikrozomet e përafërt lidhen kryesisht me sintezën e proteinave, mikrozomet e lëmuara janë relativisht të pasura me enzima përgjegjëse për metabolizmin oksidativ të barnave. Në veçanti, mikrozomet e lëmuara përmbajnë enzima të njohura si oksidaza me funksion të përzier, ose monooksigjenaza. Aktiviteti i këtyre enzimave kërkon praninë e agjentit reduktues nikotinamid adenine dinukleotid fosfat (NADPH) dhe oksigjenit molekular. Në një reaksion tipik, një molekulë oksigjeni konsumohet (reduktohet) për molekulë të substratit, me një atom oksigjeni që përfshihet në produktin e reaksionit dhe tjetri duke formuar një molekulë uji.
Dy enzima mikrosomale luajnë një rol kyç në këtë proces redoks.
Flavoproteina NADPH-H citokrom P-450 reduktaza. Një mol i kësaj enzime përmban nga një mol mononukleotid flavin dhe dinukleotid flavin adenine. Meqenëse citokromi C mund të shërbejë si një pranues elektronesh, kjo enzimë shpesh quhet NADP-citokrom C reduktazë.
Hemoproteina, ose citokrom P-450 kryen funksionin e oksidazës përfundimtare. Në fakt, membrana mikrosomale përmban shumë forma të kësaj hemoproteine, dhe kjo shumësi rritet me administrimin e përsëritur të ksenobiotikëve. Bollëku relativ i citokromit P-450, krahasuar me reduktazën e mëlçisë, e bën procesin e reduktimit të hemit nga citokromi P-450 hapin kufizues të shpejtësisë në oksidimin e barnave në mëlçi.
Procesi i oksidimit mikrozomal të barnave kërkon pjesëmarrjen e citokromit P-450, citokrom P-450 reduktazës, NADP-H dhe oksigjenit molekular. Një diagram i thjeshtuar i ciklit oksidativ është paraqitur në figurë (Fig. 5-3). Citokromi P-450 i oksiduar (Fe3+) kombinohet me substratin e barit për të formuar një kompleks binar. NADP-H është një dhurues elektroni për reduktazën e flavoproteinës, e cila, nga ana tjetër, redukton kompleksin e oksiduar të citokromit P-450 të barit. Elektroni i dytë kalon nga NADP-H përmes të njëjtës reduktazë flavoproteinike, e cila redukton oksigjenin molekular dhe formon kompleksin e substratit të "oksigjenit të aktivizuar"-citokrom P-450. Ky kompleks transferon "oksigjenin e aktivizuar" në substratin e ilaçit për të formuar një produkt të oksiduar.
Citokrom P-450
Citokromi P-450, i referuar shpesh si CYP në literaturë, përfaqëson një grup enzimash që jo vetëm metabolizojnë barnat dhe ksenobiotikët e tjerë, por gjithashtu marrin pjesë në sintezën e hormoneve glukokortikoid, acideve biliare, prostanoideve (tromboksan A2, prostaciklinë I2). dhe kolesterolit. Citokromi P-450 u identifikua për herë të parë Klingenberg Dhe Garfincell në mikrozomet e mëlçisë së minjve në 1958. Studimet filogjenetike kanë treguar se citokromet P-450 u shfaqën në organizmat e gjallë rreth 3.5 miliardë vjet më parë. Citokromi P-450 është një hemoproteinë: përmban hem. Emri citokrom P-450 lidhet me vetitë e veçanta të kësaj hemoproteine. Në restauruar
Në këtë formë, citokrom P-450 lidh monoksidin e karbonit për të formuar një kompleks me thithjen maksimale të dritës në një gjatësi vale prej 450 nm. Kjo veti shpjegohet me faktin se në hemin e citokromit P-450, hekuri është i lidhur jo vetëm me atomet e azotit të katër ligandëve (ndërsa formon një unazë porfirine). Ekzistojnë gjithashtu ligandë të pestë dhe të gjashtë (mbi dhe poshtë unazës së hemit) - atomi i azotit të histidinës dhe atomi i squfurit të cisteinës, të cilat janë pjesë e zinxhirit polipeptid të pjesës proteinike të citokromit P-450. Sasia më e madhe e citokromit P-450 gjendet në hepatocitet. Megjithatë, citokrom P-450 gjendet edhe në organe të tjera: në zorrët, veshkat, mushkëritë, gjëndrat mbiveshkore, trurin, lëkurën, placentën dhe miokardin. Vetia më e rëndësishme e citokromit P-450 është aftësia për të metabolizuar pothuajse të gjitha komponimet kimike të njohura. Reagimi më i rëndësishëm është hidroksilimi. Siç është treguar tashmë, citokromet P-450 quhen gjithashtu monooksigjenaza, pasi ato përfshijnë një atom oksigjeni në substrat, duke e oksiduar atë dhe një në ujë, në kontrast me dioksigjenazat, të cilat përfshijnë të dy atomet e oksigjenit në substrat.
Citokromi P-450 ka shumë izoforma - izoenzima. Aktualisht, janë identifikuar më shumë se 1000 izoenzima të citokromit P-450. Izoenzimat e citokrom P-450, sipas klasifikimit Neberti(1987), është zakon të ndahen sekuencat nukleotide/aminoacide në familje sipas afërsisë (homologjisë) të sekuencës nukleotide/aminoacide. Nga ana tjetër, familjet ndahen në nënfamilje. Izoenzimat e citokromit P-450 me identitet të përbërjes aminoacide prej më shumë se 40% grupohen në familje (janë identifikuar 36 familje, 12 prej tyre gjenden te gjitarët). Izoenzimat e citokrom P-450 me identitet të përbërjes aminoacide prej më shumë se 55% grupohen në nënfamilje (39 nënfamilje janë identifikuar). Familjet e citokromit P-450 zakonisht përcaktohen me numra romakë, nënfamiljet me numra romakë dhe një shkronjë latine.
Skema e përcaktimit të izoenzimave individuale.
Karakteri i parë (në fillim) është një numër arab që tregon familjen.
Simboli i dytë është një shkronjë latine që tregon nënfamiljen.
Në fund (karakteri i tretë) tregoni numrin arab që korrespondon me izoenzimën.
Për shembull, izoenzima e citokromit P-450 e caktuar CYP3A4 i përket familjes 3, nënfamiljes IIIA. Izoenzimat e citokromit P-450 janë përfaqësues të familjeve të ndryshme të nënfamiljeve -
ndryshojnë në rregullatorët e aktivitetit (frenuesit dhe induktorët) dhe specifikën e substratit 1 . Për shembull, CYP2C9 metabolizon ekskluzivisht S-warfarin, ndërsa R-warfarina metabolizohet nga CYP1A2 dhe CYP3A4.
Megjithatë, anëtarët e familjeve individuale, nënfamiljeve dhe izoenzimave individuale të citokromit P-450 mund të kenë specifikë ndër-substrati, si dhe ndër-inhibitorë dhe induktorë. Për shembull, ritonavir (një ilaç antiviral) metabolizohet nga 7 izoenzima që i përkasin familjeve dhe nënfamiljeve të ndryshme (CYP1A2, CYP2A6, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, CYP2E1, CYP3A4). Cimetidina frenon njëkohësisht 4 izoenzima: CYP1A2, CYP2C9, CYP2D6 dhe CYP3A4. Izoenzimat e citokromit P-450 të familjeve I, II dhe III marrin pjesë në metabolizmin e barnave. CYP1A1, CYP1A2, CYP2A6, CYP2B6, CYP2D6, CYP2C9, CYP209, CYP2E1, CYP3A4 janë izoenzimat më të rëndësishme dhe të studiuara mirë të citokromit P-450 për metabolizmin e barnave. Përmbajtja e izoenzimave të ndryshme të citokromit P-450 në mëlçinë e njeriut, si dhe kontributi i tyre në oksidimin e barnave, janë të ndryshme (Tabela 5-6). Substancat medicinale - substrate, inhibitorë dhe induktorë të izoenzimave të citokromit P-450 janë paraqitur në Shtojca 1.
Tabela 5-6. Përmbajtja e izoenzimave të citokromit P-450 në mëlçinë e njeriut dhe kontributi i tyre në oksidimin e barnave (Lewis et al., 1999)
1 Disa izoenzima të citokromit P-450 kanë jo vetëm specifikë substrati, por edhe stereospecifitet.
Substratet endogjene për izoenzimat e familjes CYPI janë ende të panjohura. Këto izoenzima metabolizojnë ksenobiotikët: disa ilaçe dhe PAH - përbërësit kryesorë të tymit të duhanit dhe produktet e djegies së karburanteve fosile. Një tipar dallues i izoenzimave të familjes CYPI është aftësia e tyre për t'u induktuar nga PAH, duke përfshirë dioksinën dhe 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD). Prandaj, familja CYPI quhet "citokrom, PAH i induktueshëm" në literaturë; "citokrom i induktueshëm nga dioksina" ose "citokrom i induktueshëm nga TCDD". Në trupin e njeriut, familja CYPI përfaqësohet nga dy nënfamilje: IA dhe IB. Nënfamilja IA përfshin izoenzimat 1A1 dhe 1A2. Nënfamilja IB përfshin izoenzimën 1B1.
Izoenzima 1A1 (CYP1A1) e citokromit P-450 gjendet kryesisht në mushkëri dhe në një masë më të vogël në limfocitet dhe placentë. CYP1A1 nuk është i përfshirë në metabolizmin e barnave, por në mushkëri kjo izoenzimë metabolizon në mënyrë aktive PAH. Në të njëjtën kohë, disa PAH, për shembull, benzopireni dhe nitrozaminat, kthehen në përbërje kancerogjene që mund të provokojnë zhvillimin e neoplazmave malinje, kryesisht kancerin e mushkërive. Ky proces quhet "aktivizimi biologjik i kancerogjenëve". Ashtu si citokromet e tjerë të familjes CYPI, CYP1A1 induktohet nga PAH. Në të njëjtën kohë, u studiua mekanizmi i induksionit të CYP1A1 nën ndikimin e PAH. Pasi kanë depërtuar në qelizë, PAH-të lidhen me receptorin Ah (një proteinë nga klasa e rregullatorëve të transkriptimit); kompleksi i receptorit PAH-Ap që rezulton hyn në bërthamë me ndihmën e një proteine tjetër, ARNT, dhe më pas stimulon shprehjen e gjenit CYP1A1 duke u lidhur me një rajon (vend) specifik të gjenit të ndjeshëm ndaj dioksinës. Kështu, te njerëzit që pinë duhan, proceset e induksionit të CYP1A1 janë më intensive; kjo çon në aktivizimin biologjik të kancerogjenëve. Kjo shpjegon rrezikun e lartë të kancerit të mushkërive tek duhanpirësit.
Izoenzima 1A2 (CYP1A2) e citokromit P-450 gjendet kryesisht në mëlçi. Ndryshe nga citokromi CYP1A1, CYP1A2 metabolizon jo vetëm PAH, por edhe një sërë barnash (teofilinë, kafeinë dhe barna të tjera). Fenacetina, kafeina dhe antipirina përdoren si substrate shënjuese për fenotipizimin e CYP1A2. Në këtë rast, fenacetina i nënshtrohet O-demetilimit, kafeinës - 3-demetilimit dhe antipirinës - 4-hidroksilimit. Gradë
pastrimi i kafeinës është një test i rëndësishëm diagnostikues për të përcaktuar gjendjen funksionale të mëlçisë. Për shkak të faktit se CYP1A2 është enzima kryesore metabolizuese e kafeinës, në thelb, ky test përcakton aktivitetin e kësaj izoenzime. Pacientit i kërkohet të hajë kafeinë të etiketuar me izotopin radioaktiv të karbonit C 13 (C 13 -kafeinë), më pas ajri i nxjerrë nga pacienti mblidhet në një rezervuar të veçantë për një orë dhe analizohet. Në këtë rast, ajri i nxjerrë nga pacienti përmban dioksid karboni radioaktiv (C 13 O 2 - i formuar nga karboni radioaktiv) dhe dioksid karboni të zakonshëm (C 12 O 2). Pastrimi i kafeinës përcaktohet nga raporti i C 13 O 2 me C 12 O 2 në ajrin e nxjerrë (i matur duke përdorur spektroskopinë e masës). Ekziston një modifikim i këtij testi: duke përdorur kromatografinë e lëngshme me performancë të lartë, përcaktohet përqendrimi i kafeinës dhe metabolitëve të saj në plazmën e gjakut, urinë dhe pështymë të marra me stomakun bosh. Në këtë rast, citokromet CYP3A4 dhe CYP2D6 japin një kontribut të caktuar në metabolizmin e kafeinës. Vlerësimi i pastrimit të kafeinës është një test i besueshëm që ju lejon të vlerësoni gjendjen funksionale të mëlçisë në rast dëmtimi të rëndë (për shembull, me cirrozë të mëlçisë) dhe të përcaktoni shkallën e dëmtimit. Disavantazhet e testit përfshijnë mungesën e ndjeshmërisë së tij në rastet e dëmtimit të moderuar të mëlçisë. Rezultati i testit ndikohet nga pirja e duhanit (induksioni i CYP1A2), mosha dhe përdorimi i njëkohshëm i barnave që ndryshojnë aktivitetin e izoenzimave të citokromit P-450 (frenuesit ose induktorët).
Nënfamilja e citokromit P-450 CYPIIA
Nga izoenzimat e nënfamiljes CYPIIA, rolin më të rëndësishëm në metabolizmin e barnave e luan izoenzima e citokromit P-450 2A6 (CYP2A6). Një veti e zakonshme e izoenzimave të nënfamiljes CYPIIA është aftësia për të qenë të induktueshëm nën ndikimin e fenobarbitalit, prandaj nënfamilja CYPIIA quhet citokrome të induktueshme nga fenobarbitali.
Izoenzima 2A6 (CYP2A6) e citokromit P-450 gjendet kryesisht në mëlçi. CYP2A6 metabolizon një numër të vogël barnash. Me ndihmën e kësaj izoenzime, nikotina shndërrohet në kotininë, si dhe kotinina në 3-hidroksikotininë; 7-hidroksilimi i kumarinës; 7-hidroksilimi i ciklofosfamidit. CYP2A6 jep një kontribut të rëndësishëm në metabolizmin e ritonavirit, paracetamolit dhe acidit valproik. CYP2A6 është i përfshirë në aktivizimin biologjik të përbërësve nitrosamine të tymit të duhanit, kancerogjenë që shkaktojnë kancer të mushkërive. CYP2A6 promovon bioaktivizimin
mutagjenë të fuqishëm: 6-amino-(x)-risene dhe 2-amino-3-metilmidazo-(4,5-f)-kuanolinë.
Nënfamilja e citokrom P450 CYPIIB
Nga izoenzimat e nënfamiljes CYPIIB, rolin më të rëndësishëm në metabolizmin e barnave e luan izoenzima CYP2B6. Një veti e zakonshme e izoenzimave të nënfamiljes CYPIIB është aftësia për t'u induktuar nga fenobarbitali.
Izoenzima e citokromit P-450 2B6 (CYP2B6) është e përfshirë në metabolizmin e një numri të vogël ilaçesh (ciklofosfamidi, tamoksifeni, S-metadoni p, bupropion p, efavirenz). CYP2B6 kryesisht metabolizon ksenobiotikët. Substrati shënues për CYP2B6 është një antikonvulsant.
S-mefenitoina p në këtë rast, CYP2B6 e nënshtron S-mefenitoinën p në N-demetilim (metaboliti i përcaktuar është N-demetilmefenitoina). CYP2B6 merr pjesë në metabolizmin e steroideve endogjene: katalizon 16α-16β-hidroksilimin e testosteronit.
Nënfamilja e citokromit P-450 CYPIIU
Nga të gjitha izoenzimat e nënfamiljes së citokromit CYPIIC, rolin më të rëndësishëm në metabolizmin e barnave e luajnë izoenzimat e citokromit P-450 2C8, 2C9, 2C19. Një veti e zakonshme e citokromeve të nënfamiljes CYPIIC është aktiviteti i 4-hidroksilazës në lidhje me mefenitoinën p (një ilaç antikonvulsant). Mefenitoina p është një substrat shënues i izoenzimave të nënfamiljes CYPIIC. Kjo është arsyeja pse izoenzimat e nënfamiljes CYPIIC quhen gjithashtu mefenitoin-4-hidroksilaza.
Izoenzima e citokromit P-450 2C8 (CYP2C8) është e përfshirë në metabolizmin e një sërë barnash (NSAID, statina dhe barna të tjera). Për shumë ilaçe, CYP2C8 është një rrugë "alternative" e biotransformimit. Megjithatë, për barna të tilla si repaglinidi (një ilaç hipoglikemik i marrë nga goja) dhe taksol (citostatik), CYP2C8 është enzima kryesore metabolike. CYP2C8 katalizon reaksionin 6a-hidroksilues të taksolit. Substrati shënues i CYP2C8 është paclitaxel (ilaç citostatik). Gjatë ndërveprimit të paklitakselit me CYP2C8, ndodh 6-hidroksilimi i citostatikut.
Izoenzima e citokromit P-450 2C9 (CYP2C9) gjendet kryesisht në mëlçi. CYP2C9 mungon në mëlçinë e fetusit dhe zbulohet vetëm një muaj pas lindjes. Aktiviteti i CYP2C9 nuk ndryshon gjatë gjithë jetës. CYP2C9 metabolizon medikamente të ndryshme. CYP2C9 është enzima kryesore metabolike
shumë NSAID, duke përfshirë frenuesit selektivë të ciklooksigjenazës-2, frenuesit e receptorit të angiotenzinës (losartan dhe irbesartan), barna hipoglikemike (derivatet e sulfoniluresë), fenitoinën (difenin ♠), antikoagulantët indirekt (warfarin 1, acenocoum).
Duhet theksuar se CYP2C9 ka “stereoselektivitet” dhe metabolizon kryesisht S-warfarin dhe S-acenocoumarol, ndërsa biotransformimi i R-warfarinës dhe R-acenokumarolit ndodh me ndihmën e izoenzimeve të tjera të citokromit P-450: CYP1A2, CYP3A2, CYP Induktorët e CYP2C9 janë rifampicina dhe barbituratet. Duhet të theksohet se pothuajse të gjitha barnat antibakteriale sulfonamide frenojnë CYP2C9. Sidoqoftë, u zbulua një frenues specifik i CYP2C9 - sulfafenazol r. Ka prova që ekstrakti i Echinacea purpurea frenon CYP2C9 në studime in vitro Dhe in vivo, dhe ekstrakti i hidrolizuar i sojës (për shkak të izoflavoneve që përmban) frenon këtë izoenzimë in vitro. Përdorimi i kombinuar i substrateve të drogës CYP2C9 me frenuesit e tij çon në frenimin e metabolizmit të substrateve. Si rezultat, mund të ndodhin reaksione të padëshiruara medikamentoze të substrateve CYP2C9 (përfshirë dehjen). Për shembull, përdorimi i kombinuar i warfarinës (një substrat i CYP2C9) me ilaçe sulfonamide (frenuesit e CYP2C9) rrit efektin antikoagulant të warfarinës. Kjo është arsyeja pse, kur kombinoni warfarin me sulfonamide, rekomandohet të monitorohet rreptësisht (të paktën 1-2 herë në javë) raporti i normalizuar ndërkombëtar. CYP2C9 ka polimorfizëm gjenetik. Variantet alelike "të ngadalta" të CYP2C9*2 dhe CYP2C9*3 janë polimorfizma me një nukleotide të gjenit CYP2C9 që janë studiuar plotësisht aktualisht. Në bartësit e varianteve alelike CYP2C9*2 dhe CYP2C9*3, vërehet një rënie në aktivitetin e CYP2C9; kjo çon në një ulje të shkallës së biotransformimit të barnave të metabolizuara nga kjo izoenzimë dhe në një rritje të përqendrimit të tyre në plazmë.
1 Varfarina është një përzierje racematike e izomerëve: S-warfarin dhe R-vafrarinë. Duhet të theksohet se S-warfarina ka një aktivitet më të madh antikoagulant.
2 Acenokumaroli është një përzierje racematike e izomerëve: S-acenokumarol dhe R-acenokumarol. Megjithatë, ndryshe nga warfarina, këta dy izomerë kanë të njëjtin aktivitet antikoagulant.
3 Fluvastatin është i vetmi medikament nga grupi i barnave për uljen e lipideve frenuesit e reduktazës HMG-CoA, metabolizmi i të cilave ndodh me pjesëmarrjen e CYP2C9 dhe jo me CYP3A4. Në këtë rast, CYP2C9 metabolizon të dy izomerët e fluvastatinës: enantiomerin aktiv (+)-3R,5S dhe enantiomerin joaktiv (-)-3S,5R.
gjaku. Prandaj, heterozigotët (CYP2C9*1/*2, CYP2C9*1/*3) dhe homozigotët (CYP2C9*2/*2, CYP2C9*3/*3, CYP2C9*2/*3) janë metabolizues "të ngadaltë" të CYP2C9. Kështu, është në këtë kategori pacientësh (bartës të varianteve alelike të listuara të gjenit CYP2C9) që reagimet anësore të drogës vërehen më shpesh kur përdoren barna, metabolizmi i të cilëve ndodh nën ndikimin e CYP2C9 (antikoagulantë indirekte, NSAID, ilaçe hipoglikemike të përdorura me gojë. - derivatet e sulfoniluresë).
