Главная страница
Навигация по странице:

  • .2. Классификация метаболических превращений

  • 4.3. Ферментативное окисление

  • 4.4.Ферментативное восстановление

  • 4.5. Гидролиз сложных эфиров и амидов

  • 4.6. Вторая фаза метаболизма

  • 4.7. Факторы, влияющие на метаболизм

  • 1 Жебентяев Александр Ильич


    Скачать 5.46 Mb.
    Название1 Жебентяев Александр Ильич
    Дата04.03.2022
    Размер5.46 Mb.
    Формат файлаpdf
    Имя файлаZhebentiaev-AI_Toksikologicheskaia khimiia_Ch-1_2014.pdf
    ТипУчебное пособие
    #382754
    страница5 из 31
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   31
    ГЛАВА 4
    МЕТАБОЛИЗМ ЧУЖЕРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И
    ВЫДЕЛЕНИЕ ИХ ИЗ ОРГАНИЗМА
    4
    .1. Токсичность метаболитов. Фазы метаболизма чужеродных
    соединений
    Метаболизм или биотрансформация
    – совокупность ферментативных реакций, в которые вступают эндогенные и экзогенные вещества в организме. Образующиеся продукты называются метаболитами.
    Метаболизм чужеродных соединений (ЧС), или ксенобиотиков, в организме происходит под влиянием ферментов. В основном метаболизм происходит в печени, содержащей ферменты, катализирующие реакции биотрансформации.
    В большинстве случаев метаболиты более полярные соединения и менее токсичны, чем чужеродные соединения. Однако известны случаи, когда метаболиты более токсичны: метаболит гексаметилентетрамина (уротропина) формальдегид более токсичен; формальдегид более токсичен, чем метанол; эпоксид гептахлора (ГПХ) более токсичен, чем ГПХ. Из тетрахлорметана в печени образуется свободный радикал ·ССI
    3
    , вызывающий некроз печени, из амидопирина
    – канцерогенное вещество диметилнитрозамин. Более токсичными по сравнению с исходными веществами являются продукты летального
    синтеза. Например, из нетоксичной фторуксусной кислоты (F-CH
    2
    -
    COOH
    ) в организме образуется фторлимонная кислота (HOOC-CHF-
    COH(COOH)-COOH
    ), которая отличается высокой токсичностью. В общем случае метаболизм можно рассматривать как один из путей дезактивирования ЧС в организме.
    Места и фазы метаболизма чужеродных соединений
    1. Печень.
    2. Кровь.
    3. Слизистые ЖКТ и кишечника.
    4. Почки, легкие, сердце, мозг.
    5. Другие ткани организма (кожа, слизистая оболочка носа, ткани глаза).
    В результате метаболизма происходит окисление, восстановление, разрыв связей, замена радикалов, синтез
    (ацетилирование) – при этом снижается или утрачивается фармакологическая активность.
    70

