Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Биофармацевтический анализ процессов метаболизма лекарственных средств. Монография
.pdf
31
осуществили с помощью ионообменной ВЭЖХ и моноклональных антител [61].
Более востребованы, точны и удобны косвенные методы определения активности МО. Они основаны на исследовании фармакокинетики лекарственных тест-препаратов метаболических систем
(табл. 2.2). Необходимо отметить, что механизмы окисления разных
ЛП одинаковы, катализ этих реакций осуществляется одними и теми
же ферментами, активность которых генетически детерминирована.
Эти факты создали предпосылки для использования «метаболического
маркера», по скорости окисления которого можно охарактеризовать
активность окислительных ферментов данного человека [33].
Таблица 2.2
Лекаственные средства, рекомендуемые в качестве маркерных
субстратов для фенотипирования изофермента
цитохрома Р450 in vivo и in vitro [41]
Изофермент цито-
хрома Р450
Рекомендуемые
«маркерные»
субстраты
Возможные
«маркерные»
субстраты
1 2 3
in vivo
CYP1A2
Кофеин
Теофиллин
CYP2B6
Бупрапион
–
CYP2C8
–
Паклитаксел
CYP2C9
Толбутамид
Флубипрофен
Диклофенак
Фенитоин
Варфарин
CYP2C19
Мефенитоин
Омперазол
–
CYP2D6
Дебризохин
Дексраметорфан
Метопролол
CYP2E1
Хлорзоксазон
–
CYP3A4
Мидазолам
Симвастатин
Атровастатин
Лидокаин

32
Окончание табл. 2.2
1 2 3
in vitro
CYP1A2
Этоксиресорифирин
Фенацетин
Кофеин
Теофиллин
Метоксиресоруфенил
CYP1A6
Кумарин
–
CYP2B6
S – мефенитоин
Бупропион
CYP2C8
Паклитаксел
–
CYP2C9
S – варфарин
Диклофенак
Толбутамид
CYP2C19
S – мефенитоин
Омперазол
–
CYP2D6
Буфуралол
Дексометорфан
Метопролол
Дебризохин
Кодеин
CYP2E1
Хлороксазон
4 – Нитрофенол
CYP3A4
Мидтиназолам
Тестостерон
Нифедипин
Фелодипин
Циклоспорин
Эритромицин
Симвастатин
Фенотипирование ферментов биотрансформации используется
для экспертизы новых ЛС и определения возможного фармакокинетического взаимодействия с другими препаратами на уровне биотрансформации. В настоящее время имеются данные о индуцирующем или
ингибирующем действии ЛС на активность ферментов, а также какими изоферментами цитохрома Р450 метаболизируется тот или иной
препарат. Все эти исследования проводились in vitro и in vivo [41]. Такая информация позволяет избежать опасных межлекарственных взаимодействий на уровне биотрансформации, прогнозировать влияние
наследственных факторов на биотрансформацию, зная, что данный
препарат метаболизируется генетически полиморфным изоферментом
цитохрома Р450.
Активность ферментов оценивают также по фармакокинетическим параметрам тест-препаратов: периоду элиминации, метаболическому клиренсу и др. Наиболее часто из них применяется такой фар-

33
макокинетический параметр, как период полувыведения [61]. Однако
используемые лекарственные препараты должны отвечать ряду требований и условий, таким как полный метаболизм, независимость от
скорости кровотока, минимальное выделение почками в неизменном
виде, отсутствие связывания с белками плазмы и др. [76]. Параметры
фармакокинетики ЛС часто отличаются на индивидуальном уровне, и
сочетающееся определение концентраций ЛС и их метаболитов указывают, что различия параметров фармакокинетики в основном связаны с разной скоростью биотрансформации. В табл. 2.3 показаны ЛС,
применявшиеся для фенотипирования некоторых изоферментов цитохрома Р450.
Таблица 2.3
ЛС и их метаболиты, применявшиеся для фенотипирования
некоторых изоферментов цитохрома Р450 [41]
Изофермент
цитохрома
Р450
Лекарственное
средство
Определяемый
метаболит
CYP2D6
Дебризохин
4-Гидроксидебризохин
Декстрорфан
Декстрометорфан
Спартеин
2-Дегидроспартеин
5-Дегидроспартеин
CYP2C19
S – Мефенитоин
4-Гидроксимефенитоин
Омперазол
5-Гидроксиомперазол
CYP2B6
S – Мефенитоин
N-Деметилмефенитоин
CYP2E1
Хлороксазон
6-Гидроксихлороксазон
CYP1A2
Фенацетин
О-Демитилфенацетин
Феназон
4-Гидроксифеназон
Кофеин
3-Деметилкофеин
CYP2C8
CYP3A4
CYP2A6
Паклитаксел
6-Гидроксипаклитаксел
Кумарин
7-Гидроксикумарин
Дапсон
Дапсон гидроксиламин
Тестостерон
6-Гидрокситестостерон
Лидокаин
Моноэтилглицинксилилидид
Нифедипин
2,6-Димети-4-(2-нитрофенол)-
3,5-пиридинкарбоксилат
Эритромицин
N-Деметилэритромицин
Кортизол
6-Гидроксикортизол