Izoenzima 2C18 (CYP2C18) e citokromit P-450 gjendet kryesisht në mëlçi. CYP2Cl8 mungon në mëlçinë e fetusit dhe zbulohet vetëm një muaj pas lindjes. Aktiviteti i CYP2Cl8 nuk ndryshon gjatë gjithë jetës. CYP2Cl8 jep një kontribut të caktuar në metabolizmin e barnave si naprokseni, omeprazoli, piroksikami, propranololi, izotretinoina (acidi retinoik) dhe warfarina.
Izoenzima 2C19 e citokromit P-450 (CYP2C19) është enzima kryesore në metabolizmin e frenuesve të pompës protonike. Në të njëjtën kohë, metabolizmi i barnave individuale nga grupi i frenuesve të pompës protonike ka karakteristikat e veta. Kështu, u zbuluan dy rrugë metabolike për omeprazolin.
Omeprazoli konvertohet në hidroksiomeprazol nga CYP2C19. Nën ndikimin e CYP3A4, hidroksiomeprazoli shndërrohet në omeprazol hidroksisulfon.
Nën ndikimin e CYP3A4, omeprazoli shndërrohet në omeprazol sulfid dhe omeprazol sulfone. Nën ndikimin e CYP2C19, sulfid omeprazole dhe omeprazole sulfone konvertohen në omeprazol hydroxysulfone.
Kështu, pavarësisht nga rruga e transformimit biologjik, metaboliti përfundimtar i omeprazolit është omeprazoli hidroksisulfon. Megjithatë, duhet të theksohet se këto rrugë metabolike janë karakteristike kryesisht për R-izomerin e omeprazolit (izomeri S i nënshtrohet biotransformimit në një masë shumë më të vogël). Kuptimi i këtij fenomeni bëri të mundur krijimin e esoprazol r, një ilaç që përfaqëson S-izomerin e omeprazolit (frenuesit dhe induktorët e CYP2C19, si dhe polimorfizmi gjenetik i kësaj izoenzime, kanë një efekt më të vogël në farmakokinetikën e ezoprazolit r).
Metabolizmi i lansoprazolit është identik me atë të omeprazolit. Rabeprazoli metabolizohet nga CYP2C19 dhe CYP3A4 në dimetilrabeprazol dhe rabeprazol sulfon, përkatësisht.
CYP2C19 është i përfshirë në metabolizmin e tamoksifenit, fenitoinës, tiklopidinës dhe barnave psikotrope si antidepresantët triciklikë, diazepam dhe disa barbiturate.
CYP2C19 karakterizohet nga polimorfizëm gjenetik. Metabolizuesit e ngadaltë të CYP2Cl9 janë bartës të varianteve alelike "të ngadalta". Përdorimi i barnave që janë substrate të kësaj izoenzime në metabolizuesit e ngadaltë të CYP2CL9 çon në një shfaqje më të shpeshtë të reaksioneve anësore të barnave, veçanërisht kur përdoren barna me një shtrirje të ngushtë terapeutike: ilaqet kundër depresionit triciklik, diazepam, disa barbiturate (mefobarbital, hexobarbital). Megjithatë, numri më i madh i studimeve i kushtohet efektit të polimorfizmit të gjenit CYP2C19 në farmakokinetikën dhe farmakodinamikën e bllokuesve të frenuesit të pompës protonike. Siç tregohet nga studimet farmakokinetike të kryera me pjesëmarrjen e vullnetarëve të shëndetshëm, zona nën kurbën farmakokinetike, vlerat e përqendrimit maksimal të omeprazolit, lansoprazolit dhe rabeprazolit janë dukshëm më të larta tek heterozigotët dhe, veçanërisht, tek homozigotët për alelikët "të ngadaltë". variante të gjenit CYP2C19. Për më tepër, një shtypje më e theksuar e sekretimit të stomakut gjatë përdorimit të omeprazolit, lansorprazolit, rabeprazolit është vërejtur te pacientët (heterozigotët dhe homozigotët për variantet alelike "të ngadalta" të CYP2C19) që vuajnë nga ulçera peptike dhe ezofagiti refluks. Megjithatë, shpeshtësia e reaksioneve të padëshiruara të barnave të frenuesve të pompës protonike nuk varet nga gjenotipi CYP2C19. Të dhënat ekzistuese sugjerojnë se për të arritur një shtypje "të synuar" të sekretimit të stomakut te heterozigotët dhe homozigotët për variantet alelike "të ngadalta" të gjenit CYP2C19, nevojiten doza më të ulëta të frenuesve të pompës protonike.
Nënfamilja e citokromit P-450 CYPIID
Nënfamilja e citokromit P-450 CYPIID përfshin një izoenzimë të vetme - 2D6 (CYP2D6).
Izoenzima 2D6 (CYP2D6) e citokromit P-450 gjendet kryesisht në mëlçi. CYP2D6 metabolizon rreth 20% të të gjitha barnave të njohura, duke përfshirë antipsikotikët, ilaqet kundër depresionit, qetësuesit dhe β-bllokuesit. Është vërtetuar: CYP2D6 është enzima kryesore për biotransformimin e antidepresantit triciklik amitriptilin. Megjithatë, siç kanë treguar studimet, një pjesë e vogël e amitriptilinës metabolizohet nga izoenzima të tjera të citokromit P-450 (CYP2C19, CYP2C9, CYP3A4) në metabolitë joaktive. Debrisoquine p, dekstromethorphan dhe sparteina janë substrate shënuese që përdoren për fenotipizimin e izoenzimës 2D6. CYP2D6, ndryshe nga izoenzimat e tjera të citokromit P-450, nuk ka induktorë.
Gjeni CYP2D6 ka polimorfizëm. Në vitin 1977, Iddle dhe Mahgoub tërhoqën vëmendjen për ndryshimin në efektin hipotensiv në pacientët me hipertension arterial që përdornin debrisoquine p (një ilaç nga grupi i α-bllokuesve). Në të njëjtën kohë, ata formuluan një supozim në lidhje me ndryshimin në shkallën e metabolizmit (hidroksilimit) të debrisoquine p në individë të ndryshëm. Në metabolizuesit "të ngadaltë" të debrisoquine, u regjistrua ashpërsia më e madhe e efektit hipotensiv të këtij ilaçi. Më vonë, u vërtetua se metabolizuesit "të ngadaltë" të debrisoquine β kanë metabolizëm të ngadaltë edhe të disa barnave të tjera, duke përfshirë fenacetinën, nortriptilinën β, fenforminën β, sparteinë, encainide β, propranololin, guanoxane β dhe amitriptilinën. Siç kanë treguar studimet e mëtejshme, metabolizuesit "të ngadaltë" të CYP2D6 janë bartës (si homozigotë ashtu edhe heterozigotë) të varianteve alelike funksionalisht të dëmtuara të gjenit CYP2D6. Rezultati i këtyre opsioneve është mungesa e sintezës së CYP2D6 (varianti alelik CYP2D6x5), sinteza e proteinës joaktive (variantet alelike CYP2D6x3, CYP2D6x4, CYP2D6x6, CYP2D6x7, CYP2D6xD8, CYP2D6D8, CYP2D6D8, CYP2D6x3, CYP2D6x4, CYP2D6x6, CYP2D6x7, CYP2D6xD8, CYP2D6D8, CYP2D6D6x14P , CYP2D6x15, CYP2D6x19, CYP2D6x20), sinteza e proteina e dëmtuar me aktivitet të reduktuar (opsionet CYP2D6x9, CYP2D6x10, CYP2D6x17,
CYP2D6x18, CYP2D6x36). Çdo vit numri i varianteve alelike të gjetura të gjenit CYP2D6 po rritet (bartja e tyre çon në ndryshime në aktivitetin e CYP2D6). Sidoqoftë, Saxena (1994) vuri në dukje se 95% e të gjithë metabolizuesve "të ngadaltë" të CYP2D6 janë bartës të varianteve CYP2D6x3, CYP2D6x4, CYP2D6x5; variantet e tjera gjenden shumë më rrallë. Sipas Rau et al. (2004), frekuenca e variantit alelik CYP2D6x4 në mesin e pacientëve që përjetuan reaksione të padëshiruara të drogës gjatë marrjes së antidepresantëve triciklikë (hipotension arterial, qetësim, dridhje, kardiotoksicitet) është pothuajse 3 herë (20%) më e lartë se ajo në pacientët të cilëve trajtimi nuk ka pasur komplikime. të regjistruara me këto barna (7%). Një efekt i ngjashëm i polimorfizmit gjenetik të CYP2D6 u gjet në farmakokinetikën dhe farmakodinamikën e antipsikotikëve, si rezultat i të cilave ata demonstruan praninë e lidhjeve midis transportit të disa varianteve alelike të gjenit CYP2D6 dhe zhvillimit të çrregullimeve ekstrapiramidale të shkaktuara nga antipsikotikët.
Megjithatë, bartja e varianteve alelike "të ngadalta" të gjenit CYP2D6 mund të shoqërohet jo vetëm nga një rrezik i shtuar i zhvillimit të reaksioneve anësore të barit gjatë përdorimit të ilaçit;
minjtë e metabolizuar nga kjo izoenzimë. Nëse një ilaç është një prodrogë, dhe metaboliti aktiv formohet pikërisht nën ndikimin e CYP2D6, atëherë efektiviteti i ulët i ilaçit vërehet në transportuesit e varianteve alelike "të ngadalta". Kështu, në transportuesit e varianteve alelike "të ngadalta" të gjenit CYP2D6, regjistrohet një efekt analgjezik më pak i theksuar i kodeinës. Ky fenomen shpjegohet me një ulje të O-demetilimit të kodeinës (gjatë këtij procesi formohet morfina). Efekti analgjezik i tramadolit është gjithashtu për shkak të metabolitit aktiv O-demethyltramadol (i formuar nga veprimi i CYP2D6). Në transportuesit e varianteve alelike "të ngadalta" të gjenit CYP2D6, vërehet një rënie e konsiderueshme në sintezën e O-demethyltramadol; kjo mund të çojë në efekt të pamjaftueshëm analgjezik (të ngjashëm me proceset që ndodhin gjatë përdorimit të kodeinës). Kështu, Stamer et al. (2003), pasi kishte studiuar efektin analgjezik të tramadolit në 300 pacientë që i ishin nënshtruar një operacioni abdominal, zbuloi se homozigotët për variantet alelike "të ngadalta" të gjenit CYP2D6 nuk "i përgjigjeshin" terapisë me tramadol 2 herë më shpesh sesa pacientët që nuk e bënë bartin këto alele (46,7% kundrejt 21,6%, përkatësisht, p=0,005).
Aktualisht, janë kryer shumë studime mbi efektin e polimorfizmit gjenetik të CYP2D6 në farmakokinetikën dhe farmakodinamikën e β-bllokuesve. Rezultatet e këtyre studimeve kanë rëndësi klinike për individualizimin e farmakoterapisë për këtë grup barnash.
Nënfamilja e citokromit P-450 CYPIIB
Nga izoenzimat e nënfamiljes së citokromit IIE, rolin më të rëndësishëm në metabolizmin e barnave e luan izoenzima e citokromit P-450 2E1. Një veti e zakonshme e izoenzimave të nënfamiljes CYPIIE është aftësia për të nxitur nën ndikimin e etanolit. Kjo është arsyeja pse emri i dytë i nënfamiljes CYPIIE është citokromet e induktueshme nga etanoli.
Izoenzima 2E1 (CYP2E1) e citokromit P-450 gjendet në mëlçinë e të rriturve. CYP2E1 përbën rreth 7% të të gjitha izoenzimave të citokromit P-450. Substratet CYP2E1 janë një sasi e vogël barnash, si dhe disa ksenobiotikë të tjerë: etanoli, nitrozaminat, hidrokarburet aromatike "të vogla" si benzeni dhe anilina, klorokarburet alifatike. CYP2E1 katalizon shndërrimin e dapsonit në hidroksilamindapsone, n1-demetilimin dhe N7-demetilimin e kafeinës, dehalogjenimin e klorofluorokarboneve dhe anestetikëve inhalatorë (halothan) dhe disa reaksione të tjera.
CYP2E1, së bashku me CYP1A2, katalizojnë një reaksion të rëndësishëm që konverton paracetamolin (acetaminophen) në N-acetilbenzoquinoneimine, e cila ka një efekt të fuqishëm hepatotoksik. Ka dëshmi të pjesëmarrjes së citokromit CYP2E1 në vaterogjenezë. Për shembull, dihet se CYP2E1 është izoenzima më e rëndësishme e citokromit P-450 që oksidon kolesterolin e lipoproteinës me densitet të ulët (LDL). Citokromet dhe izoenzimat e tjera të citokromit P-450, si dhe 15-lipoksigjenaza dhe NADPH-oksidazat, gjithashtu marrin pjesë në oksidimin e LDL. Produktet e oksidimit: 7a-hidroksikolesterol, 7β-hidroksikolesterol, 5β-6β-epoksikolesterol, 5α-6β-epoksikolesterol, 7-ketokolesterol, 26-hidroksikolesterol. Procesi i oksidimit të LDL ndodh në qelizat endoteliale, muskujt e lëmuar të enëve të gjakut dhe makrofagët. LDL e oksiduar stimulon formimin e qelizave të shkumës dhe në këtë mënyrë kontribuon në formimin e pllakave aterosklerotike.
Nënfamilja e citokromit P-450 CYPIIIA
Nënfamilja e citokromit P-450 CYPIIIA përfshin katër izoenzima: 3A3, 3A4, 3A5 dhe 3A7. Citokromet e nënfamiljes IIIA përbëjnë 30% të të gjitha izoenzimave të citokromit P-450 në mëlçi dhe 70% të të gjitha izoenzimave në muret e traktit tretës. Në të njëjtën kohë, izoenzima 3A4 (CYP3A4) lokalizohet kryesisht në mëlçi, dhe izoenzimat 3A3 (CYP3A3) dhe 3A5 (CYP3A5) lokalizohen në muret e stomakut dhe zorrëve. Izoenzima 3A7 (CYP3A7) gjendet vetëm në mëlçinë e fetusit. Nga izoenzimat e nënfamiljes IIIA, CYP3A4 luan rolin më të rëndësishëm në metabolizmin e barnave.
Izoenzima e citokromit P-450 3A4 (CYP3A4) metabolizon rreth 60% të të gjitha barnave të njohura, duke përfshirë bllokuesit e ngadalshëm të kanalit të kalciumit, antibiotikët makrolidë, disa antiaritmikë, statinat (lovastatin, simvastatin, atorvastatin), klopidogren dhe droga të tjera.
CYP3A4 katalizon reaksionin 6β-hidroksilues të steroideve endogjene, duke përfshirë testosteronin, progesteronin dhe kortizolin p. Substrate shënjuese për përcaktimin e aktivitetit të CYP3A4 janë dapsoni, eritromicina, nifedipina, lidokaina, testosteroni dhe kortizoli p.
Metabolizmi i lidokainës ndodh në hepatocitet, ku monoetilglicina ksilididi (MEGX) formohet nëpërmjet N-deetilimit oksidativ të CYP3A4.
1 Clopidogrel është një prodrogë; nën ndikimin e CYP3A4 shndërrohet në një metabolit aktiv me një efekt antitrombocitar.
Përcaktimi i aktivitetit të CYP3A4 nga MEGX (metaboliti i lidokainës) është testi më i ndjeshëm dhe specifik që ju lejon të vlerësoni gjendjen funksionale të mëlçisë në sëmundjet akute dhe kronike të mëlçisë, si dhe në sindromën e reagimit inflamator sistemik (sepsis). Në cirrozën e mëlçisë, përqendrimi i MEGX lidhet me prognozën e sëmundjes.
Ka të dhëna në literaturë për ndryshueshmërinë intraspecifike në metabolizmin e barit nën ndikimin e CYP3A4. Sidoqoftë, provat molekulare për polimorfizmat gjenetike të CYP3A4 janë shfaqur vetëm kohët e fundit. Kështu, A. Lemoin et al. (1996) përshkroi një rast të dehjes me tacrolimus (një substrat CYP3A4) në një pacient pas një transplanti të mëlçisë (aktiviteti i CYP3A4 nuk mund të zbulohej në qelizat e mëlçisë). Vetëm pas trajtimit të qelizave të transplantuara të mëlçisë me glukokortikoidë (indukues CYP3A4) mund të përcaktohet aktiviteti i CYP3A4. Ekziston një supozim se ndërprerja e shprehjes së faktorëve të transkriptimit të gjenit që kodon CYP3A4 është shkaku i ndryshueshmërisë në metabolizmin e këtij citokromi.
Izoenzima e citokromit P-450 3A5 (CYP3A5), sipas të dhënave të fundit, mund të luajë një rol të rëndësishëm në metabolizmin e barnave të caktuara. Duhet të theksohet se CYP3A5 shprehet në mëlçinë e 10-30% të të rriturve. Në këta individë, kontributi i CYP3A5 në aktivitetin e të gjitha izoenzimave të nënfamiljes IIIA varion nga 33 (te evropianët) në 60% (në afrikano-amerikanët). Siç kanë treguar studimet, nën ndikimin e CYP3A5 ndodhin proceset e biotransformimit të atyre barnave që tradicionalisht konsiderohen si substrate të CYP3A4. Duhet të theksohet se induktorët dhe frenuesit e CYP3A4 kanë efekte të ngjashme në CYP3A5. Aktiviteti i CYP3A5 ndryshon më shumë se 30 herë midis individëve. Dallimet në aktivitetin e CYP3A5 u përshkruan për herë të parë nga Paulussen et al. (2000): ata vëzhguan in vitro dallime të rëndësishme në shkallën e metabolizmit të midazolamit nën ndikimin e CYP3A5.
Dihidropirimidin dehidrogjenaza
Funksioni fiziologjik i dihidropirimidin dehidrogjenazës (DPDH) është reduktimi i uracilit dhe timidinës - reagimi i parë i metabolizmit me tre hapa të këtyre komponimeve ndaj β-alaninës. Përveç kësaj, EMDR është enzima kryesore që metabolizon 5-fluorouracil. Ky medikament përdoret si pjesë e kimioterapisë së kombinuar për kancerin e gjirit, vezoreve, ezofagut, stomakut, zorrës së trashë dhe rektumit, mëlçisë, qafës së mitrës, vulvës. Gjithashtu
5-fluorouracil përdoret në trajtimin e kancerit të fshikëzës, prostatës, tumoreve të kokës, qafës, gjëndrave të pështymës, gjëndrave mbiveshkore dhe pankreasit. Aktualisht, sekuenca e aminoacideve dhe numri i mbetjeve të aminoacideve (në total janë 1025) që përbëjnë EMDR janë të njohura; Pesha molekulare e enzimës është 111 kDa. U identifikua gjeni EMDR, i vendosur në kromozomin 1 (lokus 1p22). Citoplazma e qelizave të indeve dhe organeve të ndryshme përmban EMPG; veçanërisht sasi të mëdha të enzimës gjenden në qelizat e mëlçisë, monocitet, limfocitet, granulocitet dhe trombocitet. Megjithatë, aktiviteti EMDR nuk është vërejtur në eritrocite (Van Kuilenburg et al., 1999). Që nga mesi i viteve '80, ka pasur raportime për komplikime serioze që vijnë nga përdorimi i 5-fluorouracil (shkaku i komplikimeve është aktiviteti i ulët trashëgues i EMDR). Siç tregohet nga Diasio et al. (1988), aktiviteti i ulët EMDR trashëgohet në një mënyrë autosomale recesive. Kështu, EMPG është një enzimë me polimorfizëm gjenetik. Në të ardhmen, ka të ngjarë që metodat e fenotipizimit dhe gjenotipizimit EMDR të futen në praktikën onkologjike për të garantuar sigurinë e kimioterapisë me 5-fluorouracil.
5.4. ENZIMET E FAZA II TË BIOTRANSFORMIMIT TË BARNAVE
Glukuroniltransferazat
Glukuronidimi është reagimi më i rëndësishëm i fazës II të metabolizmit të barit. Glukuronidimi është shtimi (konjugimi) i uridinës difosfat-acidit glukuronik (UDP-acidi glukuronik) në një substrat. Ky reaksion katalizohet nga një superfamilje enzimash të quajtura "UDP-glukuroniltransferaza" dhe të referuara si UGT. Mbifamilja UDP-glukuroniltransferaza përfshin dy familje dhe më shumë se njëzet izoenzima të lokalizuara në sistemin endoplazmatik të qelizave. Ata katalizojnë glukuronidimin e një numri të madh ksenobiotikësh, duke përfshirë barnat dhe metabolitët e tyre, pesticidet dhe kancerogjenët. Komponimet që i nënshtrohen glukuronidimit përfshijnë eteret dhe esteret; komponimet që përmbajnë grupe karboksil, karbamoil, tiol dhe karbonil, si dhe grupe nitro. Glukuronidimi
çon në një rritje të polaritetit të përbërjeve kimike, gjë që lehtëson tretshmërinë e tyre në ujë dhe eliminimin. UDP-glukuroniltransferazat gjenden në të gjithë vertebrorët: nga peshqit te njerëzit. Në trupin e të porsalindurve, regjistrohet aktivitet i ulët i UDP-glukuroniltransferazave, por pas 1-3 muajsh të jetës, aktiviteti i këtyre enzimave mund të krahasohet me atë të të rriturve. UDP-glukuroniltransferazat gjenden në mëlçi, zorrë, mushkëri, tru, epitelin nuhatës dhe veshka, por mëlçia është organi kryesor në të cilin ndodh glukuronidimi. Shkalla e shprehjes së izoenzimave të ndryshme UDP-glukuronil transferazë në organe ndryshon. Kështu, izoenzima UDP-glukuroniltransferazë UGT1A1, e cila katalizon glukuronidimin e bilirubinës, shprehet kryesisht në mëlçi, por jo në veshka. Izoenzimat UDP-glukuroniltransferazë UGT1A6 dhe UGT1A9, përgjegjëse për glukuronidimin e fenolit, shprehen në mënyrë të barabartë si në mëlçi ashtu edhe në veshka. Siç u përmend më lart, bazuar në identitetin e përbërjes së aminoacideve, mbifamilja e UDP-glukuroniltransferazave ndahet në dy familje: UGT1 dhe UGT2. Izoenzimat e familjes UGT1 janë të ngjashme në përbërjen e aminoacideve me 62-80%, dhe izoenzimat e familjes UGT2 janë 57-93% të ngjashme. Izoenzimat që janë pjesë e familjeve humane UDP-glukuroniltransferaza, si dhe lokalizimi i gjeneve dhe substrateve të markerëve të izoenzimave për fenotip janë paraqitur në tabelë (Tabela 5-7).