    Глава 4. Метаболизм чужеродных соединений
    ___________________________________________________________
    При конъюгации лекарственного вещества (ЛВ) и его метаболитов с глюкуроновой, серной, фосфорной и другими кислотами увеличивается растворимость в воде и ускоряется выведение из организма.
    Скорость метаболизма ЛВ зависит от состояния организма. У ослабленных людей обезвреживание идет медленнее. Замедляется обезвреживание при заболеваниях печени. Поэтому понижается скорость процессов метаболизма и повышается уровень ЛВ в крови.
    Ксенобиотики и их метаболиты действуют на организм по- разному. Различают:
    • дезактивация (дезинтоксикация): из цианида образуется не токсичный тиоцианат; фенол – токсичное вещество, фенилсульфат – не токсичен;
    • усиление токсичности (активация): из кодеина в результате метаболизма образуется морфин, из паратиона в результате десульфирования образуется токсичный параоксон (ингибитор холинэстеразы).
    P O
    S
    C
    2
    H
    5
    O
    C
    2
    H
    5
    O
    NO
    2
    P O
    O
    C
    2
    H
    5
    O
    C
    2
    H
    5
    O
    NO
    2
    паратион параоксон
    (4.1)
    Метаболизм ЧС проходит в две фазы: в первой фазе происходит превращение ЧС в метаболиты (фаза модификации или несинтетическая). Во второй фазе метаболиты взаимодействуют с веществами, находящимися в организме, с образованием конъюгатов
    (фаза синтетическая или конъюгация). В первой фазе ЧС подвергаются окислению, восстановлению, гидролизу. В результате реакций второй фазы метаболизма образуются гидрофильные соединения, которые выводятся из организма.
    Некоторые ЧС (диэтиловый эфир, фталевая кислота) выделяются неизменными и рассматриваются как биохимически инертные. Но метаболическая инертность относительна, применение более чувствительных методов анализа обнаруживает, что метаболизм происходит (в незначительной степени). Например, барбитал, меченый
    С
    14
    , вводили крысам. 95% барбитала выделяется с мочой в неизмененном виде, но 5% – в составе различных метаболитов барбитала.
    71

    Глава 4. Метаболизм чужеродных соединений
    ___________________________________________________________
    4
    .2. Классификация метаболических превращений
    Метаболические превращения чужеродных соединений делят на превращения, которые катализируются ферментами эндоплазматического ретикулума (микросомальная фракция) печени, а также микросомальными ферментами других тканей, и превращения, которые катализируются ферментами, локализованными в других местах (немикросомальные). Микросомальные ферменты обычно метаболизируют липидорастворимые ЧС с образованием менее липидорастворимых продуктов, хотя микросомальными ферментами могут метаболизироваться и полярные соединения.
    Чужеродные соединения, всосавшиеся в кровь из желудочно- кишечного тракта, поступают в печень по воротной вене (рис. 4.1), проходят через печеночные синусоиды и возвращаются в систему циркуляции по центральной вене. Чужеродные соединения всасываются из крови печеночных синусоидов в паренхиматозные клетки печени и затем в виде метаболитов или конъюгатов транспортируются в желчь или возвращаются в кровь синусоидов печени для окончательного выделения почками. Многие вещества содержатся в желчи в концентрациях, близких к таковым в крови, так как клетки паренхимы печени обладают высокопроницаемыми мембранами. Однако такие высокополярные соединения, как соли желчных кислот и конъюгаты чужеродных соединений выделяются в желчь в значительно более высоких, чем в крови, концентрациях путем активного транспорта.
    Рис.4.1. Внутрипеченочное кровообращение
    72

    Глава 4. Метаболизм чужеродных соединений
    ___________________________________________________________
    В зависимости от ферментов и типов реакций метаболические превращения ЧС классифицируют следующим образом:
    Окисление микросомальными ферментами: гидроксилирование ациклических и ароматических соединений, эпоксидирование, N- гидроксилирование,
    N- и
    S- окисление, дезалкилирование, дезаминирование, десульфирование.
    Восстановление микросомальными ферментами: восстановление нитро- и азосоединений;
    Немикросомальное окисление: дезаминирование, окисление спиртов и альдегидов, ароматизация ациклических соединений;
    Немикросомальное восстановление: восстановление альдегидов и кетонов;
    Гидролиз: гидролиз сложных эфиров и амидов с участием микросомальных и немикросомальных ферментов;
    Прочие реакции: разрыв гетероциклического кольца, окислительное расщепление арсеносоединений, окислительная циклизация, дегидроксилирование гидроксамовых кислот, дегалогенирование, восстановление дисульфидов в тиолы и др.
    Продукты метаболических превращений могут затем подвергаться: а) выделению без дальнейших изменений; б) конъюгации с последующим выделением.
    4.3. Ферментативное окисление
    Процессы окисления ксенобиотиков катализируют различные ферменты: цитохромы Р450 (окисление гетероатомов S, N, O, Si, O-, N-,
    S-,
    Si- деалкилирование, окислительное дезаминирование и десульфирование, дегидрирование, образование эпоксидов, гидролиз), алкогольдегидрогеназа (окисление алифатических и ароматических спиртов), моноаминооксидаза (окислительное дезаминирование аминов) и др. Фермент цитохром Р450 (фосфолипидопротогемсульфид) обнаружен в эндоплазматическом ретикулуме клеток печени и в незначительных количествах в почках, легких, мозге. В настоящее время выявлено более 15 групп цитохрома Р450, которые обозначают, например CYP2D6. На активность Р450 ферментов влияют экологические и генетические факторы. Лекарственные вещества, ингибирующие цитохром
    Р450, тем самым нарушают биотрансформацию других лекарственных веществ. Обнаружена активация некоторых проканцерогенов и протоксикантов в присутствии цитохрома Р450.
    73