34
В качестве тест-препаратов для оценки активности микросомальных оксидаз (МО) было предложено много лекарств, подвергающихся гидроксилированию, окислению по сере и азоту, деалкилированию [33, 92]. Это такие препараты, как антипирин, изониазид, бутадион, барбамил, диазепам, амидопирин, гексобарбитал, хинин, теофилин, варфарин и др. [33, 76]. В табл. 2.4 приведены диапазоны периода
полувыведения некоторых ЛП, подвергающихся метаболическому
окислению. Некоторые из них, такие как варфарин, хинин, бутадион,
не могут точно отображать активность МО вследствие значительного
связывания с белками плазмы и образования депо лекарственного вещества.
Популяционные исследования, в которых в качестве тестпрепаратов использовался дебризохин (метаболическое отношение в
моче дебризохина к 4-гидроксидебризохину), а также спартеин (отношение спартеина к 2- и 5-дигидроспартеину), выявили бимодальное
распределение по метаболическому отношению. Исследования показали, что при использовании обоих маркеров слабые метаболизаторы
являлись гомозиготами по рецессивному гену, а быстрые метаболизаторы либо гетерозиготные, либо гомозиготные по доминантному гену
[32, 93].
Таблица 2.4
Диапазон периода полувыведения t
½
у здоровых людей
препаратов, подвергающихся метаболическому окислению [33]
Лекарственные вещества
Интервал периода
полувыведения t½, ч
Антипирин
5–22
Бутадион (фенилбутазон)
30–175
Варфарин
15–70
Диазепам
9–53
Дикумарин
7–74
Дифенин (фенитоин)
10–42
Индометацин (метиндол)
4–12
Карбамазепин
18–55
Нортриптилин
15–90
Пиридинолкарбамат
3–22
Толбутамид
3–19

35
Дебризохин и спартеин не применяются в фармакотерапевтической практике в настоящее время, но выявление полиморфизма окисления по их метаболизму создало предпосылки для поиска новых маркеров. Известно около двадцати препаратов, из которых наиболее широко в практике биофармацевтического анализа применяется антипирин [32, 41].
При фенотипировании активности процессов окисления антипирином было получено тримодальное распределение фенотипов
окисления – быстрый, средний и медленный [94].
Антипириновый тест является наиболее удобным, надежным,
широко распространенным методом [33, 94–97]. Этот тест-препарат
малотоксичен, быстро и полностью всасывается в желудочнокишечном тракте, незначительно связывается с белками плазмы, полностью превращается в печени и незначительно элиминируется почками в неизменном виде [95, 98]. Антипириновый тест основан на
определении концентрации препарата в крови или слюне через равные
промежутки времени после его перорального или внутривенного введения. При использовании в качестве биологического материала крови
требуется неоднократная пункция вены в течение суток, что является
травматичной и болезненной процедурой. В связи с этим были разработаны методы с использованием боисубстратов, полученных неинвазивным путем, например, слюной и мочой [98].
Спектрофотометрические методики определения антипирина в
биологических жидкостях являются простыми и хорошо воспроизводимыми в клинических условиях. Однако результаты исследований
могут искажаться вследствие присутствия неидентифицированных
компонентов или влияния других лекарственных препаратов. В связи
с этим с целью повышения точности антипиринового теста необходимо исключить употребление ряда ЛП, имеющих сходное химическое
строение (НПВС), а также веществ, вызывающих индукцию или ингибирование активности ферментов МОС. Кроме того, необходимо проведение контрольного эксперимента при исследовании слюны или мочи до приема тест-препарата. Вышеуказанные недостатки антипиринового теста можно исключить, используя хроматографические методы. Их чувствительность позволяет использовать антипирин в меньших дозах, кроме того, эти методы позволяют количественно определить не только сам тест-препарат, но и его возможные метаболиты.
Это является особенно важным вследствие того, что МОС печени содержит различные по активности и субстратной специфичности изо-