Funksioni fiziologjik i UDP-glukuroniltransferazave është glukuronidimi i përbërjeve endogjene. Produkti i katabolizmit të hemit, bilirubina, është substrati endogjen më i studiuar mirë i UDP-glukuroniltransferazës. Glukuronidimi i bilirubinës parandalon akumulimin e bilirubinës së lirë toksike. Në këtë rast, bilirubina ekskretohet në tëmth në formën e monoglukuronideve dhe diglukuronideve. Një funksion tjetër fiziologjik i UDP-glukuroniltransferazës është pjesëmarrja në metabolizmin e hormoneve. Kështu, tiroksina dhe triiodothyronina i nënshtrohen glukuronidimit në mëlçi dhe ekskretohen në formën e glukuronideve në biliare. UDP-glukuroniltransferazat përfshihen gjithashtu në metabolizmin e hormoneve steroide, acideve biliare dhe retinoideve, por këto reaksione aktualisht nuk janë studiuar mjaftueshëm.
Barnat e klasave të ndryshme i nënshtrohen glukuronidimit, shumë prej tyre kanë një gamë të ngushtë terapeutike, për shembull, morfina dhe kloramfenikoli (Tabela 5-8).
Tabela 5-7. Përbërja e familjeve të UDP-glukuroniltransferazës njerëzore, lokalizimi i gjeneve dhe substratet e shënuesve të izoenzimave
Tabela 5-8. Barnat, metabolitët dhe ksenobiotikët që i nënshtrohen glukuronidimit nga izoenzima të ndryshme UDP-glukuroniltransferazë
Fundi i tabelës 5-8
Barnat (përfaqësues të grupeve të ndryshme kimike) që i nënshtrohen glukuronidimit
Fenolet: propofol, acetaminofen, nalokson.
Alkoolet: kloramfenikol, kodeinë, oksazepam.
Aminat alifatike: ciklopiroksolamina p, lamotrigina, amitriptilina.
Acidet karboksilike: ferpazon p, fenilbutazon, sulfinpirazone.
Acidet karboksilike: naproksen, zomepiral p, ketoprofen. Kështu, komponimet i nënshtrohen glukuronidimit
që përmbajnë grupe të ndryshme funksionale që veprojnë si pranues për acidin UDP-glukuronik. Siç u përmend më lart, si rezultat i glukuronidimit, formohen metabolitë polare joaktive që ekskretohen lehtësisht nga trupi. Megjithatë, ekziston një shembull ku glukuronidimi rezulton në formimin e një metaboliti aktiv. Glukuronidimi i morfinës çon në formimin e morfin-6-glukuronidit, i cili ka një efekt të rëndësishëm analgjezik dhe ka më pak gjasa se morfina të shkaktojë nauze dhe të vjella. Glukuronidimi mund të kontribuojë gjithashtu në aktivizimin biologjik të kancerogjenëve. Glukuronidet kancerogjene përfshijnë 4-aminobifenil N-glukuronid, N-acetilbenzidin N-glukuronid dhe 4-((hidroksimetil)-nitrozoamino)-1-(3-piridil)-1-butanon O-glukuronid.
Ekzistenca e çrregullimeve trashëgimore të glukuronidimit të bilirubinës është e njohur prej kohësh. Këto përfshijnë sindromën e Gilbert dhe sindromën Crigler-Najjar. Sindroma e Gilbert është një sëmundje trashëgimore e trashëguar në mënyrë autosomale recesive. Prevalenca e sindromës Gilbert në popullatë është 1-5%. Shkaku i zhvillimit të kësaj sëmundjeje janë mutacionet pikësore (zakonisht zëvendësimet në sekuencën nukleotide) në gjenin UGT1. Në këtë rast, formohet UDP-glukuroniltransferaza, e cila karakterizohet nga aktivitet i ulët (25-30% e nivelit normal). Ndryshimet në glukuronidimin e barnave në pacientët me sindromën Gilbert janë studiuar pak. Ka dëshmi të uljes së pastrimit të tolbutamidit, paracetamolit (acetaminophen ♠) dhe rifampinës p në pacientët me sindromën Gilbert. Ne studiuam frekuencën e efekteve anësore të ilaçit të ri citotoksik irinotecan në pacientët që vuajnë nga kanceri kolorektal dhe sindroma e Gilbert dhe te pacientët me kancer kolorektal. Irinotecan (STR-11) është një ilaç i ri shumë efektiv që ka një efekt citostatik, frenon topoizomerazën I dhe përdoret për kancerin kolorektal në prani të rezistencës ndaj fluorouracilit. Irinotecan në mëlçi, nën veprimin e karboksilesterazave, shndërrohet
në metabolitin aktiv 7-etil-10-hidroksikamptotecin (SN-38). Rruga kryesore metabolike e SN-38 është glukuronidimi nga UGT1A1. Gjatë studimeve, efektet anësore të irinotecanit (në veçanti, diarreja) u regjistruan dukshëm më shpesh në pacientët me sindromën Gilbert. Shkencëtarët kanë vërtetuar se bartja e varianteve alelike UGT1A1x1B, UGT1A1x26, UGT1A1x60 shoqërohet me një zhvillim më të shpeshtë të hiperbilirubinemisë gjatë përdorimit të irinotekanit, ndërkohë që janë regjistruar vlera të ulëta të zonës nën kurbën farmakokinetike të glukuronidit SN-38. Aktualisht, Administrata Amerikane e Ushqimit dhe Barnave (administrimi i ushqimit dhe barnave- FDA ka miratuar përcaktimin e varianteve alelike të gjenit UGT1A1 për të zgjedhur regjimet e dozimit të irinotekanit. Ekzistojnë të dhëna për efektin e bartjes së varianteve alelike të gjeneve që kodojnë izoforma të tjera të UGT në farmakokinetikën dhe farmakodinamikën e barnave të ndryshme.
Acetiltransferazat
Acetilimi përfaqëson një nga mekanizmat më të hershëm të përshtatjes në evolucion. Reaksioni i acetilimit është i nevojshëm për sintezën e acideve yndyrore, steroideve dhe funksionimin e ciklit të Krebsit. Një funksion i rëndësishëm i acetilimit është metabolizmi (biotransformimi) i ksenobiotikëve: ilaçet, helmet shtëpiake dhe industriale. Proceset e acetilimit ndikohen nga N-acetiltransferaza, si dhe nga koenzima A. Kontrolli i intensitetit të acetilimit në trupin e njeriut ndodh me pjesëmarrjen e receptorëve β2-adrenergjikë dhe varet nga rezervat metabolike (acidi pantotenik, piridoksina, tiamina, acidi lipoik. *) dhe gjenotipin. Për më tepër, intensiteti i acetilimit varet nga gjendja funksionale e mëlçisë dhe organeve të tjera që përmbajnë N-acetiltransferazë (megjithëse acetilimi, si reaksionet e tjera të fazës II, ndryshon pak në sëmundjet e mëlçisë). Ndërkohë, acetilimi i barnave dhe ksenobiotikëve të tjerë ndodh kryesisht në mëlçi. Janë izoluar dy izoenzima N-acetiltransferazë: N-acetiltransferaza 1 (NAT1) dhe N-acetiltransferaza 2 (NAT2). NAT1 acetilon një numër të vogël arilaminesh dhe nuk shfaq polimorfizëm gjenetik. Kështu, enzima kryesore e acetilimit është NAT2. Gjeni NAT2 ndodhet në kromozomin 8 (lokuset 8p23.1, 8p23.2 dhe 8p23.3). NAT2 acetilon barna të ndryshme, duke përfshirë izoniazidin dhe sulfonamidet (Tabela 5-9).
Tabela 5-9. Barnat që i nënshtrohen acetilimit
Vetia më e rëndësishme e NAT2 konsiderohet të jetë polimorfizmi gjenetik. Polimorfizmi i acetilimit u përshkrua për herë të parë në vitet 1960 nga Evans; ai izoloi acetilatorë të ngadaltë dhe të shpejtë të izoniazidit. U vu re gjithashtu se në acetilatorët "të ngadaltë", për shkak të akumulimit (akumulimit) të izoniazidit, polineuriti shfaqet më shpesh. Kështu, në acetilatorët "të ngadaltë" gjysma e jetës së izoniazidit është 3 orë, ndërsa në acetilatorët "të shpejtë" është 1.5 orë. Zhvillimi i polineuritit është për shkak të ndikimit të izoniazidit: ilaçi pengon kalimin e piridoksinës (vitamina B 6) në koenzimën aktive dipiridoksinë fosfat, e cila është e nevojshme për sintezën e mielinës. Supozohej se në acetilatorët "të shpejtë", përdorimi i izoniazidit ka më shumë gjasa të çojë në zhvillimin e një efekti hepatotoksik për shkak të formimit më intensiv të acetilhidrazinës, por ky supozim nuk ka marrë konfirmim praktik. Shkalla individuale e acetilimit nuk ndikon ndjeshëm në regjimin e dozimit të barit kur merret çdo ditë, por mund të zvogëlojë efektivitetin e terapisë me përdorimin periodik të izoniazidit. Pas analizimit të rezultateve të trajtimit me isoniazid në 744 pacientë me tuberkuloz, u zbulua se me acetilatorët "të ngadaltë", mbyllja e kaviteteve në mushkëri ndodh më shpejt. Siç tregohet nga një studim i kryer nga Sunahara në 1963, acetilatorët "të ngadaltë" janë homozigotë për alelin "të ngadaltë" NAT2 dhe metabolizuesit "të shpejtë" janë homozigotë ose heterozigotë për alelin "të shpejtë" NAT2. Në vitin 1964, Evans publikoi të dhëna që tregojnë se polimorfizmi i acetilimit është karakteristik jo vetëm për izoniazidin, por edhe për hidralazinën dhe sulfonamidet. Pastaj prania e polimorfizmit të acetil-
Rezultatet janë vërtetuar edhe për barna të tjera. Përdorimi i prokainamidit dhe hidralazinës në acetilatorët "të ngadaltë" shumë më shpesh shkakton dëmtim të mëlçisë (hepatotoksicitet), kështu që këto barna karakterizohen edhe nga polimorfizmi i acetilimit. Sidoqoftë, në rastin e dapsonit (gjithashtu subjekt acetilimi), nuk ishte e mundur të zbuloheshin ndryshime në incidencën e sindromës së ngjashme me lupusin kur përdorni këtë ilaç me acetilatorë "të ngadaltë" dhe "të shpejtë". Prevalenca e acetilatorëve "të ngadaltë" varion: nga 10-15% në mesin e japonezëve dhe kinezëve në 50% në mesin e kaukazianëve. Vetëm në fund të viteve '80 ata filluan të identifikojnë variantet alelike të gjenit NAT2, bartja e të cilit shkakton acetilim të ngadaltë. Aktualisht njihen rreth 20 alele mutante të gjenit NAT2. Të gjitha këto variante alelike trashëgohen në mënyrë autosomale recesive.
Lloji i acetilimit përcaktohet duke përdorur metodat e fenotipizimit dhe gjenotipizimit NAT2. Dapsoni, izoniazidi dhe sulfadimina (sulfadimezina *) përdoren si substrate shënjuese për acetilimin. Raporti i përqendrimit të monoacetildapsonit me përqendrimin e dapsonit në plazmën e gjakut është më pak se 0.35 6 orë pas administrimit të ilaçit është tipik për acetilatorët "të ngadaltë" dhe më shumë se 0.35 për acetilatorët "të shpejtë". Nëse sulfadimina përdoret si substrat shënues, atëherë prania e më pak se 25% e sulfadiminës në plazmën e gjakut (analiza e kryer pas 6 orësh) dhe më pak se 70% në urinë (e mbledhur 5-6 orë pas administrimit të ilaçit) tregon një "ngadalës ” Fenotipi i acetilimit.
Tiopurina S-metiltransferaza
Tiopurina S-metiltransferaza (TPMT) është një enzimë që katalizon reaksionin e S-metilimit të derivateve të tiopurinës - rruga kryesore metabolike për substancat citostatike nga grupi i antagonistëve të purinës: 6-merkaptopurina, 6-tioguaninë, azatioprinë. 6-mer-kaptopurina përdoret si pjesë e kimioterapisë së kombinuar për leuçeminë mieloblastike dhe limfoblastike, leuçeminë mieloide kronike, limfosarkomën dhe sarkomën e indeve të buta. Për leuçeminë akute, zakonisht përdoret 6-tioguanina. Aktualisht, sekuenca e aminoacideve dhe numri i mbetjeve të aminoacideve që përbëjnë TRMT janë të njohura - 245. Pesha molekulare e TRMT është 28 kDa. U identifikua gjithashtu gjeni TPMT, i vendosur në kromozomin 6 (lokus 6q22.3). TPMT ndodhet në citoplazmën e qelizave hematopoietike.
Në vitin 1980, Weinshiboum studioi aktivitetin e TPMT në 298 vullnetarë të shëndetshëm dhe gjeti dallime domethënëse në aktivitetin e TPMT midis njerëzve: 88.6% e subjekteve kishin aktivitet të lartë TPMT, 11.1% kishin aktivitet të ndërmjetëm. Aktiviteti i ulët i TPMT (ose mungesa e plotë e aktivitetit enzimë) u regjistrua në 0.3% të vullnetarëve të ekzaminuar. Kështu u përshkrua për herë të parë polimorfizmi gjenetik i TRMT. Studimet më të fundit kanë treguar se njerëzit me aktivitet të ulët TPMT kanë rritur ndjeshmërinë ndaj 6-merkaptopurinës, 6-tioguaninës dhe azatioprinës; Në të njëjtën kohë, zhvillohen komplikime hematotoksike kërcënuese për jetën (leukopeni, trombocitopeni, anemi) dhe komplikime hepatotoksike. Në kushte të aktivitetit të ulët të TPMT, metabolizmi i 6-merkaptopurinës vazhdon përgjatë një rruge alternative - në përbërjen shumë toksike 6-tioguanine nukleotidi. Lennard et al. (1990) studioi përqendrimin e nukleotidit 6-tioguanine në plazmën e gjakut dhe aktivitetin e TPMT në eritrocitet e 95 fëmijëve që morën 6-merkaptopurinë për leuçeminë akute limfoblastike. Autorët zbuluan se sa më i ulët të jetë aktiviteti i TPMT, aq më të larta janë përqendrimet e 6-TGN në plazmën e gjakut dhe aq më të theksuara janë efektet anësore të 6-merkaptopurinës. Tashmë është vërtetuar se aktiviteti i ulët i TPMT trashëgohet në mënyrë autosomale recesive, ku homozigotët kanë aktivitet të ulët TPMT dhe aktivitet të ndërmjetëm në heterozigotët. Studimet gjenetike të viteve të fundit, të kryera me metodën e reaksionit zinxhir të polimerazës, kanë bërë të mundur zbulimin e mutacioneve në gjenin TPMT, të cilat përcaktojnë aktivitetin e ulët të kësaj enzime. Doza të sigurta të 6-merkaptopurinës: me aktivitet të lartë TPMT (gjenotip normal) përshkruhen 500 mg/(m 2 × ditë), me aktivitet të ndërmjetëm TPMT (heterozigote) - 400 mg/(m2 × ditë), me aktivitet të ngadaltë TRMT ( homozigotet) - 50 mg/(m 2 × ditë).
Sulfotransferazat
Sulfimi është reagimi i shtimit (konjugimit) të një mbetje të acidit sulfurik në një substrat, duke rezultuar në formimin e estereve ose sulfomateve të acidit sulfurik. Komponimet ekzogjene (kryesisht fenolet) dhe komponimet endogjene (hormonet e tiroides, katekolaminat, disa hormone steroide) i nënshtrohen sulfatizimit në trupin e njeriut. Sulfati 3"-fosfoadenil vepron si koenzimë për reaksionin e sulfimit. Më pas ndodh shndërrimi i 3"-fosfoadenil sulfatit në adenozinë-3,5"-bisfosfonat. Reaksioni i sulfimit katalizohet nga
një familje enzimash të quajtura sulfotransferaza (SULT). Sulfotransferazat lokalizohen në citosol. Në trupin e njeriut janë gjetur tre familje. Aktualisht, janë identifikuar rreth 40 izoenzima të sulfotransferazës. Izoenzimat e sulfotransferazës në trupin e njeriut janë të koduara nga të paktën 10 gjene. Rolin më të madh në sulfatimin e barnave dhe metabolitëve të tyre i takon izoenzimave të sulfotransferazave të familjes 1 (SULT1). SULT1A1 dhe SULT1A3 janë izoenzimat më të rëndësishme të kësaj familjeje. Izoenzimat SULT1 lokalizohen kryesisht në mëlçi, si dhe në zorrët e mëdha dhe të holla, mushkëri, tru, shpretkë, placentë dhe leukocite. Izoenzimat SULT1 kanë një peshë molekulare prej rreth 34 kDa dhe përbëhen nga 295 mbetje aminoacide; gjeni i izoenzimës SULT1 është i lokalizuar në kromozomin 16 (lokus 16p11.2). SULT1A1 (sulfotransferaza e qëndrueshme) katalizon sulfimin e "fenoleve të thjeshta", duke përfshirë barnat me strukturë fenolike (minoxidil r, acetaminophen, morfinë, salicilamide, izoprenalinë dhe disa të tjerë). Duhet të theksohet se sulfimi i minoxidil p çon në formimin e metabolitit të tij aktiv - sulfat minoxidil. SULT1A1 sulfaton metabolitët e lidokainës: 4-hidroksi-2,6-ksilidine (4-hidroksil) dhe ropivakainë: 3-hidroksiropivakainë, 4-hidroksiropivakainë, 2-hidroksimetilropivakainë. Përveç kësaj, SULT1A1 sulfat 17β-estradiol. Substrati shënues i SULT1A1 është 4-nitrofenoli. SULT1A3 (sulfotransferaza e qëndrueshme ndaj nxehtësisë) katalizon reaksionet e sulfacionit të monoaminave fenolike: dopamine, norepinefrinë, serotonin. Substrati shënues i SULT1A3 është dopamina. Izoenzimat e sulfotransferazës së familjes 2 (SULT2) sigurojnë sulfatimin e dihidroepiandrosteronit, epiandrosteronit dhe androsteronit. Izoenzimat SULT2 përfshihen në aktivizimin biologjik të kancerogjenëve, për shembull, PAH (5-hidroksimetilkrizen, 7,12-dihidroksimetilbenz[a]antracen), N-hidroksi-2-acetilaminofluoren. Izoenzimat e familjes së sulfotransferazës 3 (SULT3) katalizojnë N-sulfimin e arilaminave aciklike.
Epooksid hidrolazë
Konjugimi ujor luan një rol të rëndësishëm në detoksifikimin dhe aktivizimin biologjik të një numri të madh ksenobiotikësh, si arene, epookside alifatike, PAH, aflatoksinë B1. Reaksionet e konjugimit ujorë katalizohen nga një enzimë e veçantë - hidrolaza epookside.
(ERNH). Sasia më e madhe e kësaj enzime gjendet në mëlçi. Shkencëtarët kanë izoluar dy izoforma të hidrolazës epookside: ERNX1 dhe ERNX2. ERNX2 përbëhet nga 534 mbetje aminoacide dhe ka një peshë molekulare prej 62 kDa; gjeni ERNX2 ndodhet në kromozomin 8 (lokus 8p21-p12). ERNX2 lokalizohet në citoplazmë dhe peroksizome; kjo izoformë e epooksid hidrolazës luan një rol të vogël në metabolizmin e ksenobiotikëve. Shumica e reaksioneve të konjugimit ujorë katalizohen nga ERNX1. ERNX1 përbëhet nga 455 mbetje aminoacide dhe ka një peshë molekulare prej 52 kDa. Gjeni ERNX1 ndodhet në kromozomin 1 (lokus 1q42.1). ERNX1 ka një rëndësi të madhe në konjugimin ujor të metabolitëve toksikë të barnave. Fenitoina antikonvulsant oksidohet nga citokromi P-450 në dy metabolitë: parahidroksilat dhe dihidrodiol. Këta metabolitë janë komponime elektrofile aktive të afta për t'u lidhur në mënyrë kovalente me makromolekulat qelizore; kjo çon në vdekjen e qelizave, formimin e mutacioneve, malinje dhe defekte mitotike. Përveç kësaj, parahidroksilati dhe dihidrodioli, duke vepruar si hapten, gjithashtu mund të shkaktojnë reaksione imunologjike. Hiperplazia e gingivave, si dhe efektet teratogjene - reaksionet toksike të fenitoinës janë regjistruar te kafshët. Është vërtetuar se këto efekte janë për shkak të veprimit të metabolitëve të fenitoinës: parahidroksilat dhe dihidrodiol. Siç tregohet nga Buecher et al. (1990), aktiviteti i ulët i ERNX1 (më pak se 30% i normales) në amniocite është një faktor rreziku serioz për zhvillimin e anomalive kongjenitale të fetusit tek gratë që marrin fenitoinë gjatë shtatzënisë. Është vërtetuar gjithashtu se arsyeja kryesore për uljen e aktivitetit ERNX1 është një mutacion pikësor në ekzonin 3 të gjenit ERNX1; si rezultat, sintetizohet një enzimë me defekt (tirozina në pozicionin 113 zëvendësohet nga histidina). Mutacioni trashëgohet në mënyrë autosomale recesive. Një rënie në aktivitetin e ERNX1 vërehet vetëm tek homozigotët për këtë alel mutant. Nuk ka të dhëna për prevalencën e homozigoteve dhe heterozigoteve për këtë mutacion.