    Глава 4. Метаболизм чужеродных соединений
    ___________________________________________________________
    Ациклическое окисление
    N
    N
    ONa
    O
    O
    HC
    C
    2
    H
    5
    H
    CH
    3
    CH
    2
    CH
    2
    CH
    3
    N
    N
    O
    O
    O
    HC
    C
    2
    H
    5
    H
    CH
    3
    CH
    2
    CH
    CH
    3
    H
    OH
    этаминал натрия
    3- гидроксипроизводное
    (4.2)
    Ароматическое гидроксилирование
    1) бензол → фенол;
    2) производные фенотиазина (ФНТ) → оксипроизводные фенотиазина:
    N
    S
    R
    1
    R
    2
    N
    S
    R
    1
    R
    2
    HO
    OH
    (4.3)
    Метаболитом аминазина является 7-гидроксипроизводное; для дипразина (пропазина, левомепромазина, тиоридазина) характерно образование 3 и 7-гидроксипроизводных.
    Эпоксидирование
    Cl
    Cl
    Cl
    Cl
    Cl
    Cl
    Cl гептахлор
    Cl
    Cl
    Cl
    Cl
    Cl
    Cl
    Cl гептахлорэпоксид
    O
    (4.4)
    74

    Глава 4. Метаболизм чужеродных соединений
    ___________________________________________________________
    Cl
    Cl
    Cl
    Cl
    Cl
    Cl
    Cl
    Cl
    Cl
    Cl
    Cl
    Cl
    O
    альдрин альдринэпоксид
    (4.5)
    N- окисление
    N
    CH
    3
    H
    3
    C
    CH
    3
    N
    CH
    3
    H
    3
    C
    CH
    3
    фермент + O
    2
    триметиламин триметиламиноксид
    O
    (4.6)
    N
    CH
    3
    CH
    3
    N
    CH
    3
    CH
    3
    диметиланилин диметиланилин N-оксид
    O
    (4.7)
    N- гидроксилирование фермент + O
    2
    анилин фенилгидроксиламин
    NH
    2
    NHOH
    (4.8)
    S- окисление
    Производные ФНТ → моно- и дисульфоксид (дисульфон)
    Дезалкилирование
    Различают O-,N- и S-дезалкилирование.
    О-дезалкилирование
    Примеры: производные n-аминофенола, фенотиазина и др.
    75

    Глава 4. Метаболизм чужеродных соединений
    ___________________________________________________________ фенацетин парацетамол
    OC
    2
    H
    5
    CH
    3
    C
    O
    H
    NH C
    O
    CH
    3
    OH
    NH C
    O
    CH
    3
    +
    (4.9)
    N
    S
    OCH
    3
    N(CH
    3
    )
    2
    N
    S
    OH
    N(CH
    3
    )
    2
    CH
    3
    CH
    3
    Левомепромазин
    (4.10)
    Другие примеры: морфин → норморфин, кодеин → норкодеин, кокаин → норкокаин.
    N- дезалкилирование
    Подвергаются вторичные и третичные амины с образованием аминов и альдегидов диметиланилин метиланилин
    N
    H
    3
    C
    CH
    3
    N
    H
    CH
    3
    NH
    2
    +
    C H
    O
    H
    анилин
    (4.11)
    S- дезалкилирование: из тиоэфиров получаются тиоспирты и альдегиды.
    RSCH
    3
    RSH + HCOH
    (4.12)
    76