36
формы цитохрома Р450. Однако описанные в литературе методы
определения антипирина в биологических жидкостях при использовании методов ВЭЖХ и предусматривает длительность пробоподготовки с применением экстракции и диализа [99].
В монооксигеназной системе происходит I фаза метаболизма:
антипирин гидроксилируется с образованием следующих метаболитов: 3-гидроксиметилантипирина, норантипирина, 4-гидроксиантипирина, 4´-гидроксиантипирина, карбоксиатипирина, 4,4´-дигидроксиантипирина. Их разнообразие обусловлено участием в окислении антипирина различных изоформ цитохрома Р450 (рис. 2.3) [95].
Затем, во II фазе метаболизма, образовавшиеся продукты по действием УДФ-глюкуронил- и сульфотрансфераз превращаются в соответствующие коньюгаты и легко экскретируются с мочой.
N
N
O
H3C
N
N
O
H3C
H3C
N
N
O
H3C
H3C
N
N
O
H
H3C
N
N
O
H3C
H3C
N
N
O
H3C
H3C
N
N
O
H3C
HOH2C
HOOC
OH
OH
I
II
III
IV
V
VI
VII
OH
OH
Рис. 2.3. Продукты гидроксилирования антипирина [42]: I – антипирин; II – 3-гидроксиметилантипирин; III – норантипирин; IV – гидроксиантипирин; V – 4-гидроксиантипирин; VI – карбоксиантипирин;
VII – дигидроксиантипирин [95]

37
В литературе описаны методики определения метаболитов антипирина методами тонкослойной хроматографии [100], колоночного
разделения [61], радиоиммунологическим методом [61]. Однако эти
методы находят ограниченное применение в клинической практике
вследствие трудоемкости, громоздкости и неоснащенности клинических лабораторий [95].
В последнее время для фенотипирования активности ферментов
системы цитохромов Р450 используются методы высокоэффективной
жикостной хроматографии с использованием в качестве тестпрепаратов лекарственных веществ – верапамила, ловастатина, метопролола и др. [101–103]. Тем не менее использование антипирина до
сих пор наиболее актуально и удобно вследствие того, что он относится к числу лекарств, концентрации которых в слюне и плазме близки,
а также коррелируют между собой [66, 98–100].
Однако даже универсальные хроматографические методы имеют свои недостатки и ограничения, а именно доза антипирина должна
быть в пределах 250–1000 мг, метаболиты, экскретируемые с мочой,
должны быть «конечными» и не вступать в дальнейшие превращения,
причем мочу или слюну нужно собирать в течение большого количества времени (24–48 ч). Еще менее точные результаты дают методы с
использованием в качестве биожидкости крови и других биологических жидкостей [98].
Было установлено, что больные сахарным диабетом 2 типа по
активности цитохромов P450 распределяются на две фенотипические
группы: средний (22 %) и медленный фенотип окисления (78 %).
В сравнении со здоровыми, которые распределяются тримодально:
быстрый (21 %), средний (43 %) и медленный фенотипы (36 %).
У больных сахарным диабетом 2 типа с увеличением длительности заболевания, наличием декомпенсации и стадий микро- и макроальбуминурии замедляется элиминация тест-препарата окисления антипирина [100–103].

38
CH
3
C
O
S CoA +
H2N
R
NAT
N
R
CH3C
O
H
+ CoASH
Глава 3. РЕАКЦИИ II ФАЗЫ БИОТРАНСФОРМАЦИИ
ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ.
АЦЕТИЛИРОВАНИЕ
Процесс химической модификации (метаболизма) ксенобиотков
проходит, как правило, в две фазы. В первой фазе экзогенные соединения претерпевают значительные структурные изменения, в результате которых у метаболитов появляются полярные группы, что способствует лучшему их растворению в водной среде и ускоряет выведение ксенобиотика из организма. Во второй фазе (фаза конъюгации)
происходит присоединение к этим группам эндогенных веществ. В результате этих реакций синтеза (соединения с группировками эндогенных молекул) образуются метаболиты более сложной структуры, высокополярные, хорошо растворимые в воде и способные выводится
биологическими жидкостями [104, 105].
Pеакции II фазы (синтетические реакции) заключаются в соединении (конъюгации) ЛС и/или его метаболитов с эндогенными веществами организма человека. Для вступления в реакцию II фазы молекула должна обладать химически активным радикалом, к которому
может присоединится конъюгирующая молекула. Тип реакции конюгации зависит прежде всего от химической структуры субстрата.
Среди них гликозилирование, сульфирование, метилирование, ацетилирование и конъюгация с аминокислотами или глутатионом. Общая
характеристика реакций конъюгации ксенобиотиков представлена в
табл. 3.1 [104].
Одним из ферментов II фазы биотрансформации является
N-ацетилтрансфераза (NAT). N-ацетилирование – основной путь биотрансформации для ароматических аминов, ксенобиотиков, в том числе и лекарств, содержащих аминогруппы:

39
Таблица 3.1
Лекарственные средства – субстраты для реакций II фазы метаболизма
Тип коньюгации
Коньюгируемая
эндогенная суб-
станция
Фермент
(трансфераза)
Типы субстратов
Лекарственные средства
Глюкуронирование
УДФ-
глюкуроновая
кислота
УДФ-Гликуронил-
трансфераза
(микросомы)
Фенолы, спирты, гид-
роксиламины, кар-
боксилкислоты, суль-
фонамиды
Морфин, диазепам, дигоксин, ацетаминофен, налор-
фин, сульфаниламиды
Ацетилирование
Ацетил-КоА
N-ацетилтрансферазы
NAT1, NAT2 (цитозоль)
Амины
Сульфаниламиды, изони-
азид, клоназепам, дапсон,
прокаинамид, гидралазин
Конъюгация с глу-
татионом
Глутатион
Глутатион-SH-S-
трансфераза
(цитозоль, микросомы)
Эпоксиды, аренокси-
ды, гидроксиламины
Этакриновая кислота, аце-
таминофен
Метилирование
S-аденозил-
метионин
Метилтрансферазы
TPMT, TMT
Катехоламины, фено-
лы, амины, гистамин
Допамин, адреналин, гистамин, тиоурацил, норадреналин, никотиновая кис-
лота
Сулфатирование
Серная кислота
Cульфотрансфераза
(цитозоль)
Ариламины, фенолы
катехоламины
Ацетаминофен, морфин,
изадрин, салициламид
Водная коньюгация
Вода
Эпоксид-гидролазал
(микросомы, цитозоль)
Ареноксиды, алкенок-
сиды, эпоксиды жир-
ных кислот
Карбамазепин

40
Выделено 2 изофермента N-ацетилтрансферазы: N-ацетилтрансфераза 1 (NAT1) и N-ацетилтрансфераза 2 (NAT2). NAT1 ацетилирует небольшое количество ариламинов и не обладает генетическим
полиморфизмом. Таким образом, основным ферментом ацетилирования служит NAT2. N-ацетилтрансфераза 2 (NAT2) имеет важное биологическое значение и занимает ведущее место в биотрансформации
ксенобиотиков - чужеродных веществ и эндогенных субстратов в
структуре которых имеется аминогруппа. Среди них ЛП (изониазид,
фениализин, гидралазин, дапсон, кофеин, сульфаниламиды и др.),
ароматические амины, содержащиеся в азокрасителях, средствах для
окраски волос, табаке, табачном дыме, грибах и эндогенные
субстраты, содержащие аминогруппы, в том числе и биогенные
амины: серотонин, гистамин, аминосахара, ядерные белки,
аминокислоты [105]. Поэтому медленный фенотип NАТ2 может
ассоциироваться как с развитием ряда заболеваний, так и с
токсическими реакциями в результате накопления ЛС в организме изза их медленного метаболизма. Следовательно, изучение фоновой
активности NАТ2 или ее модификации в процессе фармакотерапии имеет
важное значение для прогнозирования безопасности и эффективности
ЛС.
Оценка активности NAT2 и определение фенотипа ацетилирования имеет огромное значение для прогнозирования побочных эффектов ЛС и выбора индивидуальных оптимальных доз ЛП. Для людей с быстрым фенотипом ацетилирования предпочтительнее большая
доза ЛВ, тогда как для медленных ацетиляторов должна назначаться
значительно меньшая доза [104].
Все изученные популяции показывают бимодальное распределение ацетилирующей способности и индивиды могут быть классифицированы как медленные или быстрые ацетиляторы. Различные
пропорции быстрого и медленного ацетиляторного фенотипа основаны на этническом или географическом происхождении населения. В
то же время было обраружено, что соотношение фенотипа NAT2 в этнических популяциях мира неодинаково. Большинство населения в
Европе и Северной Америке составляет 40–70 % медленных ацетиляторов, более чем на 80 % египтян, тогда как население стран, расположенных вдоль тихоокеанского азиатского побережья (например,
Япония, Китай, Корея и Тайланд), имеют только 10–30 % медленных
ацетиляторов. Очень низкое число медленных ацетиляторов (<10 %)
наблюдается у эскимосов (Канада) и у жителей Папуа в Новой Гвинее.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