Glutathione transferazat
Ksenobiotikët me struktura të ndryshme kimike i nënshtrohen konjugimit me glutationin: epokside, okside arene, hidroksilamina (disa prej tyre kanë efekte kancerogjene). Ndër substancat medicinale, acidi etakrinik (uregit ♠) dhe metaboliti hepatotoksik i paracetamolit (acetaminophen ♠) - N-acetilbenzoquinoneimina, i nënshtrohen konjugimit me glutationin, duke shndërruar
duke u shndërruar në një përbërje jo toksike. Si rezultat i reaksionit të konjugimit me glutationin, formohen konjugatet e cisteinës të quajtur "tioester". Konjugimi me glutationin katalizohet nga enzimat glutathione SH-S-transferaza (GST). Ky grup enzimash lokalizohet në citosol, megjithëse GST mikrosomale është përshkruar gjithashtu (megjithatë, roli i tij në metabolizmin e ksenobiotikëve është studiuar pak). Aktiviteti i GST në eritrocitet e njeriut ndryshon 6-fish midis individëve të ndryshëm, por nuk ka varësi të aktivitetit të enzimës nga gjinia). Megjithatë, hulumtimi ka treguar se ekziston një korrelacion i qartë midis aktivitetit të GST tek fëmijët dhe prindërit e tyre. Sipas identitetit të përbërjes së aminoacideve tek gjitarët, dallohen 6 klasa të GST: α- (alfa-), μ- (mu-), κ- (kappa-), θ- (theta-), π- ( pi-) dhe σ- (sigma -) GST. Në trupin e njeriut shprehen kryesisht klasat GST μ (GSTM), θ (GSTT dhe π (GSTP), ndër të cilat rëndësia më e madhe në metabolizmin e ksenobiotikëve ka klasa GST μ, e përcaktuar si GSTM. Aktualisht, 5 izoenzima GSTM janë identifikuar: GSTM1, GSTM2, GSTM3, GSTM4 dhe GSTM5. Gjeni GSTM lokalizohet në kromozomin 1 (lokus 1p13.3). në muskujt skeletorë, miokardi. GSTM1 nuk shprehet në mëlçinë e fetusit, fibroblaste, eritrocite, limfocite dhe trombocitet. trombocitet dhe mëlçinë e fetusit. GSTM3 (GSTM "truri") shprehet në të gjitha indet e trupit, veçanërisht në sistemin nervor qendror. GSTM1 luan një rol të rëndësishëm në inaktivizimin e kancerogjenëve. Konfirmimi indirekt i kësaj konsiderohet të jetë një rritje e konsiderueshme. në frekuencën e sëmundjeve malinje midis bartësve të aleleve nule të gjenit GSTM1, të cilëve u mungon shprehja e GSTM1. Harada etj. (1987), pasi kishte studiuar mostrat e mëlçisë të marra nga 168 kufoma, zbuloi se aleli i pavlefshëm i gjenit GSTM1 ishte dukshëm më i zakonshëm në pacientët me hepatokarcinoma. Bordi et al. (1987) së pari parashtroi një hipotezë: inaktivizimi i disa kancerogjenëve elektrofilë nuk ndodh në trupin e bartësve të aleleve nule GSTM1. Sipas Bordit et al. (1990), prevalenca e alelit null GSTM1 midis popullatës evropiane është 40-45%, ndërsa midis përfaqësuesve të racës negroid është 60%. Ka prova të një incidence më të lartë të kancerit të mushkërive në bartësit e alelit null GSTM1. Siç tregohet nga Zhong et al. (1993),
70% e pacientëve me kancer të zorrës së trashë janë bartës të alelit null GSTM1. Një tjetër izoenzimë GST që i përket klasës π, GSTP1 (i lokalizuar kryesisht në strukturat penguese të mëlçisë dhe gjak-trurit) është i përfshirë në inaktivizimin e pesticideve dhe herbicideve të përdorura gjerësisht në bujqësi.
5.5. FAKTORËT QË NDIKOJNË NË BIOTRANSFORMIM TË BARNAVE
Faktorët gjenetikë që ndikojnë në sistemin e biotransformimit dhe transportuesit e barnave
Faktorët gjenetikë që përfaqësojnë polimorfizmat e vetme nukleotide të gjeneve që kodojnë enzimat e biotransformimit dhe transportuesit e barnave mund të ndikojnë ndjeshëm në farmakokinetikën e barnave. Ndryshimet ndërindividuale në shkallën e metabolizmit të barnave, të cilat mund të vlerësohen nga raporti i përqendrimit të substratit të barit me përqendrimin e metabolitit të tij në plazmën e gjakut ose në urinë (raporti metabolik), bëjnë të mundur identifikimin e grupeve të individëve që ndryshojnë. në aktivitetin e një ose një tjetër izoenzime metabolike.
Metabolizues "ekstensiv". (metabolizmi i gjerë, EM) - personat me një shkallë "normale" të metabolizmit të barnave të caktuara, si rregull, homozigotë për alelin "egër" të gjenit për enzimën përkatëse. Shumica e popullsisë i përket grupit të metabolizuesve "ekstensiv".
Metabolizues "të ngadalshëm". (metabolizmi i dobët, PM) - personat me një shkallë të reduktuar metabolike të barnave të caktuara, zakonisht homozigotë (me një lloj trashëgimie autosomale recesive) ose heterozigotë (me një lloj trashëgimie autosomike dominuese) për alelin "të ngadaltë" të gjenit për enzimën përkatëse. Në këta individë, ndodh sinteza e një enzime "të dëmtuar", ose nuk ka fare sintezë të enzimës metabolike. Si rezultat, ka një ulje të aktivitetit enzimatik. Shpesh zbulohet një mungesë e plotë e aktivitetit enzimatik. Në këtë kategori njerëzish, regjistrohen raporte të larta të përqendrimit të barit me përqendrimin e metabolitit të tij. Rrjedhimisht, në metabolizuesit "të ngadaltë", barnat grumbullohen në trup në përqendrime të larta; kjo çon në zhvillim
Ka reaksione të rënda anësore të drogës, duke përfshirë dehjen. Kjo është arsyeja pse pacientë të tillë (metabolizues të ngadaltë) duhet të zgjedhin me kujdes dozën e barnave. Metabolizuesve "të ngadaltë" u përshkruhen doza më të ulëta të barnave sesa ato "aktive". Metabolizues "superaktivë" ose "të shpejtë". (metabolizmi tepër i zgjeruar, UM) - personat me një normë metabolike të rritur të barnave të caktuara, si rregull, homozigotët (me një lloj trashëgimie autosomale recesive) ose heterozigotët (me një lloj trashëgimie autosomike dominuese) për alelin "të shpejtë" të gjenit për përkatësinë. enzimë ose, ajo që vërehet më shpesh, mbartëse kopje të aleleve funksionale. Në këtë kategori njerëzish, regjistrohen vlera të ulëta të raportit të përqendrimit të barit me përqendrimin e metabolitit të tij. Si rezultat, përqendrimi i barnave në plazmën e gjakut është i pamjaftueshëm për të arritur një efekt terapeutik. Pacientëve të tillë (metabolizuesve "mbiaktive") u përshkruhen doza më të larta të barnave sesa metabolizuesit "aktivë". Nëse ka polimorfizëm gjenetik të një enzime të veçantë biotransformuese, atëherë shpërndarja e individëve sipas shkallës së metabolizmit të substrateve të barnave për këtë enzimë bëhet bimodale (nëse ka 2 lloje metabolizuesish) ose trimodale (nëse ka 3 lloje metabolizues) në natyrë.
Polimorfizmi është gjithashtu karakteristik për gjenet që kodojnë transportuesit e barnave, dhe farmakokinetika e një bari mund të ndryshojë në varësi të funksionit të këtij transportuesi. Rëndësia klinike e enzimave dhe transportuesve më të rëndësishëm të biotransformimit diskutohet më poshtë.
Induksioni dhe frenimi i sistemit të biotransformimit dhe transportuesve
Induksioni i një enzime ose transportuesi biotransformues kuptohet si një rritje absolute e sasisë dhe (ose) aktivitetit të saj për shkak të ndikimit të një agjenti kimik të caktuar, në veçanti të një ilaçi. Në rastin e enzimave biotransformuese, kjo shoqërohet me hipertrofi të ER. Mund të induktohen të dyja enzimat e fazës I (izoenzimat e citokromit P-450) dhe biotransformimi i fazës II (UDP-glukuroniltransferaza, etj.), si dhe transportuesit e barnave (glikoproteina-P, transportuesit e anioneve organike dhe kationeve). Barnat që nxisin enzimat dhe transportuesit e biotransformimit nuk kanë ngjashmëri të dukshme strukturore, por ato karakterizohen nga
gjembat janë disa shenja të zakonshme. Substancat e tilla janë të tretshme në yndyrë (lipophilic); shërbejnë si substrate për enzimat (të cilat ato induktojnë) dhe më së shpeshti kanë një gjysmë jetë të gjatë. Induksioni i enzimave të biotransformimit çon në përshpejtimin e biotransformimit dhe, si rregull, në një ulje të aktivitetit farmakologjik dhe, rrjedhimisht, në efektivitetin e barnave të përdorura së bashku me induktorin. Induksioni i transportuesve të barnave mund të çojë në ndryshime të ndryshme në përqendrimin e barnave në plazmën e gjakut, në varësi të funksioneve të këtij transportuesi. Substrate të ndryshme janë të afta të induktojnë enzimat e biotransformimit të barnave dhe transportuesit e barnave me pesha të ndryshme molekulare, specifika të substratit, karakteristika imunokimike dhe spektrale. Përveç kësaj, ka dallime të rëndësishme ndërindividuale në intensitetin e induksionit të enzimave biotransformuese dhe transportuesve të barnave. I njëjti induktor mund të rrisë aktivitetin e një enzime ose transportuesi në individë të ndryshëm me 15-100 herë.
Llojet themelore të induksionit
Lloji i induksionit "fenobarbital" - efekti i drejtpërdrejtë i molekulës induktore në rajonin rregullues të gjenit; kjo çon në induksionin e një enzime biotransformuese ose transportues droge. Ky mekanizëm është më tipik për autoinduksionin. Autoinduksioni kuptohet si një rritje në aktivitetin e një enzime që metabolizon një ksenobiotik nën ndikimin e vetë ksenobiotikut. Autoinduksioni konsiderohet si një mekanizëm adaptiv i zhvilluar në procesin e evolucionit për inaktivizimin e ksenobiotikëve, përfshirë ato me origjinë bimore. Kështu, fitoncidi i hudhrës - sulfidi dialil - ka autoinduksion drejt citokromeve të nënfamiljes IIB. Barbituratet (induktuesit e izoenzimave të citokrom P-450 3A4, 2C9, nënfamilja IIB) janë autoinduktorë tipikë (ndër substancat medicinale). Kjo është arsyeja pse ky lloj induksioni quhet "fenobarbital".
Lloji "Rifampicin-dexamethasone" - induksioni i izoenzimave të citokromit P-450 1A1, 3A4, 2B6 dhe glikoproteinës-P ndërmjetësohet nga ndërveprimi i molekulës induktore me receptorët specifikë, ato i përkasin klasës së proteinave rregullatore të transkriptimit (proteinat e rregullatorit të transkriptimit: PXR), receptor Ah, receptor CAR. Duke u kombinuar me këta receptorë, induktorët e barnave formojnë një kompleks që, duke depërtuar në bërthamën qelizore, ndikon
Rajoni rregullues i gjenit. Si rezultat, induktohet enzima e biotransformimit të drogës, ose transportuesi. Me këtë mekanizëm, rifampinat, glukokortikoidet, preparatet e kantonit dhe disa substanca të tjera induktojnë izoenzimat e citokromit P-450 dhe glikoproteinës P. Lloji "etanol" - stabilizimi i molekulës së enzimës së biotransformimit të barit për shkak të formimit të një kompleksi me disa ksenobiotikë (etanol, aceton). Për shembull, etanoli nxit izoenzimën 2E1 të citokromit P-450 në të gjitha fazat e formimit të tij: nga transkriptimi në përkthim. Besohet se efekti stabilizues i etanolit shoqërohet me aftësinë e tij për të aktivizuar sistemin e fosforilimit në hepatocitet përmes AMP ciklike. Me këtë mekanizëm, izoniazidi indukton izoenzimën 2E1 të citokromit P-450. Procesi i induksionit të izoenzimës 2E1 të citokromit P-450 gjatë agjërimit dhe diabetit shoqërohet me mekanizmin "etanol"; në këtë rast, trupat ketonikë veprojnë si induktorë të izoenzimës 2E1 të citokromit P-450. Induksioni çon në një përshpejtim të biotransformimit të substrateve të barnave të enzimave përkatëse dhe, si rregull, në një ulje të aktivitetit të tyre farmakologjik. Ndër indukuesit që përdoren më shpesh në praktikën klinike janë rifampicina (induktuesi i izoenzimave 1A2, 2C9, 2C19, 3A4, 3A5, 3A6, 3A7 i citokromit P-450; glikoproteina-P) dhe barbiturates (inducers of Isoenzimes 1A2, 2B6, 2C8, glikoproteina) dhe barbiturates (indukerët e izoenzimave 1A2, 2B6, 2C8, glikoproteina. 2C9, 2C19, 3A4, 3A5, 3A6, 3A7 citokrom P-450). Efekti nxitës i barbiturateve kërkon disa javë për t'u zhvilluar. Ndryshe nga barbituratet, rifampicina, si një nxitës, vepron shpejt. Efekti i rifampicinës mund të zbulohet pas 2-4 ditësh. Efekti maksimal i barit regjistrohet pas 6-10 ditësh. Induksioni i enzimave ose transportuesve të barnave të shkaktuara nga rifampicina dhe barbituratet ndonjëherë çon në një ulje të efektivitetit farmakologjik të antikoagulantëve indirektë (warfarina, acenokumarol), ciklosporina, glukokortikoidet, ketokonazoli, teofilina, kinidina, digoksina, korrigjimi i feksamiladinës regjimi i dozimit të këtyre barnave, pra rritja e dozës). Duhet theksuar se kur ndërpritet një nxitës i enzimave të biotransformimit të barit, doza e barit të kombinuar duhet të reduktohet, pasi përqendrimi i tij në plazmën e gjakut rritet. Një shembull i një ndërveprimi të tillë është një kombinim i antikoagulantëve indirektë dhe fenobarbitalit. Studimet kanë treguar se në 14% të rasteve ka gjakderdhje gjatë trajtimit
antikoagulantët indirekt zhvillohen për shkak të tërheqjes së barnave që nxisin enzimat e biotransformimit.
Disa komponime mund të pengojnë aktivitetin e enzimave biotransformuese dhe transportuesve të barnave. Për më tepër, me një ulje të aktivitetit të enzimave që metabolizojnë ilaçet, zhvillimi i efekteve anësore që lidhen me qarkullimin afatgjatë të këtyre komponimeve në trup është i mundur. Inhibimi i transportuesve të barnave mund të çojë në ndryshime të ndryshme në përqendrimin e barnave në plazmën e gjakut në varësi të funksioneve të këtij transportuesi. Disa substanca medicinale janë të afta të frenojnë të dy enzimat e fazës I të biotransformimit (izoenzimat e citokromit P-450) dhe fazën II të biotransformimit (N-acetiltransferaza, etj.), si dhe transportuesit e barnave.
Mekanizmat bazë të frenimit
Lidhja me rajonin rregullator të gjenit për një enzimë biotransformimi ose transportues droge. Sipas këtij mekanizmi, enzimat e biotransformimit të barit frenohen nën ndikimin e një sasie të madhe të barit (cimetidinë, fluoksetinë, omeprazol, fluorokinolone, makrolide, sulfonamide, etj.).
Disa barna me afinitet (afinitet) të lartë për disa izoenzima të citokromit P-450 (verapamil, nifedipinë, isradipine, kinidinë) pengojnë biotransformimin e barnave me afinitet më të ulët për këto izoenzima. Ky mekanizëm quhet ndërveprim metabolik konkurrues.
Inaktivizimi i drejtpërdrejtë i izoenzimave të citokromit P-450 (gastoden p). Frenimi i ndërveprimit të citokromit P-450 me reduktazën NADP-H-citokrom P-450 (fumarokumarina nga grejpfruti dhe lëngu i gëlqeres).
Një rënie në aktivitetin e enzimave të biotransformimit të ilaçeve nën ndikimin e frenuesve të duhur çon në një rritje të përqendrimit plazmatik të këtyre barnave (substrate për enzimat). Në këtë rast, gjysma e jetës së barnave zgjatet. E gjithë kjo shkakton zhvillimin e efekteve anësore. Disa frenues ndikojnë në disa izoenzima të biotransformimit njëkohësisht. Përqendrimet e mëdha të frenuesit mund të nevojiten për të frenuar izoformat e shumta të enzimës. Kështu, flukonazoli (një ilaç antifungal) në një dozë prej 100 mg në ditë pengon aktivitetin e izoenzimës 2C9 të citokromit P-450. Kur doza e këtij bari rritet në 400 mg, vërehet edhe depresioni
aktiviteti i izoenzimës 3A4. Për më tepër, sa më e lartë të jetë doza e frenuesit, aq më shpejt (dhe aq më i lartë) zhvillohet efekti i tij. Inhibimi në përgjithësi zhvillohet më shpejt se induksioni; zakonisht mund të zbulohet brenda 24 orëve nga momenti kur përshkruhen frenuesit. Shkalla e frenimit të aktivitetit të enzimës ndikohet gjithashtu nga mënyra e administrimit të frenuesit të barit: nëse frenuesi administrohet në mënyrë intravenoze, procesi i ndërveprimit do të ndodhë më shpejt.
Jo vetëm barnat, por edhe lëngjet e frutave (Tabela 5-10) dhe ilaçet bimore mund të shërbejnë si frenues dhe nxitës të enzimave të biotransformimit dhe transportuesve të barnave. (Shtojca 2)- e gjithë kjo ka rëndësi klinike kur përdoren barna që veprojnë si substrate për këto enzima dhe transportues.
Tabela 5-10. Ndikimi i lëngjeve të frutave në aktivitetin e sistemit të biotransformimit dhe transportuesit e drogës
5.6. BIOTRANSFORMIMI EKSTRAHEPATIK
Roli i zorrëve në biotransformimin e barnave
Zorrët konsiderohet organi i dytë më i rëndësishëm (pas mëlçisë) që kryen biotransformimin e barnave. Të dy reagimet e fazës I dhe të fazës II të biotransformimit ndodhin në murin e zorrëve. Biotransformimi i barnave në murin e zorrëve ka një rëndësi të madhe në efektin e kalimit të parë (biotransformimi presistemik). Roli i rëndësishëm i biotransformimit në murin e zorrëve në efektin e kalimit të parë të barnave të tilla si ciklosporina A, nifedipina, midazolam dhe verapamil tashmë është vërtetuar.
Enzimat e fazës I të biotransformimit të barit në murin e zorrëve
Ndër enzimat e fazës I të biotransformimit të barit, izoenzimat e citokromit P-450 lokalizohen kryesisht në murin e zorrëve. Përmbajtja mesatare e izoenzimave të citokromit P-450 në murin e zorrëve të njeriut është 20 pmol/mg proteina mikrosomale (në mëlçi - 300 pmol/mg proteina mikrosomale). Është krijuar një model i qartë: përmbajtja e izoenzimave të citokromit P-450 zvogëlohet nga pjesët proksimale në ato distale të zorrëve (Tabela 5-11). Për më tepër, përmbajtja e izoenzimave të citokromit P-450 është maksimale në majë të vileve të zorrëve dhe minimale në kriptet. Izoenzima mbizotëruese e citokromit P-450 në zorrë është CYP3A4, që përbën 70% të të gjitha izoenzimave të citokromit P-450 të zorrëve. Sipas autorëve të ndryshëm, përmbajtja e CYP3A4 në murin e zorrëve ndryshon, gjë që shpjegohet me ndryshimet ndërindividuale në citokrom P-450. Metodat për pastrimin e enterociteve janë gjithashtu të rëndësishme.