    Глава 4. Метаболизм чужеродных соединений
    ___________________________________________________________
    N
    S
    SCH
    3
    N
    CH
    3
    тиоридазин
    N
    S
    SH
    N
    H
    (4.13)
    Дезаминирование:
    соединения,
    содержащие
    первичную
    аминогруппу.
    CH
    3
    NH
    2
    CH
    3
    амфетамин
    O
    фенилацетон
    (4.14)
    Десульфирование (инсектициды, тиобарбитураты и т.д.).
    Атомы серы замещаются атомами кислорода: из тиобарбитала получается барбитал.
    N
    N
    S
    O
    O
    C
    2
    H
    5
    C
    2
    H
    5
    H
    H
    N
    N
    O
    O
    O
    C
    2
    H
    5
    C
    2
    H
    5
    H
    H
    тиобарбитал барбитал
    (4.15)
    Чужеродные соединения метаболизируются и немикросомальными ферментами, которые присутствуют в митохондриях и растворимых фракциях тканевых гомогенатов.
    Немикросомальные ферменты катализируют окислительное дезаминирование, окисление спиртов и альдегидов, ароматизацию алициклических соединений.
    77

    Глава 4. Метаболизм чужеродных соединений
    ___________________________________________________________
    Окислительное дезаминирование
    N
    N
    H
    NH
    2
    N
    N
    H
    COOH
    гистамин имидазолуксусная кислота
    (4.16)
    Окисление спиртов
    Этанол → уксусный альдегид
    Окисление альдегидов
    Бензальдегид → бензойная кислота
    Ароматизация алициклических соединений
    (CH
    2
    )
    n
    COOH
    COOH
    COOH
    n = 2, 4, 6...
    β- окисление циклогексанкарбоновая кислота бензойная кислота
    (4.17)
    4.4.Ферментативное восстановление
    Помимо окислительных ферментных систем, эндоплазматический ретикулум печени содержит ферменты, восстанавливающие ЧС.
    Ферментативное восстановление с участием никотинамидадениндинуклеотида (НАД
    +
    /
    НАДН, НАДФ
    +
    /НАДФН) и флавинадениндинуклеотида (ФАД/ФАДН
    2
    ) характерно для азо- и нитрозосоединений, альдегидов, кетонов, сульфоксидов, дисульфидов и др.
    1.
    Восстановление нитросоединений
    NO
    2
    NH
    2
    нитробензол анилин
    (4.18)
    78

    Глава 4. Метаболизм чужеродных соединений
    ___________________________________________________________
    Ароматические нитросоединения
    (нитробензол, паранитробензойная кислота, хлорамфеникол) восстанавливаются в соответствующие амины.
    2. Восстановление азосоединений парадиметиламиноазобензол парадиметиламиногидразобензол
    N
    N
    H
    3
    C
    H
    3
    C
    N
    N
    N
    H
    3
    C
    H
    3
    C
    N
    H
    H
    N(CH
    3
    )
    2
    NH
    2
    +
    NH
    2
    (4.19)
    Ферментативное восстановление сульфоксидов, азо- и нитросоединений протекает с участием ферментов цитохрома 450 и
    НАДФН.
    3.
    Восстановительное дегалогенирование
    Различают окислительное дегалогенирование (замена галогена и водорода на кислород), двойное дегалогенирование (удаление двух атомов галогена) и дегидрогалогенирование (удаление атомов водорода и галогена от соседних атомов углерода).
    CCl
    4
    → CHCl
    3
    (4.20)
    CHCl
    3
    → COCl
    2
    (фосген) (4.21)
    С
    2
    H
    5
    Cl
    → C
    2
    H
    4
    (4.22)
    4. Восстановление альдегидов до спиртов (формальдегид – метанол), восстановление кетонов до вторичных спиртов катализируется алкогольдегидрогеназой и карбонильными редуктазами.
    В качестве примеров немикросомального восстановления могут быть реакции восстановления двойных связей, дисульфидов, сульфоксидов и N-оксидов, восстановительное дегидроксилирование гидроксамовых кислот, катехолов и некоторых алифатических гидроксильных производных.
    5.
    Восстановление дисульфидов.
    Дисульфиды восстанавливаются в тиолы:
    C
    2
    H
    5
    -S-S-C
    2
    H
    5
    → 2C
    2
    H
    5
    SH
    79