Tabela 5-11. Përmbajtja e izoenzimës 3A4 të citokromit P-450 në murin e zorrëve të njeriut dhe mëlçinë
Izoenzima të tjera janë identifikuar gjithashtu në murin e zorrëve: CYP2C9 dhe CYP2D6. Megjithatë, në krahasim me mëlçinë, përmbajtja e këtyre enzimave në murin e zorrëve është e parëndësishme (100-200 herë më pak). Studimet e kryera treguan një aktivitet metabolik të parëndësishëm, krahasuar me mëlçinë, të izoenzimave të citokromit P-450 të murit të zorrëve (Tabela 5-12). Siç tregohet nga studimet që ekzaminojnë induksionin e izoenzimave të citokromit P-450 të murit të zorrëve, induktueshmëria e izoenzimave të murit të zorrëve është më e ulët se ajo e izoenzimave të citokromit P-450 të mëlçisë.
Tabela 5-12. Aktiviteti metabolik i izoenzimave të citokromit P-450 të murit të zorrëve dhe mëlçisë
Enzimat e fazës II të biotransformimit të barit në murin e zorrëve
UDP-glukuroniltransferaza dhe sulfotransferaza janë enzimat më të mirëstudiuara të fazës II të biotransformimit të barit të vendosura në murin e zorrëve. Shpërndarja e këtyre enzimave në zorrë është e ngjashme me izoenzimat e citokromit P-450. Cappiello et al. (1991) studioi aktivitetin e UDP-glukuroniltransferazës në murin e zorrëve të njeriut dhe mëlçinë sipas pastrimit metabolik të 1-naftolit, morfinës dhe etinil estradiolit (Tabela 5-13). Studimet kanë treguar se aktiviteti metabolik i UDP-glukuroniltransferazës së murit të zorrëve është më i ulët se UDP-glukuroniltransferaza e mëlçisë. Një model i ngjashëm është karakteristik për glukuronidimin e bilirubinës.
Tabela 5-13. Aktiviteti metabolik i UDP-glukuroniltransferazës në murin e zorrëve dhe mëlçinë
Cappiello et al. (1987) studioi gjithashtu aktivitetin e sulfotransferazës së murit të zorrëve dhe mëlçisë sipas pastrimit metabolik të 2-naftolit. Të dhënat e marra tregojnë praninë e dallimeve në shkallët e pastrimit metabolik (dhe pastrimi i 2-naftolit në muret e zorrëve është më i ulët se në mëlçi). Në ileum, vlera e këtij treguesi është 0,64 nmol/(minxmg), në zorrën e trashë sigmoide - 0,4 nmol/(minxmg), në mëlçi - 1,82 nmol/(minxmg). Megjithatë, ka barna sulfimi i të cilave ndodh kryesisht në muret e zorrëve. Këto përfshijnë, për shembull, agonistët β2-adrenergjikë: terbutalin dhe izoprenalinën (Tabela 5-14).
Kështu, pavarësisht nga një kontribut i caktuar në biotransformimin e barnave, muri i zorrëve në kapacitetin e tij metabolik është dukshëm inferior ndaj mëlçisë.
Tabela 5-14. Pastrimi metabolik i terbutalinës dhe izoprenalinës në muret e zorrëve dhe mëlçinë
Roli i mushkërive në biotransformimin e barnave
Në mushkëritë e njeriut ekzistojnë të dyja enzimat e fazës I të biotransformimit (izonezimat e citokromit P-450) dhe enzimat e fazës II.
(epooksid hidrolaza, UDP-glukuroniltransferaza, etj.). Në indet e mushkërive të njeriut, ishte e mundur të identifikoheshin izoenzima të ndryshme të citokromit P-450: CYP1A1, CYP1B1, CYP2A, CYP2A10, CYP2A11, CYP2B, CYP2E1, CYP2F1, CYP2F3. Përmbajtja totale e citokromit P-450 në mushkëritë e njeriut është 0,01 nmol/mg proteina mikrosomale (kjo është 10 herë më pak se në mëlçi). Ka izoenzima të citokromit P-450 që shprehen kryesisht në mushkëri. Këto përfshijnë CYP1A1 (që gjendet te njerëzit), CYP2B (tek minjtë), CYP4B1 (tek minjtë) dhe CYP4B2 (te gjedhët). Këto izoenzima kanë një rëndësi të madhe në aktivizimin biologjik të një sërë lëndësh kancerogjene dhe komponimeve toksike pulmonare. Informacioni mbi pjesëmarrjen e CYP1A1 në aktivizimin biologjik të PAH-ve është paraqitur më sipër. Tek minjtë, oksidimi i hidroksitoluenit të butiluar nga izoenzima CYP2B çon në formimin e një metaboliti elektrofilik pneumotoksik. Izoenzimat CYP4B1 te minjtë dhe CYP4B2 te gjedhët nxisin aktivizimin biologjik të 4-ipomenolit (4-ipomenoli është një furanoterpenoid i fuqishëm pneumotoksik i kërpudhave të patateve të papërpunuara). Ishte 4-impomenoli që shkaktoi ngordhjen masive të bagëtive në vitet '70 në SHBA dhe Angli. Në këtë rast, 4-ipomenoli, i oksiduar nga izoenzima CYP4B2, shkaktoi pneumoni intersticiale, duke çuar në vdekje.
Kështu, shprehja e izoenzimave specifike në mushkëri shpjegon toksicitetin pulmonar selektiv të disa ksenobiotikëve. Pavarësisht pranisë së enzimave në mushkëri dhe pjesë të tjera të traktit respirator, roli i tyre në biotransformimin e barnave është i papërfillshëm. Tabela tregon enzimat e biotransformimit të barnave që gjenden në traktin respirator të njeriut (Tabela 5-15). Përcaktimi i lokalizimit të enzimave të biotransformimit në traktin respirator është i vështirë për shkak të përdorimit të homogjenizimit të mushkërive në studime.
Tabela 5-15. Enzimat e biotransformimit që gjenden në traktin respirator të njeriut
Roli i veshkave në biotransformimin e barnave
Hulumtimet e kryera gjatë 20 viteve të fundit kanë treguar se veshkat janë të përfshira në metabolizmin e ksenobiotikëve dhe barnave. Në këtë rast, si rregull, ka një ulje të aktivitetit biologjik dhe farmakologjik, por në disa raste është i mundur edhe procesi i aktivizimit biologjik (në veçanti, bioaktivizimi i kancerogjenëve).
Të dy enzimat e fazës I dhe të fazës II të biotransformimit u gjetën në veshka. Për më tepër, enzimat e biotransformimit lokalizohen si në korteksin ashtu edhe në palcën e veshkave (Tabela 5-16). Megjithatë, siç kanë treguar studimet, është korteksi i veshkave që përmban numrin më të madh të izoenzimave të citokromit P-450, në vend të medullës. Përmbajtja maksimale e izoenzimave të citokromit P-450 u gjet në tubulat proksimale renale. Kështu, veshkat përmbajnë izoenzimën CYP1A1, e konsideruar më parë specifike për mushkëritë, dhe CYP1A2. Për më tepër, këto izoenzima në veshka i nënshtrohen induksionit nga PAH (për shembull, β-naftolavon, 2-acetilaminoflurinë) në të njëjtën mënyrë si në mëlçi. Aktiviteti i CYP2B1 u zbulua në veshkat; në veçanti, u përshkrua oksidimi i paracetamolit (acetaminophen ♠) në veshka nën ndikimin e kësaj izoenzime. Më vonë, u dëshmua se është formimi i metabolitit toksik N-acetibenzaquinone imine në veshka nën ndikimin e CYP2E1 (për analogji me mëlçinë) që është shkaku kryesor i efektit nefrotoksik të këtij ilaçi. Kur paracetamoli përdoret së bashku me induktorët e CYP2E1 (etanol, testosteron, etj.), rreziku i dëmtimit të veshkave rritet disa herë. Aktiviteti i CYP3A4 në veshka nuk regjistrohet gjithmonë (vetëm në 80% të rasteve). Duhet theksuar: kontributi i izoenzimave të citokromit të veshkave P-450 në biotransformimin e barnave është modest dhe, me sa duket, në shumicën e rasteve nuk ka asnjë rëndësi klinike. Megjithatë, për disa barna, transformimi biokimik në veshka është rruga kryesore e biotransformimit. Studimet kanë treguar se tropisetron p (një ilaç antiemetik) oksidohet kryesisht në veshka nën ndikimin e izoenzimave CYP1A2 dhe CYP2E1.
Ndër enzimat e fazës II të biotransformimit në veshka, më shpesh përcaktohen UDP-glukuroniltransferaza dhe β-liaza. Duhet të theksohet se aktiviteti i β-liazës në veshka është më i lartë se në mëlçi. Zbulimi i kësaj veçorie bëri të mundur zhvillimin e disa "prodrogave", pas aktivizimit të të cilave meta-
dhimbje që prek në mënyrë selektive veshkat. Kështu, ata krijuan një ilaç citostatik për trajtimin e glomerulonefritit kronik - S-(6-purinil)-L-cisteinë. Ky përbërës, fillimisht joaktiv, shndërrohet në veshka nga β-liaza në kaptopurinë aktive 6-mere. Kështu, 6-mercuptopurina prodhon efektin e saj ekskluzivisht në veshka; kjo redukton ndjeshëm shpeshtësinë dhe ashpërsinë e reaksioneve anësore të barit.
Barnat si paracetamoli (acetaminophen ♠), zidovudina (azidotimidina ♠), morfina, sulfametazoni r, furosemidi (Lasix ♠) dhe kloramfenikoli (kloramfenikol ♠) i nënshtrohen glukuronidimit në veshka.
Tabela 5-16. Shpërndarja e enzimave të biotransformimit të barnave në veshka (Lohr et al., 1998)
* - Përmbajtja e enzimës është dukshëm më e lartë.
Letërsia
Kukësi V.G. Metabolizmi i barnave: aspektet klinike dhe farmakologjike. - M.: Reafarm, 2004. - F. 113-120.
Seredenin S.B. Leksione mbi farmakogjenetikën. - M.: MPB, 2004. -
Diasio R.B., Beavers T.L., Carpenter J.T. Mungesa familjare e dihidropirimidin dehidrogjenazës: baza biokimike për pirimidineminë familjare dhe toksicitetin e rëndë të shkaktuar nga 5-fluorouracil // J. Clin. Investoj. - 1988. - Vëll. 81. -
Lemoine A., Daniel A., Dennison A., Kiffel L. et al. Toksiciteti i veshkave FK 506 dhe mungesa e citokromit të dallueshëm P-450 3A në transplantin e mëlçisë të një pacienti që i nënshtrohet transplantit të mëlçisë // Hepatologji. - 1994. - Vëll. 20. - F. 1472-1477.
Lewis D.F.V., Dickins M., Eddershaw P.J. et al. Specifikimi i substratit Cytochrome-P450, shabllonet strukturore të substratit dhe gjeometritë e zonës aktive të enzimës // Metabolli i barnave. Ndërveprimi i drogës. - 1999. - Vëll. 15. - F. 1-51.
Shumica e substancave medicinale në trup i nënshtrohen biotransformimit - ato metabolizohen. Jo një, por disa metabolitë, ndonjëherë dhjetëra, mund të formohen nga e njëjta substancë, siç tregohet, për shembull, për klorpromazinën. Biotransformimi i substancave medicinale kryhet, si rregull, nën kontrollin e enzimave (megjithëse transformimi i tyre jo enzimatik është gjithashtu i mundur, për shembull kimik - me hidrolizë). Enzimat metabolizuese lokalizohen kryesisht në mëlçi, megjithëse enzimat nga mushkëritë, zorrët, veshkat, placenta dhe indet e tjera gjithashtu mund të luajnë një rol të rëndësishëm në metabolizmin e barnave. Duke rregulluar faktorë të tillë farmaceutikë si lloji i formës së dozimit (supozitorë në vend të tabletave, injeksione intravenoze në vend të formave të dozimit oral), është e mundur që fillimisht të shmanget kryesisht kalimi i substancës përmes mëlçisë dhe, për rrjedhojë, të rregullohet biotransformimi.
Formimi i metabolitëve toksikë gjithashtu mund të reduktohet ndjeshëm duke rregulluar faktorët farmaceutikë. Për shembull, kur amidopirina metabolizohet në mëlçi, formohet një substancë kancerogjene - dimetilnitrozamina. Pas administrimit rektal të formave përkatëse të dozimit të kësaj substance, vërehet një përthithje intensive, 1,5 - 2,5 herë më intensive se ajo e administrimit oral, gjë që bën të mundur uljen e dozës së substancës duke ruajtur efektin terapeutik dhe duke ulur nivelin e. metaboliti toksik.
Biotransformimi zakonisht çon në një ulje ose zhdukje të aktivitetit biologjik dhe në inaktivizimin e barnave. Megjithatë, duke marrë parasysh faktorin farmaceutik - një modifikim i thjeshtë kimik, në disa raste është e mundur të arrihet formimi i metabolitëve më aktivë ose më pak toksikë. Kështu, ilaçi antitumor ftorafur ndan mbetjet glikozidike në trup, duke çliruar antimetabolitin aktiv antitumor - fluorouracil. Esteri i kloramfenikolit dhe acidit stearik është pa shije, ndryshe nga kloramfenikoli i hidhur. Hidroliza enzimatike e esterit joaktiv ndodh në traktin gastrointestinal dhe kloramfenikoli i çliruar përthithet në gjak. Levomicetina, e cila është pak e tretshme në ujë, shndërrohet në një ester me acid succinic (succinate) në një kripë shumë të tretshme - një modifikim i ri kimik, i përdorur tashmë për administrim intramuskular dhe intravenoz. Në trup, si rezultat i hidrolizës së këtij esteri, vetë kloramfenikoli ndahet shpejt.
Për të zvogëluar toksicitetin dhe për të përmirësuar tolerueshmërinë, u sintetizua një modifikim i thjeshtë kimik i izoniazidit - ftivazid (hidrazoni i izoniazidit dhe vanilinës). Lëshimi gradual për shkak të biotransformimit të pjesës aktive kundër tuberkulozit të molekulës së ftivazidit, izoniazidit, zvogëlon shpeshtësinë dhe ashpërsinë e efekteve anësore karakteristike të marrjes së izoniazidit të pastër. E njëjta gjë vlen edhe për saluzidin (hidrazoni izoniazid, i marrë duke e kondensuar me 2-karboksi-3, 4-dimetil benzaldehid), i cili, ndryshe nga izoniazidi, mund të administrohet parenteral.
Ekskretimi (largimi) i barnave dhe metabolitëve të tyre
Rrugët kryesore të ekskretimit të substancave medicinale dhe metabolitëve të tyre janë sekretimi në urinë dhe feces, së bashku me këtë, substancat mund të ekskretohen nga trupi me ajër të nxjerrë, me sekretimin e gjëndrave të qumështit, djersës, pështymës dhe gjëndrave të tjera.
Duke rregulluar në mënyrë të përshtatshme faktorët farmaceutikë për një sërë substancash medicinale, proceset e ekskretimit mund të rregullohen gjithashtu. Kështu, duke rritur pH-në e urinës (me administrimin e njëkohshëm të përbërësve që reagojnë alkaline, si bikarbonati i natriumit dhe përbërës të tjerë përkatës, me substanca medicinale - acide të dobëta) është e mundur të rritet ndjeshëm ekskretimi (ekskretimi) i acidit acetilsalicilik, fenobarbitalit. dhe probenicid nga veshkat. Për substancat medicinale - bazat e dobëta (novokainë, amfetaminë, kodeinë, kininë, morfinë, etj.) paraqitet e kundërta - bazat organike të dobëta jonizohen më mirë në vlera të ulëta të pH (urina acide), ndërsa në gjendje të jonizuar ato janë të dobëta. riabsorbohen nga epiteli tubular dhe ekskretohen shpejt në urinë. Futja e tyre së bashku me substancat ndihmëse që ulin pH-në e urinës (klorur alumini p.sh.) nxit eliminimin e shpejtë të tyre nga trupi.
Shumë ilaçe depërtojnë nga gjaku në qelizat parenkimale të mëlçisë. Në këtë grup substancash bëjnë pjesë kloramfenikoli, eritromicina, oleandomycina, sulfonamidet, një sërë substancash kundër tuberkulozit etj.
Në qelizat e mëlçisë, substancat medicinale i nënshtrohen pjesërisht biotransformimit dhe, të pandryshuara ose në formën e metabolitëve (përfshirë konjugatët), ekskretohen në biliare ose kthehen në gjak. Ekskretimi i barnave me biliare varet nga një sërë faktorësh, si pesha molekulare, përdorimi i kombinuar i substancave që përmirësojnë sekretimin e biliare - sulfat magnezi, pituitrin, ose funksioni sekretues i mëlçisë - salicilatet, riboflavina.
Mënyrat e tjera të sekretimit të substancave medicinale - me djersë, lot, qumësht - janë më pak të rëndësishme për të gjithë procesin e sekretimit.
Studimet e përthithjes, shpërndarjes, biotransformimit dhe sekretimit të shumë substancave medicinale kanë treguar se aftësia e një substance medicinale për të pasur një efekt terapeutik është vetëm vetia e saj e mundshme, e cila mund të ndryshojë ndjeshëm në varësi të faktorëve farmaceutikë.
Duke përdorur materiale të ndryshme fillestare, substanca të ndryshme ndihmëse, operacione dhe pajisje teknologjike, është e mundur të ndryshohet jo vetëm shpejtësia e lëshimit të ilaçit nga forma e dozimit, por edhe shpejtësia dhe plotësia e përthithjes së tij, karakteristikat e biotransformimit dhe sekretimit. , dhe në fund të fundit efektivitetin e saj terapeutik
Kështu, të gjitha lidhjet individuale në transportin e barnave në trup ndikohen nga faktorë të ndryshëm farmaceutikë. Dhe meqenëse efektiviteti terapeutik dhe efektet anësore të barnave varen nga përqendrimi i substancës së përthithur në gjak, organe dhe inde, nga kohëzgjatja e qëndrimit të substancës atje, nga karakteristikat e biotransformimit dhe sekretimit të saj, një studim i plotë i ndikimi i faktorëve farmaceutikë në këto procese, rregullimi profesional, shkencor i këtyre faktorëve në të gjitha fazat e zhvillimit dhe kërkimit të barit do të ndihmojë në optimizimin e farmakoterapisë - rritjen e efektivitetit dhe sigurisë së saj.
LEKTORIA 5
KONCEPTI I DISPONUESHMËRISË BIOLOGJIKE TË BARNAVE. METODAT E KËRKIMIT TË TIJ.
Biopharmacy, së bashku me testin e disponueshmërisë farmaceutike, propozon vendosjen e një kriteri specifik për vlerësimin e ndikimit të faktorëve farmaceutikë në përthithjen e një ilaçi - biodisponueshmëria - shkalla në të cilën një ilaç absorbohet nga vendi i administrimit në qarkullimin sistemik të gjakut dhe shpejtësia me të cilën ndodh ky proces.
Fillimisht, kriteri për shkallën e përthithjes së një lënde medikamentoze ishte niveli relativ në gjak i krijuar kur substanca administrohej në formën e studiuar dhe standarde. Si rregull, u krahasuan përqendrimet maksimale të substancës së drogës. Megjithatë, kjo qasje për vlerësimin e përthithjes së substancave është e pamjaftueshme për një sërë arsyesh.
Së pari, sepse ashpërsia e efektit biologjik të shumë substancave medicinale përcaktohet jo vetëm nga niveli maksimal i tyre, por edhe nga koha gjatë së cilës përqendrimi i substancës tejkalon nivelin minimal të nevojshëm për të realizuar efektin farmakologjik. Së dyti, vlerësimi empirik i momentit të përqendrimit maksimal të një substance në gjak mund të rezultojë i pasaktë. Së treti, ky vlerësim mund të mos jetë i saktë për shkak të gabimeve në përkufizim. E gjithë kjo i shtyu studiuesit të karakterizojnë shkallën e përthithjes jo me pika individuale, por me një kurbë farmakokinetike.
C = f(t) në përgjithësi.
Dhe meqenëse është më e lehtë të merret një ide integrale e kurbës duke matur zonën e kufizuar nga kjo kurbë me boshtin e abscisës, u propozua të karakterizohej shkalla e përthithjes së një ilaçi nga zona nën kurbën farmakokinetike përkatëse.
Raporti i zonave nën kthesat e marra pas administrimit të ilaçit në format e studiuara dhe standarde quhet shkalla e biodisponueshmërisë:
S x - zona nën kurbën PK për substancën e provës në formën e dozimit të studiuar;
S c është sipërfaqja nën kurbën PK për të njëjtën substancë në një formë dozimi standard;
Dc dhe D x janë dozat e substancës përkatësisht në formën e dozimit test dhe standard.
Studimet e biodisponueshmërisë kryhen në formën e eksperimenteve krahasuese "in vivo", në të cilat ilaçi krahasohet me formën standarde (më të aksesueshme) të dozimit të së njëjtës substancë aktive.
Bëhet dallimi midis biodisponueshmërisë absolute dhe relative. Si formë standarde e dozimit, kur përcaktohet biodisponibiliteti "absolut", përdoret një zgjidhje për administrim intravenoz. Injeksioni intravenoz jep rezultatet më të qarta, pasi doza hyn në qarkullimin e madh dhe disponueshmëria biologjike e ilaçit në këtë rast është më e plota - pothuajse njëqind për qind.
Megjithatë, është më e zakonshme dhe ndoshta më e dobishme për të përcaktuar biodisponueshmërinë relative. Në këtë rast, forma standarde e dozimit, si rregull, është një zgjidhje për përdorim të brendshëm, dhe vetëm në rastet kur substanca është e patretshme ose e paqëndrueshme në një tretësirë ujore, një formë tjetër dozimi për administrim oral, e cila karakterizohet mirë dhe përthithet mirë. , mund të përdoret, për shembull, një pezullim i një substance të mikronizuar ose një ilaç i mikronizuar i mbyllur në një kapsulë xhelatine.