    Глава 4. Метаболизм чужеродных соединений
    ___________________________________________________________ диэтилсульфид этилмеркаптан (4.23)

    2
    H
    5
    )
    2
    NCSS-SSCN(C
    2
    H
    5
    )
    2
    → 2(C
    2
    H
    5
    )
    2
    NCSSH дисульфирам диэтилдитиокарбаминовая (4.24) кислота
    4.5. Гидролиз сложных эфиров и амидов
    Производные карбоновых кислот, липиды, пептиды и другие соединения, сложные эфиры и амиды гидролизуются с участием микросомальных и немикросомальных ферментов (эстераз, амидаз) , находящихся в печени и плазме крови. В организме находится ряд эстераз (карбоксилэстераза, ацетилхолинэстераза, псевдохолинэстераза, арилэстераза и др.)
    (4.25) амид
    + H
    2
    O
    эстеразы амидазы сложный эфир кислота спирт
    NH
    3
    RCOOH + ROH
    RCONH
    2
    + H
    2
    O
    RCOOH +
    кислота
    RCOOR
    1
    (4.26)
    Амиды более устойчивы и подвергаются гидролизу медленно.
    Гидролиз ароматических амидов зависит от природы и положения заместителей в ароматическом кольце.
    H
    2
    N
    C O
    O
    CH
    2
    CH
    2
    N(C
    2
    H
    5
    )
    2
    HO CH
    2
    CH
    2
    N(C
    2
    H
    5
    )
    2
    H
    2
    N
    C OH
    O
    +
    парааминобензойная кислота диэтиламиноэтанол
    ï ðî êàè í
    (4.27)
    Производные 1,4-бензодиазепина гидролизуются до 2- аминобензофенонов, α-аминокислот и аминов.
    80

    Глава 4. Метаболизм чужеродных соединений
    ___________________________________________________________ хлордиазепоксид
    N
    N
    Cl
    NH
    O
    CH
    3
    C O
    NH
    2
    Cl
    + NH
    2
    CH
    2
    C
    O
    OH
    + NH
    2
    CH
    3
    (4.28)
    4.6. Вторая фаза метаболизма
    Вторая фаза метаболизма – конъюгация метаболитов (или реакция биосинтеза). При конъюгации чужеродные соединения или их метаболиты взаимодействуют с легко доступными эндогенными субстратами (глюкуроновая кислота, сульфат, ацетил, метил, глицин, таурин, глутаминовая кислота). Конъюгация включает реакции двух типов:
    1) активируется конъюгирующее вещество, которое затем взаимодействует с ксенобиотиком. Происходит во всех тканях;
    2) активируется ксенобиотик, взаимодействующий затем с конъюгирующим веществом. Встречается редко, происходит в печени и почках.
    К реакциям первого типа конъюгации относятся реакции с глюкуроновой кислотой, сульфатами, глютатионом, ацетильная, метильная, тиосульфатная конъюгации. Второй тип реакций конъюгации включает реакции с аминокислотами. После предварительной активации ксенобиотиков (ароматические и гетероциклические карбоновые кислоты) образуются глициновые конъюгаты (гиппуровые кислоты).
    При конъюгации образуются менее токсичные соединения.
    Они более полярны, лучше растворяются в воде, быстрее выводятся из организма. Неполярные соединения выделяются с трудом, накапливаются в жировых тканях (гексахлорбензол, хлорированные инсектициды). В реакциях конъюгации эндогенные субстраты переносятся от коферментов, которые участвуют в метаболизме. К основным коферментам относятся:
    Уридиндифосфатные коферменты (уридинфосфатглюкоза
    (УДГФ) – образование β-глюкозида; уридинфосфатглюкуроновая кислота (УДФГК) – образование β-глюкуронида.
    Аденозинкоферменты
    (3’- фосфоаденозин-5’-фосфосульфат
    (ФАФС) – образование сложных эфиров серной кислоты; S- аденозинметионин – O-, N-, S-метилирование.
    81

    Глава 4. Метаболизм чужеродных соединений
    ___________________________________________________________
    Коэнзим А (ацетилкоэнзим А – ацетилирование, а также конъюгация с глицином, глутамином и другими аминокислотами).
    Глютатион (образование глютатионовых конъюгатов и меркаптуровых кислот). Центром глюкуронирования является электрононасыщенный нуклеофильный гетероатом (N, O, S) карбоновых кислот, фенолов, алифатических спиртов, ароматических и алифатических аминов, сульфгидрильных групп.
    Образование глюкуронидов происходит в печени и в меньшей степени в почках, ЖКТ и коже.
    Конъюгация с глюкуроновой кислотой: спирты, фенолы, карбоновые кислоты, тиолы, амины. Продукты взаимодействия – глюкурониды.
    O
    COOH
    OH
    OH
    N
    S
    R
    1
    R
    2
    OH
    N
    S
    R
    1
    R
    2
    O
    OH
    ï ðî èçâî äí û å ô åí î òèàçèí à
    (4.29)
    N
    N
    O
    O
    O
    C
    2
    H
    5
    H
    H
    O
    COOH
    OH
    OH
    OH
    HO
    N
    N
    O
    O
    O
    C
    2
    H
    5
    H
    H
    O
    ô åí î áàðáè òàë
    (4.30)
    Различают О-глюкурониды (образуются из фенолов, спиртов, карбоновых кислот). Например, продукты гидролиза промедола, героина дают О-глюкурониды.
    N- глюкурониды: атом азота, к которому присоединяется глюкуронидная часть, может находиться в аминогруппе, сульфамидной и карбамоильной группе или в гетероциклическом азотистом соединении (барбитураты и др.).
    Производные фенотиазина n- гидроксифенобарбитал
    82

    Глава 4. Метаболизм чужеродных соединений
    ___________________________________________________________
    S- глюкурониды – образуются из соединений, имеющих сульфгидрильные группы (тиофенол, дисульфирам и др.).
    N
    C
    2
    H
    5
    C
    2
    H
    5
    C S S C N
    C
    2
    H
    5
    C
    2
    H
    5
    N
    C
    2
    H
    5
    C
    2
    H
    5
    C S C
    6
    H
    9
    O
    6
    S
    S
    S
    (4.31)
    Реакции алкилирования
    Метилирование: амины, фенолы, тиолы подвергаются в организме метилированию, это тоже реакции конъюгации или биосинтеза. Образуются N-, O-, S-метильные конъюгаты. При метилировании, переносчиком метильных групп является кофермент S- аденозинметионин. Реакции метилирования происходят под влиянием
    N- метилтрансфераз.
    N- метилирование.
    Пример: метилирование норадреналина, серотонина, пиридина, нормеперидина
    HO
    OH
    HO
    OH
    N
    NH
    2
    HO
    H
    CH
    3
    HO
    (4.32)
    О-метилирование: характерно для соединений, содержащих фенольные группы.
    Метильная группа кофермента
    S- аденозилметионина под влиянием О-метилтрансфераз присоединяется к атомам кислорода гидроксильных групп.
    OH
    OH
    HO
    OCH
    3
    OH
    HO
    (4.33)
    S- метилирование:
    S- метилтрансфераза локализуется в микросомальной фракции ряда тканей (печень, почки, легкие) и катализирует перенос метильных групп от S-аденозилметионина к атомам серы метаболитов или ЧС. Обычно при метилировании уменьшается растворимость ксенобиотиков в воде.
    83