Përvoja biofarmaceutike ka treguar se karakterizimi i përthithjes së një substance medicinale nga shkalla në të cilën ajo absorbohet është e pamjaftueshme. Fakti është se edhe me përthithjen e plotë të një substance medikamentoze, përqendrimi i saj në gjak mund të mos arrijë nivelin minimal efektiv nëse shkalla e përthithjes është e ulët në krahasim me shkallën e çlirimit (eliminimit) të kësaj substance nga trupi. Në Fig. (Figura 5.1) paraqet disa nga situatat e mundshme që krijohen gjatë administrimit të barnave A, B, C, që përmbajnë të njëjtën dozë të së njëjtës substancë medicinale, që ndryshojnë në faktorët farmaceutikë të përdorur në procesin e krijimit të tyre.
Figura 5.1
Ndryshimet në përqendrimin e një substance medicinale në lëngun biologjik pas administrimit të formave të dozimit që ndryshojnë në faktorët farmaceutikë.
Gjatë administrimit të barnave A dhe B, përqendrimi i substancës medikamentoze në gjak tejkalon përqendrimin minimal efektiv (MEC) në rastin e parë, më i madh se në të dytin, dhe gjatë administrimit të ilaçit C, përqendrimi i substancës medikamentoze nuk arrin. përqendrimi minimal efektiv, megjithëse sipërfaqja nën FC- lakoret janë të njëjta në të 3 rastet. Kështu, ndryshimet e dukshme në farmakokinetikën e barit pas administrimit të tij në format A, B, C janë për shkak të shkallës së pabarabartë të përthithjes. Kjo është arsyeja pse, me rastin e përcaktimit të biodisponueshmërisë që nga viti 1972 (Riegelman L.), është futur përcaktimi i detyrueshëm i shkallës së përthithjes, d.m.th. shpejtësia me të cilën një substancë hyn në qarkullimin sistemik nga vendi i administrimit.
Kështu, përkufizimi i biodisponueshmërisë pasqyron aspektet integrale (shkalla e përthithjes) dhe kinetike (shkalla e përthithjes) të vlerësimit të procesit të përthithjes.
Gjatë përcaktimit të biodisponueshmërisë, kampionimi i njëpasnjëshëm i lëngjeve të nevojshme (gjaku, urina, pështyma, limfa, etj.) kryhet gjatë një periudhe kohe të përcaktuar rreptësisht dhe përcaktohet përqendrimi i substancës në to (shih librin shkollor nga Muravyov I.A., I960 , pjesa 1, f. 295, paragrafët I dhe 2 - përcaktimi i BD në vullnetarë të shëndetshëm).
Mostrat për të përcaktuar biodisponueshmërinë merren nga vende të ndryshme në varësi të përdorimit terapeutik të substancave medikamentoze. Në mënyrë tipike, gjaku ose urina venoze dhe arteriale përdoren për këtë. Megjithatë, ka barna, biodisponibiliteti i të cilave është më i përshtatshëm për të përcaktuar në vendin e ekspozimit aktual ndaj substancës medikamentoze. Për shembull, medikamente që veprojnë në traktin gastrointestinal ose forma dozimi për aplikim në lëkurë.
Të dhënat e marra për përmbajtjen e substancave (ose metabolitëve të tyre) në biofluide futen në tabela, në bazë të të cilave ndërtohen grafikët e varësisë së përqendrimit të ilaçit në biofluide nga koha e zbulimit të tij - (lakoret PK) C = f (t).
Kështu, çdo ndryshim në biodisponibilitetin e barnave të krahasuara reflektohet në kurbën e përqendrimit të substancës në gjak ose në modelin e sekretimit të saj në urinë. Duhet të kihet parasysh se përqendrimi i barit në gjak ndikohet edhe nga faktorë të tjerë të ndryshueshëm: fiziologjik, patologjik (endogjen) dhe ekzogjen.
Prandaj, për të rritur saktësinë e hulumtimit, është e nevojshme të merren parasysh të gjitha variablat. Ndikimi i faktorëve të tillë si mosha, gjinia, ndryshimet gjenetike në metabolizmin e barnave dhe prania e kushteve patologjike mund të kontrollohen kryesisht duke përdorur modelin e kryqëzimit.
Ndikimi i faktorëve që mund të kontrollohen drejtpërdrejt nga studiuesi (marrja e ushqimit, administrimi ose përdorimi i njëkohshëm i medikamenteve të tjera, sasia e ujit të pirë, pH i urinës, aktiviteti fizik etj.) minimizohet duke standardizuar rreptësisht kushtet eksperimentale.
METODAT PËR VLERËSIMIN E AKSESUESHMËRISË BIOLOGJIKE. VLERËSIMI I SHKALLËS SË ABORBIMIT. STUDIME ME ME DOZE TE VJESHTE.
Shkalla e përthithjes shpesh përcaktohet nga rezultatet e një studimi të përmbajtjes së substancës në gjak pas një doze të vetme.
Avantazhi i kësaj metode është se me doza të vetme, njerëzit e shëndetshëm janë më pak të ekspozuar ndaj drogës.
Sidoqoftë, përqendrimi i substancës medikamentoze duhet të monitorohet të paktën gjatë tre gjysmë periudhave të pranisë së saj në trup (ose më gjatë). Me rrugët ekstravaskulare të administrimit të barit, është e nevojshme të përcaktohet koha (t max.) për të arritur përqendrimin maksimal - C max.
Për të ndërtuar një kurbë C = f (t) të varësisë së përqendrimit të substancave në gjak nga koha, është e nevojshme të merren të paktën tre pika në ngjitje dhe të njëjtin numër në degët zbritëse të kurbës. Prandaj, kërkohet një numër i madh i mostrave të gjakut, gjë që është një shqetësim i caktuar për personat që marrin pjesë në eksperiment.
S x dhe Dx - zona nën lakore dhe doza e substancës së provës në formën e dozimit të testit;
Sc dhe D C janë zona nën kurbë dhe doza e së njëjtës substancë në një formë dozimi standard.
 |
Figura 5.2
Varësia e përqendrimit të substancave në gjak në kohë.
Metodat analitike specifike dhe shumë të ndjeshme janë thelbësore për studimet e biodisponueshmërisë me një dozë të vetme. Njohuri të hollësishme të karakteristikave farmakokinetike të substancës medikamentoze është gjithashtu e nevojshme. Kjo metodë mund të mos jetë e përshtatshme në rastet kur substanca medikamentoze ka veti komplekse farmakokinetike. Për shembull, kur ekskretimi në biliare shoqërohet me riabsorbimin e ilaçit, i cili çon në qarkullimin e tij në mëlçi.
STUDIMET E DOZAVE TË PËRSËRITUR.
Në disa raste, veçanërisht për të vlerësuar saktë shkallën e biodisponibilitetit të barnave të destinuara për përdorim afatgjatë, kryhet një studim i përsëritur i dozës.
Kjo metodë preferohet në një mjedis klinik, ku kryhen studime për pacientët që marrin ilaçin rregullisht sipas kursit të trajtimit. Në thelb, pacienti trajtohet me një ilaç, efektiviteti i të cilit monitorohet nga përmbajtja e tij në lëngjet biologjike.
Mostrat për analizë duke përdorur këtë metodë mund të merren vetëm pasi të jetë arritur një përqendrim i qëndrueshëm i substancës në gjak. Zakonisht arrihet pas 5-10 dozave dhe varet nga gjysma e jetës së substancës në trup. Pas arritjes së një përqendrimi të qëndrueshëm të një substance në gjak, koha për të arritur përqendrimin maksimal të saj bëhet konstante. Në këtë rast, përcaktohet përqendrimi maksimal për një formë dozimi standard, dhe më pas, pas një intervali të caktuar kohor, përshkruhet substanca në formën e dozimit të testit dhe përcaktohet gjithashtu përqendrimi i saj maksimal në gjak.
Shkalla e biodisponibilitetit llogaritet duke përdorur formulën:
, Ku:
C x është përqendrimi maksimal për ilaçin e testuar;
C st - përqendrimi maksimal për ilaçin standard;
D x dhe D c - dozat e barnave përkatëse;
Tx dhe Tc - koha për të arritur përqendrimin maksimal pas administrimit të studimit dhe format standarde të dozimit.
Shkalla e biodisponueshmërisë këtu mund të llogaritet gjithashtu duke përdorur sipërfaqen nën kurbë ose vlerat maksimale të përqendrimit. Sipërfaqja nën kurbë, në këtë rast, matet vetëm gjatë një intervali dozimi, pasi të jetë arritur një përqendrim në gjendje të qëndrueshme.
Ana pozitive e metodës së përshkrimit të dozave të përsëritura të substancave është përmbajtja relativisht e lartë e substancës në gjak, e cila lehtëson përcaktimet analitike dhe rrit saktësinë e tyre.
STUDIME PËR PËRCAKTIMIN E PËRMBAJTJES SË NJË SUBSTANCE TË EKSRETUAR NË URINE OSE METABOLITIN E SAJ.
Përcaktimi i shkallës së biodisponueshmërisë bazuar në përmbajtjen e një substance të ekskretuar në urinë kërkon përmbushjen e një sërë kushtesh:
1) lirimi i të paktën një pjese të substancës të pandryshuar;
2) zbrazja e plotë dhe e plotë e fshikëzës në çdo mbledhje të mostrës;
3) Koha e grumbullimit të urinës, si rregull, është e barabartë me 7-10 gjysmë perioda të pranisë së barit në trup. Është gjatë kësaj periudhe që 99.9% e substancës medicinale të administruar lirohet nga trupi. Marrja më e shpeshtë e mostrave për analizë është e dëshirueshme, pasi kjo ju lejon të përcaktoni më saktë përqendrimin e një substance; shkalla e biodisponueshmërisë llogaritet duke përdorur formulën:
, Ku:
B është sasia e substancës së pandryshuar të ekskretuar në urinë pas administrimit të formave të dozimit të studimit (x) dhe standarde (c);
D x dhe D c janë dozat e barnave përkatëse.
PËRCAKTIMI I SHPALLËS SË THYRTIMIT TË SUBSTANCAVE BARNA. ELEMENTET E MODELIMIT TË FARMAKOKINETIKËS.
Metodat ekzistuese për vlerësimin e shkallës së përthithjes së barnave bazohen në supozimin e kinetikës lineare të të gjitha proceseve të hyrjes, transferimit dhe eliminimit të barnave në trup.
Metoda më e thjeshtë për përcaktimin e konstantës së shkallës së përthithjes është metoda Dost (1953), e bazuar në përdorimin e marrëdhënies midis konstantave të eliminimit dhe përthithjes dhe kohës së përqendrimit maksimal në kurbën farmakokinetike.
, Ku:
e - baza e logaritmit natyror = 2,71828...;
t max është koha për të arritur nivelin maksimal të përqendrimit të një substance në trup.
Për këtë formulë, është përpiluar një tabelë e veçantë e varësisë së produktit K el ·t max dhe funksionit E, e cila më pas llogaritet duke përdorur formulën:
Prandaj K diell = K el · E
Fragmenti i tabelës dhe shembulli i llogaritjes.
Pra, nëse K el = 0,456, dhe t max = 2 orë, atëherë produkti i tyre = 0,912. Sipas tabelës, kjo korrespondon me vlerën e funksionit E 2.5. Duke e zëvendësuar këtë vlerë në ekuacionin: K diell = K el · E = 0,456 2,5 = 1,1400 h -1 ;
Formula e mëposhtme është propozuar gjithashtu për llogaritjen e konstantës së thithjes (bazuar në një model me një pjesë; Saunders, Natunen, 1973)
, Ku:
C max - përqendrimi maksimal i vendosur pas kohës t max;
C o është përqendrimi i një substance në trup në kohën zero, duke supozuar se e gjithë substanca (doza) hyn në trup dhe shpërndahet menjëherë në gjak, organe dhe inde.
Llogaritja e këtyre vlerave, të quajtura parametra farmakokinetikë, kryhet duke përdorur një metodë të thjeshtë grafike. Për këtë qëllim ndërtohet një kurbë farmakokinetike në të ashtuquajturin sistem koordinativ gjysmë logaritmik. Në boshtin e ordinatave ne paraqesim vlerat logСt - vlerat e vendosura eksperimentalisht të përqendrimit të një substance në një lëng biologjik për kohën t, dhe në boshtin e abshisës - koha për të arritur këtë përqendrim në vlera natyrore. (sekonda, minuta ose orë). Segmenti i boshtit të ordinatave i prerë nga vazhdimi (në grafik është një vijë e ndërprerë) e lakores së linearizuar jep vlerën C o dhe tangjentja e këndit të prirjes së lakores së linearizuar me boshtin e abshisës është numerikisht e barabartë. te konstanta e eliminimit. tgω=K el 0,4343
Bazuar në vlerat e gjetura të konstantës së eliminimit dhe vlerës së Co, mund të llogariten një sërë parametrash të tjerë farmakokinetikë për modelin me një pjesë.
Vëllimi i shpërndarjes V është vëllimi i kushtëzuar i lëngut që kërkohet për të shpërndarë të gjithë dozën e substancës së administruar derisa të merret një përqendrim i barabartë me C o. Dimensionet - ml, l.
Pastrimi i përgjithshëm (pastrimi i plazmës) CI t është një parametër që karakterizon shkallën e "pastrimit" të trupit (plazmës së gjakut) nga një substancë medikamentoze për njësi të kohës. Dimensioni - ml/min, l/orë.
Periudha e gjysmë eliminimit (gjysmë ekzistencës) T1/2 ose t1/2 është koha e eliminimit nga trupi i gjysmës së dozës së administruar dhe të absorbuar të substancës.
Zona nën kurbën farmakokinetike AUC 0-¥
ose 
Kjo është zona e figurës në grafik e kufizuar nga kurba farmakokinetike dhe boshti x.
Niveli i vërtetë i përqendrimit maksimal Cmax të një substance në trup dhe koha që duhet për ta arritur atë tmax llogariten nga ekuacioni:
Nga ky ekuacion rezulton se koha për të arritur nivelin maksimal të një substance në trup nuk varet nga doza dhe përcaktohet vetëm nga raporti midis konstantave të përthithjes dhe eliminimit.
Vlera maksimale e përqendrimit gjendet duke përdorur ekuacionin:
Përcaktimi i parametrave farmakokinetikë dhe, në veçanti, konstantet e shkallës së përthithjes për një model me dy pjesë merret parasysh gjatë kursit të farmakoterapisë
Përcaktimi i parametrave të PD, BD dhe farmakokinetikës zakonisht kryhet në procesin e zhvillimit ose përmirësimit të një produkti medicinal, me një vlerësim krahasues të të njëjtit medikament të prodhuar në ndërmarrje të ndryshme, në mënyrë që të monitorohet vazhdimisht cilësia dhe stabiliteti i produkteve medicinale.
Përcaktimi i disponueshmërisë biologjike të barnave është i një rëndësie të madhe farmaceutike, klinike dhe ekonomike.
Le të shqyrtojmë materialet mbi ndikimin e faktorëve të ndryshëm të ndryshueshëm në parametrat e disponueshmërisë farmaceutike dhe bio.
FORMAT E DOZIMIT DHE RËNDËSIA E TYRE NË RRITJEN E DISPONUESHMËRISË FARMACEUTIKE DHE BIOLOGJIKE
Tretësirat ujore në formën e përzierjeve, shurupeve, eliksireve etj., si rregull, kanë disponueshmërinë më të lartë farmaceutike dhe biologjike të përbërësve aktivë. Për të rritur BD-në e llojeve të caktuara të formave të dozimit të lëngshëm, sasia dhe natyra e stabilizuesve të futur, korrigjuesit e shijes, ngjyrës dhe erës janë të rregulluara rreptësisht.
Suspensionet mikrokristaline të lëngshme të administruara nga goja (madhësia e grimcave më pak se 5 mikron) karakterizohen gjithashtu nga biodisponibilitet i lartë. Nuk është pa arsye që tretësirat ujore dhe suspensionet mikrokristaline përdoren si forma standarde të dozimit gjatë përcaktimit të shkallës së përthithjes.
Kapsulat kanë një avantazh ndaj tabletave, pasi ato ofrojnë disponueshmëri më të lartë farmaceutike dhe biologjike të substancave medicinale të përfshira. Shpejtësia dhe shkalla e përthithjes së substancave nga kapsulat ndikohet shumë nga madhësia e grimcave të përbërësit të vendosur në kapsulë dhe natyra e mbushësve (rrëshqitje, ngjyrosje, etj.) që zakonisht përdoren për të përmirësuar paketimin e përbërësve të shumtë në kapsula.
Sipas Zak A.F. (1987) kapsulat e rifampicinës 150 mg, të prodhuara nga kompani të ndryshme, ndryshojnë në shkallën e kalimit të antibiotikut në tretësirë me 2-10 herë. Gjatë krahasimit të biodisponueshmërisë së kapsulave të rifampicinës të prodhuara nga kompanitë A dhe D, u zbulua se sasia e antibiotikut në gjakun e vullnetarëve gjatë 10 orësh vëzhgimi pas marrjes së kapsulave nga kompania A ishte 2.2 herë më e lartë se pas marrjes së kapsulave nga kompania D. Nivelet maksimale të rifampicinës në rastin e parë, u përcaktuan pas 117 minutash dhe ishin 0,87 μg/ml, në të dytin - pas 151 minutash dhe barazuan 0,46 μg/ml.
Tabletat e përgatitura me komprimim mund të ndryshojnë ndjeshëm në disponueshmërinë farmaceutike dhe biologjike të substancave të përfshira, pasi përbërja dhe sasia e eksipientëve, gjendja fizike e përbërësve, veçoritë teknologjike (llojet e granulimit, presioni i shtypjes, etj.), të cilat përcaktojnë Vetitë fizike dhe mekanike të tabletave, mund të ndryshojnë ndjeshëm si shkallën e çlirimit dhe përthithjes ashtu edhe sasinë totale të substancës që arrin në qarkullimin e gjakut.
Kështu, duke pasur parasysh identitetin e përbërjes, u zbulua se biodisponibiliteti i acidit salicilik dhe fenobarbitalit në tableta varej nga madhësia e presionit të presionit; amidopirina, algin - në varësi të llojit të granulimit; prednizolon, phenacetin - nga natyra e lëngut granulues; griseofulvin dhe kinidinë - në materialin e pajisjes shtypëse (mjet shtypjeje) të makinës me precizion tabletash dhe, së fundi, parametrat e biodisponueshmërisë së fenilbutazonit dhe kinidinës në formën e tabletave vareshin nga shpejtësia e funksionimit të makinës së tabletave, duke shtypur ose duke e shtrydhur plotësisht ajrin nga masa e shtypur.
Ndonjëherë është e vështirë të kuptohet kompleksi kompleks i ndikimit të ndërsjellë të faktorëve të ndryshëm në disponueshmërinë biologjike të substancave në formën e tabletave. Megjithatë, në shumë raste është e mundur të përcaktohet me saktësi ndikimi i faktorëve specifikë në parametrat e biodisponueshmërisë. Para së gjithash, kjo ka të bëjë me dy fazat më të rëndësishme të procesit të tabletimit - granulimin dhe shtypjen.
Faza e granulimit të lagësht është më përgjegjëse për ndryshimin e vetive fizike dhe mekanike të tabletave dhe stabilitetin kimik të përbërësve. Përdorimi i substancave ndihmëse ngjitëse, rrëshqitëse, liruese në këtë fazë, përzierja, kontakti i masës së lagur me një numër të madh sipërfaqesh metalike dhe së fundi, ndryshimi i temperaturës gjatë tharjes së kokrrizave - e gjithë kjo mund të shkaktojë transformime polimorfike të ilaçeve. substanca me një ndryshim të mëvonshëm në parametrat e biodisponueshmërisë së tyre.
Kështu, shkalla dhe shkalla e përthithjes së salicilatit të natriumit në traktin gastrointestinal ndryshon ndjeshëm në varësi të llojit të granulimit ose metodës së tabletave që përdoret në prodhimin e tabletave. Me granulimin e lagësht, kinetika e përthithjes së salicilatit të natriumit karakterizohet nga një rritje e ngadaltë e përqendrimit të salicilateve në gjak, e cila nuk arrin as përqendrimin minimal efektiv (MEC). Në të njëjtën kohë, nga tabletat e marra me komprimim të drejtpërdrejtë, vërehet thithja e shpejtë dhe e plotë e salicilatit të natriumit.
Ashtu si me çdo metodë të granulimit, procesi i granulimit të lagësht lejon transformime të ndryshme të substancave medicinale - reaksione hidrolize, oksidimi, etj., gjë që çon në një ndryshim në disponueshmërinë biologjike. Një shembull është informacioni rreth tabletave me alkaloide rauwolfia. Granulimi i lagësht çon në shkatërrim të pjesshëm dhe biodisponibiliteti i tyre në formë tabletash zvogëlohet me pothuajse 20% në krahasim me tabletat e marra me komprimim të drejtpërdrejtë.