    Глава 4. Метаболизм чужеродных соединений
    ___________________________________________________________
    SH
    SCH
    3
    (4.34)
    Ацетилирование. N-ацетилирование – основной путь метаболизма ароматических аминов, сульфамидов и некоторых чужеродных аминокислот. Ацетилирование обычно считают функцией печени. Источником ацетильных групп является кофермент ацетилкоэнзим А. Перенос ацетильной группы от ацетилкоэнзима А к молекулам соответствующих чужеродных соединений или метаболитов происходит под влиянием фермента ацетилтрансферазы. N- ацетилированные конъюгаты менее растворимы в воде по сравнению с исходными соединениями.
    NH
    2
    N
    H
    O
    CH
    3
    анилин ацетанилид
    (4.35)
    Другие примеры: образование N-ацетилпрокаинамида из прокаинамида, ацетилирование продукта деметилирования амидопирина.
    Конъюгация с аминокислотами (глицин, глутамин, таурин).
    H
    2
    N
    COOH
    H
    2
    N
    SO
    3
    H
    глицин таурин
    (4.36)
    HOOC
    NH
    2
    NH
    2
    O
    глутамин
    (4.37)
    Ароматические карбоновые кислоты (бензойная, салициловая, никотиновая) с глицином образуют соответствующие гиппуровые кислоты (гиппуровая, салицилуровая, никотинуровая). Алифатические карбоновые кислоты с глицином не взаимодействуют.
    84

    Глава 4. Метаболизм чужеродных соединений
    ___________________________________________________________
    COOH
    O
    N
    H
    COOH
    бензойная кислота гиппуровая кислота
    (4.38)
    Сульфатная конъюгация.
    Фенолы и спирты с сульфатами образуют конъюгаты, представляющие собой эфиры. В организме источником сульфатов является 3’-фосфоаденозин-5’-фосфосульфат. Катализируется реакция образования конъюгатов спиртов и фенолов сульфотрансферазами
    (цитозольные ферменты).
    При сульфатировании снижается токсичность ксенобиотиков. фенол фенилсульфат
    OH
    O SO
    3
    H
    (4.39) этанол этилсульфат
    C
    2
    H
    5
    OH
    C
    2
    H
    5
    O S
    O
    O
    OH
    (4.40)
    Конъюгация с глутатионом.
    Глутатион – природный трипептид, состоит из глицина, цистеина и глутаминовой кислоты.
    HOOC
    N
    N
    COOH
    NH
    2
    O
    H
    O
    глутатион
    HS
    H
    (4.41)
    Реакции конъюгации ксенобиотиков
    (азосоединения, полициклические ароматические углеводороды и др.) с глутатионом катализируют ферменты семейства глутатион-S-трансфераз. При этом образуются меркаптуровые кислоты.
    85

    Глава 4. Метаболизм чужеродных соединений
    ___________________________________________________________
    Двойная конъюгация.
    Некоторые ксенобиотики имеют две и более функциональных групп. Например, некоторые ЧС одновременно образуют конъюгаты с глюкуроновой кислотой и сульфатами. Параоксибензойная кислота по
    COOH- группе взаимодействует с глюкуроновой кислотой, а по OH- группе – с сульфатами.
    4.7. Факторы, влияющие на метаболизм
    К основным факторам, влияющим на метаболизм, относятся: генетические, физиологические, факторы внешней среды.
    Генетические факторы: при дефектах ферментов может быть нарушена глюкуронидная конъюгация, поэтому прием салицилатов, сульфаниламидов, производных фенола вызывает отрицательное действие на организм даже в обычных дозах. Влияние генетических факторов на метаболизм изучает фармакогенетика (термин фармакогенетика предложил Фогель в 1959 г.).
    К генетическим факторам относятся видовые различия и различия внутри одного вида. Лекарственное средство «примахин» у некоторых людей вызывает гемолитическую анемию (гемолитические кризы), что связано с дефицитом эритроцитарного фермента – глюкозо-
    6- фосфатдегидрогеназы. При нехватке этого фермента несколько различных соединений оказывают одинаковый токсический эффект.
    Такой генетический дефект встречается у негров, евреев негерманского происхождения, жителей Сардинии и др. Гемолитические кризы у таких людей вызывают не только лекарственные средства, но и конские бобы (Vicia fava). Поэтому такое заболевание было названо
    «фавизмом». Токсическими веществами конских бобов являются продукты гидролиза гликозидов (вицин и конвицин).
    После внедрения в медицинскую практику изониазида была обнаружена неодинаковая переносимость больными этого лекарственного средства, что связано с неодинаковой интенсивностью его метаболизма (активность фермента ацетилтрансферазы генетически обусловлена и у разных людей неодинакова).
    Некоторые кролики переносят смертельные дозы атропина, так как у них есть атропинэстераза, которая гидролизует атропин, у других видов кроликов нет атропинэстеразы. Фенилмочевина является высокотоксичной для крыс, но малотоксична для морских свинок. При введении гистамина белым крысам токсичный эффект не наблюдается, а при введении таких доз морским свинкам животные погибают.
    Неодинаковая токсичность химических соединений для разных животных связана с различной скоростью их метаболизма.
    86

    Глава 4. Метаболизм чужеродных соединений
    ___________________________________________________________
    При недостаточности или отсутствии каталазы в крови и тканях человека уменьшается скорость окисления этилового спирта и люди с таким заболеванием (акатазия) обладают высокой чувствительностью к спиртным напиткам.
    Физиологические факторы: возраст, пол, состояние питания, беременность, различные заболевания. У новорожденных (до 8 недель) слабо развит ферментативный аппарат метаболизма ксенобиотиков, у них быстрее от меньшей дозы проявляются побочные эффекты лекарственных средств. У мужчин лекарственные средства обезвреживаются быстрее, так как андрогены являются индукторами микросомального окисления и ферментов конъюгации.
    Голодание угнетает ферменты микросомального окисления большинства лекарственных веществ, что повышает вероятность лекарственной интоксикации. При гиповитаминозах В
    1
    и В
    2 снижается гидроксилирование ксенобиотиков в микросомах печени.
    Основной орган, где происходит метаболизм – печень. При патологии печени нарушается метаболизм.
    Факторы внешней среды: стресс, ионизирующая радиация, температура, химические вещества, свет и др.). Эти факторы действуют через нейроэндокринную систему. При состоянии напряжения, страха повышается выделение кортикотропина и соответственно кортикостероидов, которые увеличивают активность ферментов.
    Активность ферментов снижается с увеличением продолжительности светового дня (в ночное время ферменты активнее). Воздействие на организм ионизирующего облучения снижает обезвреживающую способность монооксигеназной цепи окисления лекарственных веществ в печени.
    Лекарственные вещества могут быть ингибиторами или индукторами ферментативных процессов метаболизма. Фенобарбитал увеличивает (индуцирует) синтез ферментов микросомального окисления в печени. Он индуцирует синтез глюкуронозилтрансферазы и облегчает протекание фазы конъюгации. Поэтому он применяется для усиления метаболизма эндогенных веществ.
    87

    1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   31


    написать администратору сайта