Presioni i kompresimit ndikon ndjeshëm në natyrën e lidhjes midis grimcave në tabletë, madhësinë e këtyre grimcave, mundësinë e transformimeve polimorfike, dhe për këtë arsye mund të ndryshojë ndjeshëm jo vetëm disponueshmërinë farmaceutike, por edhe parametrat farmakokinetikë dhe biodisponueshmërinë. Prania e agregateve të mëdha ose të qëndrueshme të grimcave të substancave medicinale që janë të paarritshme për përmbajtjen e traktit gastrointestinal, në fund të fundit ndikon në intensitetin e tretjes, përthithjes dhe nivelin e përqendrimit të substancës në gjak.
Kështu, në presione të konsiderueshme të presionit, formohen aglomerate të mëdha të acidit acetilsalicilik, ngurtësia e tabletave rritet dhe koha e tretshmërisë (lëshimit) të substancës zvogëlohet. Dhe një rënie në tretshmërinë e barnave të dobëta të tretshme ndikon negativisht në biodisponibilitetin e tyre.
Sipas të dhënave (Welling, I960) të studimeve biofarmaceutike në 6 klinika amerikane (Shteti i Nju Jorkut), u vu re një rritje e incidencës së goditjeve pasi filluan të përdornin tableta me fentanil (analgjezik) nga një prodhues tjetër. Doli se ky fenomen shoqërohet me një ndryshim në disponueshmërinë biologjike të tabletave të reja për shkak të një ndryshimi në natyrën e eksipientit dhe presionit të kompresimit të kristaleve të grimcuara të fentanilit.
Shumë studiues kanë treguar se tabletat e digoksinës të disponueshme në treg jashtë vendit, të prodhuara duke përdorur teknologji të ndryshme duke përdorur ekscipientë të ndryshëm dhe lloje të granulimit, mund të ndryshojnë shumë në biodisponueshmërinë - nga 20% në 70%. Problemi i biodisponueshmërisë së tabletave të digoksinës doli të ishte aq i mprehtë sa në SHBA, pas kërkimeve biofarmaceutike, u ndalua shitja e tabletave nga rreth 40 kompani prodhuese, pasi parametrat e biodisponueshmërisë së tyre rezultuan të ishin shumë të ulëta. Nga rruga, tabletat e digoksinës të prodhuara në CIS rezultuan të ishin në nivelin e mostrave më të mira botërore për sa i përket biodisponueshmërisë (Kholodov L.E. et al., 1982).
Përzgjedhja joracionale e faktorëve të ndryshueshëm (teknologjik) në prodhimin e tabletave mund të shkaktojë një rritje të efekteve anësore të natyrshme në një substancë të caktuar medicinale. Kështu, në rastin e acidit acetilsalicilik, i cili, siç dihet, kur merret nga goja shkakton gjakderdhje gastrike dhe intestinale, gjakderdhja më domethënëse është 2; 3 ml në ditë për 7 ditë shënohet pas përshkrimit të tabletave të ngjeshur pa aditivë tampon, dhe për të ashtuquajturat "të buferuara" - vetëm 0.3 ml.
Për vendin tonë, problemi i bioekuivalencës së barnave tabletë nuk është aq i rëndësishëm sa jashtë vendit, pasi tabletat me të njëjtin emër prodhohen nga një ose më rrallë dy ose tre ndërmarrje sipas të njëjtave rregullore teknologjike. Prandaj, produktet rezultojnë të jenë homogjene në të gjitha aspektet, përfshirë biodisponueshmërinë.
Gjatë përmirësimit të teknologjisë, zëvendësimit të disa eksipientëve me të tjerë, etj., Kryhen studime të detyrueshme të disponueshmërisë biologjike të substancave nga tabletat. Për shembull, gjatë prodhimit të tabletave të nitroglicerinës duke përdorur metodën e triturimit, biodisponibiliteti u bë 2.1 herë më i madh se ai i tabletave të marra duke përdorur teknologjinë e mëparshme, dhe koha për të arritur përqendrimin maksimal në gjak ishte tashmë 30 minuta (më parë 3 orë), ( Lepakhin V.K., et al., 1982).
Jashtë vendit, dallimet më domethënëse në disponueshmërinë biologjike të substancave në formën e tabletave, përveç digoksinës, u gjetën për kloramfenikol, oksitetraciklinë, tetraciklinë, hidroklorotiazid, teofilinë, riboflavin dhe disa të tjerë.
Prandaj, gjatë blerjes për import ose riprodhim të teknologjisë së tabletave sipas licencave, ekziston gjithashtu nevoja për të vendosur parametra të disponueshmërisë farmaceutike dhe veçanërisht bio. Si shembull, ne paraqesim rezultatet e një studimi (Kholodov L.E. et al., 1982) mbi disponueshmërinë biologjike të substancës anti-sklerotike 2,6-piridine-dimethanol-bismethylcarbamate nga tabletat e saj analoge prej 0.25: parmidine (përmirësimi i mikroqarkullimit në ateroskleroza e trurit dhe enëve të zemrës) (Rusi), angina (Japoni) dhe prodektina (Hungari). Është vërtetuar se përqendrimi i substancës në serumin e gjakut gjatë marrjes së parmidinës dhe angininës është afërsisht i njëjtë, ndërsa marrja e prodektinës çon në afërsisht gjysmën e përqendrimit. Përqendrimi fillestar i dukshëm C0 dhe zona nën kurbën e përqendrimit-kohë për parmidinën dhe angininën nuk ndryshojnë ndjeshëm dhe janë afërsisht dy herë më të larta se për prodektinën. Bazuar në të dhënat e marra, u konkludua se biodisponibiliteti i 2,6-piridinës dimetanol-bismethylcarbamate kur merrni Prodectin (tableta nga VNR) është afërsisht 2 herë më pak se për tabletat e parmidinës dhe angininës.
Format e dozimit rektal - supozitorë, ZhRK, mikroklizma dhe të tjera. Studimet e thelluara biofarmaceutike dhe farmakokinetike kanë krijuar avantazhe të rëndësishme të administrimit rektal të barnave të ndryshme me substanca që i përkasin pothuajse të gjitha grupeve të njohura farmakologjike.
Kështu, për parandalimin postoperativ të tromboembolizmit, rekomandohen supozitorët me butadion, administrimi i të cilëve siguron një nivel më të lartë të substancës në gjak dhe një ulje të numrit të efekteve anësore të kësaj substance sesa pas administrimit oral të tabletave (Thuele et al. ., 1981).
Administrimi rektal i indometacinës dhe fenilbutazonit siguron, përveç biodisponibilitetit të lartë, zgjatjen e veprimit të këtyre barnave anti-inflamatore (Tentsova L.I., 1974; Reinicre 1984-85).
Administrimi rektal i hidroklorurit të morfinës në një dozë prej 0.3 mg/kg tek gratë para operacioneve gjinekologjike për sa i përket biodisponibilitetit dhe efektivitetit nuk është inferior ndaj injeksioneve intramuskulare të kësaj substance (Westerling I984).
Format e dozimit rektal me preparate glikozide kardiake janë me interes të jashtëzakonshëm në rastet e mosfunksionimit të konsiderueshëm të sistemit kardiovaskular. Supozitorët, mikroklizmat dhe rektoaerosolet sigurojnë jo vetëm shpërndarjen e shpejtë të përbërësve aktivë në trup, por gjithashtu ndihmojnë në reduktimin e efekteve anësore të tyre të padëshiruara.
Kështu, strofantina dhe korglikon në supozitorët rektale (Peshekhonova L.L., 1982-84) kanë vlera shumë të larta të biodisponueshmërisë, ndërkohë që ka një reduktim të ndjeshëm të efekteve anësore të tyre të padëshiruara, karakteristike për barnat injektuese.
Vëmendje e veçantë duhet t'i kushtohet përcaktimit të parametrave të biodisponibilitetit të substancës në format e dozimit rektal për induktimin e anestezisë tek fëmijët. Një numër autorësh vërejnë një biodisponibilitet më të lartë të flunitrazepam në supozitorët rektal krahasuar me injeksionin intramuskular. Është vërtetuar se premedikimi rektal me flunitrazepam siguron përshtatje të mirë të fëmijëve ndaj anestezisë, pa efekte anësore.
Përshkruhen rezultatet e premedikimit të suksesshëm tek fëmijët me përbërje qetësuesish dhe barbituratesh në formën e supozitorëve dhe mikroklizmave.
Lloji i bazës supozitore, natyra e surfaktantit të përdorur, gjendja fizike e substancës medicinale të administruar (tretësirë, suspension, emulsion), intensiteti dhe lloji i përpunimit teknologjik (shkrirja, derdhja, shtypja, etj.) kanë një ndikim të rëndësishëm. jo vetëm në shpejtësinë dhe plotësinë e përthithjes së substancave të ndryshme nga format e dozimit rektal, por edhe në nivelin e efekteve anësore karakteristike të substancave të caktuara.
Ekziston një ndikim i rëndësishëm i natyrës së bazës së supozitorëve në disponueshmërinë farmaceutike dhe biologjike të aminofilinës, aminofilinës, diprofilinës, paracetamolit dhe substancave të tjera në supozitorë. Për më tepër, biodisponibiliteti i paracetamolit në formën e supozitorëve mund të ndryshojë nga 68% në 87% në varësi të teknologjisë së përdorur dhe bazës së supozitorëve (Feldman, 1985). Për acidin acetilsalicilik, një rënie në nivelin e eleminimit në urinë është qartë e dukshme pas administrimit te pacientët me supozitorë që përmbajnë kristale të mëdha të kësaj substance të veshura me një guaskë mbrojtëse.
Pomadat janë forma më e zakonshme e dozimit në praktikën dermatologjike. Duke futur substanca medicinale në baza të ndryshme, duke përdorur eksipientë të ndryshëm (tretësues, shpërndarës, surfaktantë, DMSO, etj.), Është e mundur të rritet ndjeshëm intensiteti (shpejtësia dhe shkalla) e përthithjes së substancave medicinale ose, anasjelltas, të zvogëlohet ndjeshëm.
Kështu, substancat sulfonamide kanë efektin më të madh terapeutik kur futen në bazat e vajit të emulsionit. Duke shtuar Tween-80, është e mundur të rritet përthithja e norsulfazolit nga baza e vajit (vazelina) nga 0.3% në 16.6%. Shtimi i surfaktantëve të ndryshëm jo-jonikë mund të rrisë në mënyrë dramatike efektin baktericid të pomadave me fenol, disa antibiotikë dhe sulfonamide.
Studimet biofarmaceutike të pomadave me fenchisol dhe pomadë Butamedrol të zhvilluara në Departamentin e Teknologjisë së Barnave të ZSMU konfirmuan varësinë e konsiderueshme të disponueshmërisë bio të përbërësve aktivë nga pomadat nga natyra e bazës së vajit. Baza e vajit të oksidit të polietilenit jo vetëm që siguroi çlirim intensiv të përbërësve, por gjithashtu kontribuoi në një nivel dukshëm më të lartë të biodisponibilitetit të kinazopirinës dhe butadionit në krahasim me bazat e tjera hidrofile dhe hidrofobike. Kur krahasojmë vajin e importuar "Butadione" (VNR) dhe pomadën "Butamedrol" të zhvilluar në departamentin (L.A. Puchkan), u vërtetua me siguri se për sa i përket fuqisë së efektit anti-inflamator, falë zgjedhjes së bazuar shkencërisht të transportuesi, ky i fundit është 1.5 herë më i lartë se ilaçi i importuar - 2.1 herë.
Stanoeva L. et al. konfirmuan ndikimin domethënës të natyrës së bazës së pomadës në biodisponibilitetin e laktatit të etakridinës në formë pomadë, një numër autorësh vendosën ndikimin e bazës së pomadës në biodisponueshmërinë e deksametazonit (Moes-Henschel 1985), acidit salicilik, etj.
Për shembull, me të njëjtën dozë të panakainës anestezike në vaj, forca e efektit analgjezik të vajit me të, në varësi të natyrës së bazës, varionte nga 10 në 30 herë.
Kështu, në një eksperiment biofarmaceutik, u vërtetua ndikimi në parametrat e disponueshmërisë farmaceutike dhe biologjike dhe lloji i formave të dozimit. Shkalla e ndikimit të formës së dozimit në proceset e çlirimit dhe përthithjes përcaktohet nga përbërja e saj, gjendja fizike e përbërësve, veçoritë teknologjike të përgatitjes dhe faktorë të tjerë të ndryshueshëm, gjë që është veçanërisht e dukshme për format e simuluara të dozimit. Sipas Gibaldi (1980), për sa i përket disponueshmërisë farmaceutike, të gjitha format kryesore të dozimit mund të renditen në rendin e mëposhtëm: solucione > suspensione mikrokristaline > RLF > kapsula > tableta > tableta të veshura me film.
Biotransformimi (metabolizmi)- ndryshimet në strukturën kimike të substancave medicinale dhe të vetive fiziko-kimike të tyre nën ndikimin e enzimave të trupit. Vetëm komponimet e jonizuara shumë hidrofile lirohen të pandryshuara. Nga substancat lipofile, përjashtim është anestezia inhaluese, pjesa kryesore e së cilës nuk hyn në reaksione kimike në trup. Ato ekskretohen nga mushkëritë në të njëjtën formë në të cilën janë futur.
Në biotransformimin e substancave medicinale marrin pjesë shumë enzima, ndër të cilat rolin më të rëndësishëm e luajnë enzimat mikrosomale të mëlçisë. Ato metabolizojnë komponimet lipofile të huaja për trupin, duke i kthyer ato në më hidrofile. Ata nuk kanë specifikë të substratit. Esenciale janë edhe enzimat jo mikrozomale të lokalizimeve të ndryshme, veçanërisht në rastet e biotransformimit të substancave hidrofile.
Ekzistojnë dy rrugë kryesore për transformimin e barnave: transformimi metabolik dhe konjugimi. Transformimi metabolik është shndërrimi i substancave përmes oksidimit, reduktimit dhe hidrolizës. Kodeina, fenacetina, klorpromazina dhe histamina i nënshtrohen oksidimit. Oksidimi ndodh për shkak të oksidazave mikrosomale me veprim të përzier me pjesëmarrjen e NADP, oksigjenit dhe citokromit P-450.
Levomicetina, hidrati kloral dhe nitrazepami i nënshtrohen restaurimit. Kjo ndodh nën ndikimin e sistemeve të nitro- dhe azidoreduktazës. Esteret (atropina, acidi acetilsalicilik, novokaina) dhe amidet (novokainamidi) hidrolizohen me pjesëmarrjen e esterazave, amilazave, fosfatazave etj.
Konjugimi është një proces biosintetik i shoqëruar nga shtimi i një numri grupesh kimike ose molekulash të përbërjeve endogjene në një substancë medikamentoze ose në metabolitët e tij. Kështu metilohen substancat (histamina, katekolaminat), acetilimi i tyre (sulfonamidet), ndërveprimi me acidin glukuronik (morfina), sulfatet (kloramfenikoli, fenoli), glutationi (paracetamol).
Në proceset e konjugimit përfshihen shumë enzima: glukuraniltransferaza, sulfo-, metil-, glutationil-s-transferaza, etj.
Konjugimi mund të jetë mënyra e vetme për të shndërruar substancat ose për të ndjekur transformimin metabolik.
Gjatë biotransformimit, substancat shndërrohen në metabolitë dhe konjugate më polare dhe më të tretshme. Kjo favorizon transformimet e tyre të mëtejshme kimike dhe gjithashtu nxit eliminimin e tyre nga trupi. Dihet se komponimet hidrofile ekskretohen nga veshkat, ndërsa komponimet lipofile në masë të madhe riabsorbohen në tubulat renale. Si rezultat i biotransformimit, substancat medicinale humbasin aktivitetin e tyre biologjik. Kështu, këto procese kufizojnë veprimin e substancave në kohë. Në patologjinë e mëlçisë, e shoqëruar me një ulje të aktivitetit të enzimave mikrosomale, rritet kohëzgjatja e veprimit të një numri substancash.
Në disa raste, transformimet kimike të substancave medicinale në trup mund të çojnë në një rritje të aktivitetit të përbërjeve që rezultojnë (imisin< 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).
Disa ilaçe shkatërrohen plotësisht në trup, por shumica ekskretohen në formën e përbërjeve të ndryshme ose në formë natyrale. . Lëshimi i substancave kryhet me ndihmën e organeve që kanë një ose një lloj tjetër aktiviteti ekzokrin. Përqendrimi i substancave në jashtëqitje gjatë ekskretimit mund të jetë dukshëm më i lartë se në plazmën e gjakut. Kjo mund të ketë një efekt terapeutik ose toksik në organet ekskretuese. Sa më fort të absorbohet një substancë në inde, aq më ngadalë ekskretohet nga trupi. Pjesa më e madhe e substancave medicinale lirohet gjatë 3-5 orëve të para, por gjurmët e disa prej tyre mund të zbulohen pas disa ditësh.
Organi që luan rolin kryesor në ekskretimin e barnave janë veshkat. Të dyja substancat e tretshme dhe të patretshme ekskretohen në urinë: kripëra të ndryshme, preparate të metaleve të rënda, përbërje yndyrore dhe aromatike, shumica e alkaloideve dhe glikozideve, terpenet, kamfori dhe vajrat esenciale. Disa prej tyre (heksametilentetramina, kamfori, amoniaku etj.), kur lirohen, mund të kenë një efekt shërues në veshkat. Vendin e dytë në procesin e çlirimit të substancave e zë trakti gastrointestinal. Gjëndrat e pështymës sekretojnë jodide, bromide dhe shumë metale të rënda. Kanali gastrointestinal sekreton komponime të metaleve të rënda, preparate arseniku, përbërje aromatike, kalcium, magnez, disa glikozide dhe alkaloide.
Shumica e substancave të paqëndrueshme, të gazta dhe të avulluara (eteri, kloroform, vajra esencialë, klorur amoni, etj.) çlirohen nga sipërfaqja e alveolave pulmonare përmes organeve të frymëmarrjes. Për shkak të zonës së madhe të alveolave pulmonare, qarkullimit të konsiderueshëm të gjakut në to dhe kalimit të ajrit nëpër mushkëri, substancat lirohen shpejt.
Gjëndrat e djersës dhe lëkura sekretojnë sasi të vogla halogjenesh, metale të rënda, arsenik, salicilate, fenol, etj. Gjatë laktacionit, sekretimi i një sërë substancash medicinale (insekticide, antibiotikë, arsenik dhe metale të rënda) nga gjëndrat e qumështit mund të jetë i disa rëndësi praktike
5. Biodisponueshmëria(shënohet me shkronjën F) në farmakokinetikë dhe farmakologji - në një kuptim të gjerë, kjo është sasia e një substance medicinale që arrin në vendin e veprimit të saj në trupin e njeriut ose të kafshëve (aftësia e ilaçit për t'u përthithur). Biodisponibiliteti është treguesi kryesor që karakterizon sasinë e humbjeve, domethënë, sa më e lartë të jetë disponueshmëria biologjike e një substance medikamentoze, aq më pak do të jenë humbjet e saj kur absorbohet dhe përdoret nga trupi.
Metoda të ndryshme përdoren për të studiuar biodisponueshmërinë e barnave. Më shpesh, kryhet një studim krahasues i ndryshimeve në përqendrimet e një ilaçi në studim dhe format standarde të dozimit në plazmën e gjakut dhe / ose urinën.
Në mënyrë tipike, biodisponibiliteti përcaktohet nga sasia e një ilaçi në gjak, domethënë sasia e dozës së administruar të barit të pandryshuar që arrin në qarkullimin sistemik dhe që është një nga karakteristikat farmakokinetike më të rëndësishme të ilaçit. Kur administrohet intravenoz, biodisponibiliteti i barit është 100%. (Por edhe në këtë rast, biodisponibiliteti mund të reduktohet me futjen e një ilaçi tjetër). Nëse medikamenti administrohet me rrugë të tjera (p.sh. me gojë), biodisponibiliteti i tij zvogëlohet si rezultat i përthithjes jo të plotë dhe metabolizmit të kalimit të parë.
Biodisponibiliteti është gjithashtu një nga parametrat thelbësorë të përdorur në farmakokinetikë, i marrë parasysh gjatë llogaritjes së regjimit të dozimit për rrugët e administrimit të barit, përveç intravenozës. Duke përcaktuar biodisponibilitetin e një ilaçi, ne karakterizojmë sasinë e substancës aktive terapeutike që ka arritur në qarkullimin sistemik të gjakut dhe bëhet e disponueshme në vendin e veprimit të saj.
Biodisponueshmëria absoluteështë raporti i biodisponueshmërisë, i përcaktuar si zona nën kurbën e përqendrimit-kohë (AUC), e një substance aktive të barit në qarkullimin sistemik pas administrimit me rrugë të ndryshme nga ajo intravenoze (orale, rektale, transdermale, nënlëkurore) me disponueshmërinë biologjike. të së njëjtës substancë medikamentoze e arritur pas administrimit intravenoz. Sasia e barit të përthithur pas administrimit jo-intravenoz është vetëm një fraksion i sasisë së barit që u përthit pas administrimit intravenoz.
Një krahasim i tillë është i mundur vetëm pas krahasimit të dozave, nëse janë përdorur doza të ndryshme për rrugë të ndryshme administrimi. Nga kjo rrjedh se çdo AUC rregullohet duke ndarë dozën e duhur.
Për të përcaktuar biodisponueshmërinë absolute të një bari të caktuar, kryhet një studim farmakokinetik për të marrë një grafik të përqendrimit të barit kundrejt kohës për administrim intravenoz dhe jo-intravenoz. Me fjalë të tjera, biodisponueshmëria absolute është AUC për dozën e rregulluar kur AUC e marrë për administrim jo-intravenoz ndahet me AUC-në e marrë pas administrimit intravenoz (IV). Formula për llogaritjen e vlerës F për një ilaç të caktuar të administruar nga goja është si më poshtë.
[AUC] nga * DOZA IV
F= ───────────────
[AUC] IV * DOZA nga
Një medikament i administruar në mënyrë intravenoze ka një vlerë biodisponueshmërie prej 1 (F=1), ndërsa një medikament i administruar në rrugë të tjera ka një vlerë absolute të biodisponueshmërisë më të vogël se një.
Biodisponueshmëria relative- kjo është AUC e një bari të caktuar, i krahasueshëm me një formë tjetër me recetë të të njëjtit medikament, i pranuar si standard ose i futur në trup në një mënyrë tjetër. Kur standardi përfaqëson një medikament të administruar në mënyrë intravenoze, kemi të bëjmë me biodisponueshmëri absolute.
[AUC] nga * DOZA IV
biodisponueshmëria relative = ───────────────
[AUC] IV * DOZA nga
Për të përcaktuar biodisponueshmërinë relative, mund të përdoren të dhëna për nivelin e barit në gjak ose ekskretimin e tij në urinë pas një administrimi të vetëm ose të përsëritur. Besueshmëria e rezultateve të marra rritet ndjeshëm kur përdoret një metodë kërkimore e kryqëzuar, pasi kjo eliminon dallimet që lidhen me ndikimin e gjendjes fiziologjike dhe patologjike të trupit në disponueshmërinë bio të substancës së drogës.
Faktorët që ndikojnë në biodisponueshmërinë. Biodisponibiliteti absolut i disa barnave të administruara në rrugë jovaskulare është zakonisht më pak se uniteti (F ‹ 1.0). Faktorë të ndryshëm fiziologjikë reduktojnë biodisponibilitetin e barnave përpara se të hyjnë në qarkullimin sistemik. Këta faktorë përfshijnë:
ndërveprim me medikamente të tjera (antacide, alkool, nikotinë),
ndërveprim me produkte të caktuara ushqimore (lëng grejpfrut, pomelo, lëng boronicë).
vetitë fizike të barit, në veçanti hidrofobia, shkalla e shpërbërjes në jone, tretshmëria),
format e dozimit të barit (lëshimi i menjëhershëm, përdorimi i eksipientëve, metodat e prodhimit, lëshimi i modifikuar - i vonuar, i zgjatur ose i zgjatur,
nëse ilaçi është administruar me stomakun bosh ose pas një vakt,
dallimet gjatë ditës,
shkalla e zbrazjes së stomakut,
induksion/frenim nga barna ose ushqime të tjera:
proteinat bartëse, substrat për proteinën bartëse (p.sh. P-glikoproteina).
gjendja e traktit gastrointestinal, funksioni dhe morfologjia e tij.
Induksioni nga enzimat manifestohet si një rritje në shkallën metabolike, për shembull, fenitoina (një ilaç antiepileptik) indukton citokromet CYP1A2, CYP2C9, CYP2C19 dhe CYP3A4.
Frenimi i enzimës karakterizohet nga një ulje e shkallës metabolike. Për shembull, lëngu i grejpfrutit pengon funksionin e CYP3A → kjo shoqërohet me një rritje të përqendrimit të nifedipinës.
Shumica e substancave medicinale në trup pësojnë transformime (biotransformim). Bëhet dallimi ndërmjet transformimit metabolik (oksidimi, reduktimi, hidroliza) dhe konjugimi (acetilimi, metilimi, formimi i përbërjeve me acid glukuronik, etj.). Prandaj, produktet e transformimit quhen metabolitë dhe konjugate. Në mënyrë tipike, një substancë i nënshtrohet fillimisht transformimit metabolik dhe më pas konjugimit. Metabolitët, si rregull, janë më pak aktivë se përbërësit mëmë, por ndonjëherë janë më aktivë (më toksikë) se substancat mëmë. Konjugatët janë zakonisht joaktive.
Shumica e barnave i nënshtrohen biotransformimit në mëlçi nën ndikimin e enzimave të lokalizuara në rrjetin endoplazmatik të qelizave të mëlçisë dhe të quajtura enzima mikrosomale (kryesisht izoenzimat e citokrom P-450).
Këto enzima veprojnë mbi substancat lipofile jopolare, duke i kthyer ato në komponime polare hidrofile që ekskretohen më lehtë nga trupi. Aktiviteti i enzimave mikrosomale varet nga gjinia, mosha, sëmundjet e mëlçisë dhe efekti i disa medikamenteve.
Kështu, tek meshkujt aktiviteti i enzimeve mikrosomale është pak më i lartë se tek femrat (sinteza e këtyre enzimave stimulohet nga hormonet seksuale mashkullore). Prandaj, meshkujt janë më rezistent ndaj veprimit të shumë substancave farmakologjike.
Tek të porsalindurit, sistemi i enzimave mikrosomale është i papërsosur, prandaj, një numër ilaçesh (për shembull, kloramfenikoli) nuk rekomandohet të përshkruhen në javët e para të jetës për shkak të efektit të tyre toksik të theksuar.
Aktiviteti i enzimave mikrosomale të mëlçisë zvogëlohet në pleqëri, kështu që shumë ilaçe u përshkruhen personave mbi 60 vjeç në doza më të ulëta në krahasim me njerëzit e moshës së mesme.
Në sëmundjet e mëlçisë, aktiviteti i enzimave mikrosomale mund të ulet, biotransformimi i barnave ngadalësohet dhe efekti i tyre intensifikohet dhe zgjatet.
Ekzistojnë substanca të njohura medicinale që nxisin sintezën e enzimave mikrosomale të mëlçisë, për shembull, fenobarbital, griseofulvin, rifampicin. Induksioni i sintezës së enzimave mikrosomale gjatë përdorimit të këtyre substancave medicinale zhvillohet gradualisht (mbi rreth 2 javë). Kur ilaçe të tjera (për shembull, glukokortikoidet, kontraceptivët oralë) përshkruhen njëkohësisht, efekti i këtyre të fundit mund të dobësohet.
Disa barna (cimetidina, kloramfenikoli, etj.) zvogëlojnë aktivitetin e enzimave mikrosomale të mëlçisë dhe për këtë arsye mund të rrisin efektin e barnave të tjera.
Eliminimi (ekskretimi)
Shumica e barnave ekskretohen nga trupi përmes veshkave të pandryshuara ose në formën e produkteve të biotransformimit. Substancat mund të hyjnë në tubulat renale kur plazma e gjakut filtrohet në glomerulat renale. Shumë substanca sekretohen në lumenin e tubulave proksimale. Sistemet e transportit që ofrojnë këtë sekret nuk janë shumë specifikë, kështu që substanca të ndryshme mund të konkurrojnë për t'u lidhur me sistemet e transportit. Në këtë rast, një substancë mund të vonojë sekretimin e një substance tjetër dhe në këtë mënyrë të vonojë largimin e saj nga trupi. Për shembull, kinidina ngadalëson sekretimin e digoksinës, rritet përqendrimi i digoksinës në plazmën e gjakut dhe mund të shfaqet efekti toksik i digoksinës (aritmi, etj.).
Substancat lipofile jopolare në tubula i nënshtrohen përthithjes së kundërt (riabsorbimit) nga difuzioni pasiv. Komponimet polare hidrofile riabsorbohen dobët dhe ekskretohen nga veshkat.
Heqja (ekskretimi) e elektroliteve të dobëta është drejtpërdrejt proporcionale me shkallën e jonizimit të tyre (përbërjet e jonizuara riabsorbohen pak). Prandaj, për të përshpejtuar heqjen e përbërjeve acidike (për shembull, derivatet e acidit barbiturik, salicilatet), reaksioni i urinës duhet të ndryshohet në anën alkaline, dhe për të hequr bazat, në anën acidike.
Përveç kësaj, substancat medicinale mund të ekskretohen përmes traktit gastrointestinal (ekskretimi me biliare), me sekrecione të djersës, pështymës, bronkeve dhe gjëndrave të tjera. Drogat e paqëndrueshme lirohen nga trupi përmes mushkërive me ajër të nxjerrë.
Tek gratë gjatë ushqyerjes me gji, substancat medicinale mund të sekretohen nga gjëndrat e qumështit dhe të hyjnë në trupin e foshnjës me qumësht. Prandaj, nënave në gji nuk duhet t'u përshkruhen medikamente që mund të ndikojnë negativisht tek foshnja.
Biotransformimi dhe sekretimi i barnave quhen kolektivisht si "eliminim". Për të karakterizuar eliminimin, përdoret konstanta e eliminimit dhe periudha e gjysmës së jetës.
Konstanta e eliminimit tregon se sa një substancë eliminohet për njësi të kohës.
Gjysma e jetës është koha gjatë së cilës përqendrimi i një substance në plazmën e gjakut zvogëlohet përgjysmë.
Biotransformimi, ose metabolizmi, kuptohet si një kompleks transformimesh fiziko-kimike dhe biokimike të barnave, gjatë të cilave formohen substanca polare të tretshme në ujë (metabolitë), të cilat ekskretohen më lehtë nga trupi. Në shumicën e rasteve, metabolitët e barit janë më pak biologjikisht aktivë dhe më pak toksikë se përbërësit mëmë. Megjithatë, biotransformimi i disa substancave çon në formimin e metabolitëve që janë më aktivë në krahasim me substancat e futura në trup.
Ekzistojnë dy lloje të reaksioneve të metabolizmit të drogës në trup: jo sintetike dhe sintetike. Reaksionet jo sintetike të metabolizmit të barnave mund të ndahen në dy grupe: ato të katalizuara nga enzimat e rrjetës endoplazmatike (mikrozomale) dhe ato të katalizuara nga enzimat e lokalizimit të tjerë (jo mikrozomale). Reaksionet jo sintetike përfshijnë oksidimin, reduktimin dhe hidrolizën. Reaksionet sintetike bazohen në konjugimin e barnave me substrate endogjene (acidi glukuronik, sulfatet, glicina, glutationi, grupet metil dhe uji). Kombinimi i këtyre substancave me ilaçet ndodh përmes një numri grupesh funksionale: hidroksil, karboksil, aminë, epoksi. Pas përfundimit të reagimit, molekula e drogës bëhet më polare dhe, për rrjedhojë, më e lehtë për t'u hequr nga trupi.
Të gjitha barnat e administruara nga goja kalojnë nëpër mëlçi përpara se të hyjnë në qarkullimin sistemik, kështu që ato ndahen në dy grupe - me pastrim hepatik të lartë dhe të ulët. Substancat medicinale të grupit të parë karakterizohen nga një shkallë e lartë e nxjerrjes nga gjaku nga hepatocitet.
Aftësia e mëlçisë për të metabolizuar këto barna varet nga shpejtësia e rrjedhjes së gjakut. Pastrimi hepatik i barnave të grupit të dytë nuk varet nga shpejtësia e qarkullimit të gjakut, por nga kapaciteti i sistemeve enzimatike të mëlçisë që metabolizojnë këto barna. Kjo e fundit mund të ketë një shkallë të lartë (difeninë, kinidinë, tolbutamid) ose të ulët të lidhjes me proteinat (teofilinë, paracetamol).
Metabolizmi i substancave me pastrim të ulët hepatik dhe lidhje të lartë të proteinave varet kryesisht nga shpejtësia e lidhjes së tyre me proteinat dhe jo nga shpejtësia e rrjedhjes së gjakut në mëlçi.
Biotransformimi i barnave në organizëm ndikohet nga mosha, gjinia, mjedisi, dieta, sëmundjet etj.
Mëlçia është organi kryesor i metabolizmit të barnave, kështu që çdo gjendje patologjike e saj ndikon në farmakokinetikën e barnave. Në cirrozën e mëlçisë dëmtohet jo vetëm funksioni i hepatociteve, por edhe qarkullimi i tij i gjakut. Në këtë rast, farmakokinetika dhe biodisponibiliteti i barnave me klirens të lartë hepatik ndryshon veçanërisht.Rritja e biodisponueshmërisë së barnave me klirens të lartë hepatike kur administrohen nga goja nga pacientët me cirrozë të mëlçisë shpjegohet, nga njëra anë, me një ulje të metabolizmi, nga ana tjetër, nga prania e anastomozave portakavale përmes të cilave ilaçi hyn në qarkullimin sistemik, duke anashkaluar mëlçinë. Metabolizmi i barnave me pastrim të lartë hepatik të administruar në mënyrë intravenoze reduktohet në pacientët me cirrozë, por shkalla e këtij reduktimi ndryshon shumë. Luhatja e këtij parametri ka shumë të ngjarë të varet nga aftësia e hepatociteve për të metabolizuar ilaçet në varësi të natyrës së rrjedhës së gjakut në mëlçi. Me cirrozë ndryshon edhe metabolizmi i substancave me klirens të ulët hepatik, si teofilina dhe diazepami. Në raste të rënda, kur përqendrimi i albuminës në gjak zvogëlohet, metabolizmi i barnave acidike që lidhen në mënyrë aktive me proteinat (për shembull, fenitoina dhe tolbutamidi) riorganizohet, pasi përqendrimi i fraksionit të lirë të barnave rritet. Në përgjithësi, në sëmundjet e mëlçisë, pastrimi i barit zakonisht zvogëlohet dhe gjysma e jetës së ilaçit rritet si rezultat i uljes së fluksit hepatik të gjakut dhe ekstraktimit nga hepatocitet dhe një rritje të vëllimit të shpërndarjes së barit. Nga ana tjetër, një rënie në nxjerrjen e drogës nga hepatocitet është për shkak të një rënie në aktivitetin e enzimave mikrosomale. Ekziston një grup i madh substancash që përfshihen në metabolizmin hepatik, duke aktivizuar, shtypur dhe madje shkatërruar cigokromin P 450. Këto të fundit përfshijnë ksikainë, sovkainë, benkainë, inderal, visken, eraldin, etj. Më domethënës është grupi i substancave që nxisin sintezën e proteinave enzimatike në mëlçi, me sa duket me pjesëmarrjen e NADPH.H 2 -citokrom P 450 reduktaza, citokromi P 420, N- dhe 0-demetilazat e mikrozomeve, Mg2+, Ca2+, Jonet Mn2+. Këto janë hexobarbital, fenobarbital, pentobarbital, fenilbutazon, kafeinë, etanol, nikotinë, butadion, antipsikotikë, amidopirina, klorciklizinë, difenhidraminë, meprobamat, antidepresivë triciklikë, benzonal, kinininetikide dhe shumë, Është treguar se glukuronil transferaza është e përfshirë në aktivizimin e enzimave të mëlçisë nga këto substanca. Në të njëjtën kohë, sinteza e ARN-së dhe proteinave mikrosomale rritet. Induktorët përmirësojnë jo vetëm metabolizmin e barnave në mëlçi, por edhe sekretimin e tyre në biliare. Për më tepër, metabolizmi jo vetëm i barnave të administruara së bashku me to është i përshpejtuar, por edhe i vetë nxitësve.
Biotransformim jo mikrozomal.
Megjithëse enzimat jo mikrozomale janë të përfshira në biotransformimin e një numri të vogël barnash, ato ende luajnë një rol të rëndësishëm në metabolizëm. Të gjitha llojet e konjugimit, me përjashtim të glukuronidit, reduktimit dhe hidrolizës së barnave, katalizohen nga enzimat jo mikrozomale. Reaksione të tilla kontribuojnë në biotransformimin e një numri ilaçesh të zakonshme, duke përfshirë acidin acetilsalicilik dhe sulfonamidet. Biotransformimi jo mikrozomal i barnave ndodh kryesisht në mëlçi, por gjithashtu ndodh në plazmën e gjakut dhe inde të tjera.
Kur administrohen nga goja, barnat e absorbuara nga mukoza e zorrëve fillimisht hyjnë në sistemin portal dhe vetëm më pas hyjnë në qarkullimin sistemik. Reaksione metabolike intensive dhe të shumta ndodhin tashmë në muret e zorrëve (pothuajse të gjitha reaksionet e njohura sintetike dhe jo sintetike). Për shembull, isadrin i nënshtrohet konjugimit me sulfate, hydralazina i nënshtrohet acetilimit. Disa barna metabolizohen nga enzima jospecifike (penicilinat, aminazat) ose bakteret e zorrëve (metotreksat, levodopa), të cilat mund të kenë një rëndësi të madhe praktike. Kështu, në disa pacientë, përthithja e klorpromazinës zvogëlohet në minimum për shkak të metabolizmit të saj të rëndësishëm në zorrë. Është ende e nevojshme të theksohet se proceset kryesore të biotransformimit ndodhin në mëlçi.
Metabolizmi i barnave para se të hyjnë në qarkullimin sistemik kur kalojnë nëpër muret e traktit gastrointestinal dhe mëlçisë quhet "efekti i kalimit të parë". Shkalla e metabolizmit të kalimit të parë të barnave përcaktohet nga kapaciteti metabolik i enzimave për një ilaç të caktuar, shpejtësia e reaksioneve metabolike dhe përthithja. Nëse një medikament administrohet nga goja në një dozë të vogël, dhe kapaciteti i enzimës dhe shkalla metabolike janë të rëndësishme, atëherë pjesa më e madhe e ilaçit biotransformohet, duke zvogëluar kështu biodisponueshmërinë e tij. Me rritjen e dozës së barit, sistemet enzimatike të përfshira në metabolizmin e kalimit të parë mund të ngopen dhe biodisponibiliteti i barit rritet.
Largimi i barnave nga trupi.
Ka disa mënyra të largimit (ekskretimit) të barnave dhe metabolitëve të tyre nga trupi. Ato kryesore përfshijnë ekskretimin me feces dhe urinë; më pak i rëndësishëm është sekretimi me ajër, djersë, pështymë dhe lëng loti.
Ekskretimi në urinë
Për të vlerësuar shkallën e sekretimit të një ilaçi në urinë, përcaktohet pastrimi i tij renal:
Clr = 
ku Cu është përqendrimi i substancës në urinë dhe Cp në plazmë (µg/ml ose ng/ml), dhe V është shpejtësia e daljes së urinës (ml/min).
Ilaçet ekskretohen në urinë me anë të filtrimit glomerular dhe sekretimit tubular. Rëndësi të madhe ka edhe rithithja e tyre në tubulat e veshkave. Gjaku që hyn në veshka filtrohet në glomerula. Në këtë rast, substancat medicinale depërtojnë përmes murit kapilar në lumenin e tubave. Filtrohet vetëm ajo pjesë e barit që është në gjendje të lirë. Ndërsa kalon nëpër tubula, një pjesë e barit riabsorbohet dhe kthehet në plazmën e gjakut. Shumë ilaçe sekretohen në mënyrë aktive nga kapilarët dhe lëngu peritubular në lumenin e tubave. Në insuficiencën renale zvogëlohet filtrimi glomerular dhe dëmtohet eliminimi i barnave të ndryshme, gjë që çon në rritjen e përqendrimit të tyre në gjak. Doza e barnave që ekskretohen në urinë duhet të reduktohet ndërsa uremia përparon. Sekretimi tubular i acideve organike mund të bllokohet nga probenecidi, gjë që çon në një rritje të gjysmës së jetës së tyre. PH i urinës ndikon në ekskretimin e disa acideve dhe bazave të dobëta nga veshkat, të parat ekskretohen më shpejt kur urina është alkaline dhe të dytat kur urina është acide.
Ekskretimi me biliare. Nga mëlçia, substancat medicinale në formën e metabolitëve ose të pandryshuara hyjnë në biliare në mënyrë pasive ose me ndihmën e sistemeve aktive të transportit. Më pas, barnat ose metabolitët e tyre ekskretohen nga trupi me feces. Nën ndikimin e enzimave gastrointestinale ose mikroflora bakteriale, ato mund të shndërrohen në përbërës të tjerë, të cilët ripërthithen dhe dërgohen sërish në mëlçi, ku i nënshtrohen një cikli të ri transformimesh metabolike. Ky cikël quhet qarkullim enterohepatik. Ekskretimi i barnave me biliare ndikohet nga pesha molekulare e komponimeve, natyra e tyre kimike, gjendja e hepatociteve dhe traktit biliar dhe intensiteti i lidhjes së barnave me qelizat e mëlçisë.
Pastrimi hepatik i barnave mund të përcaktohet duke ekzaminuar përmbajtjen duodenale të marrë duke përdorur një sondë. Shkalla e sekretimit të barnave me biliare është veçanërisht e rëndësishme të merret parasysh kur trajtohen pacientët me dështim të mëlçisë, si dhe sëmundjet inflamatore të traktit biliar.
Ekskretimi me qumësht. Shumë barna mund të ekskretohen në qumështin e gjirit. Në mënyrë tipike, përqendrimi i barnave në qumështin e nënës është shumë i ulët për të pasur një efekt tek i porsalinduri. Megjithatë, në disa raste, sasia e ilaçit të përthithur në qumësht mund të jetë e rrezikshme për fëmijën.
Qumështi i gjirit është pak më acid (pH7) se plazma e gjakut, kështu që substancat me veti të dobëta bazë që bëhen më të jonizuara me uljen e pH mund të gjenden në qumësht në përqendrime të barabarta ose më të larta se në plazmën e gjakut. Barnat që nuk janë elektrolite depërtojnë lehtësisht në qumësht pavarësisht nga pH e mediumit.
Nuk ka informacion për sigurinë e shumë barnave për të sapolindurit, kështu që farmakoterapia tek gratë infermierore duhet të kryhet me kujdes ekstrem.
