ویژگی های سیتوکروم p450 و نقش بیولوژیکی سیتوکروم P450

پولونینا T.E.

اوکسانا میخایلوونا دراپکینا

- ما برنامه خود را ادامه می دهیم. سخنرانی ها و بحث های ما در مورد زنان در حال پایان است، ما کاملاً وارد مقررات شده ایم، بنابراین سعی می کنیم آنها را رها نکنیم. پروفسور تاتیانا اوگنیونا پولونینا بخش گوارش را باز می کند. سخنرانی "نقش خانواده سیتوکروم P450 در پاتوژنز و درمان بیماری کبد چرب غیر الکلی".

تاتیانا اوگنیونا پولونینا، استاد، دکترای علوم پزشکی:

– سیتوکروم P450 (CYP 450) نام خانواده بزرگی از آنزیم های جهانی در بدن انسان است. سیتوکروم P450 نقش مهمی در اکسیداسیون ترکیبات متعددی مانند ترکیبات درون زا (استروئیدها، اسیدهای صفراوی، اسیدهای چرب، پروستاگلاندین ها، لکوترین ها، آمین های بیوژن) و همچنین ترکیبات برون زا (داروها، محصولات آلودگی صنعتی، آفت کش ها، مواد سرطان زا و ...) ایفا می کند. جهش زا)، دومی را بیگانه بیوتیک می نامند.

در این اسلاید می توانید محل قرارگیری سیتوکروم های P450 را مشاهده کنید. آنها در هپاتوسیت، در سیتوزول قرار دارند. شبکه آندوپلاسمی اساس مکان یابی است. و به طور خاص، غشای لیپیدی که حاوی یک لایه دولایه از فسفولیپیدها است، چندین ساختار متصل روی آن دارد. این یک سیتوکروم است که شامل پروتئین آهن، نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید و اکسیدوردوکتاز است که در مجموعه متابولیسم داروها و بیگانه‌بیوتیک‌های ارائه شده در بالا گنجانده شده است.

رایج ترین نمایندگان این گروه که پزشکان به آنها مراجعه می کنند سیتوکروم های P452 AC، P450 2D، P450 2E1، P450 3A4 هستند. این آنزیم‌ها طیف وسیعی از واکنش‌های متابولیکی را کاتالیز می‌کنند و یک سیتوکروم می‌تواند چندین دارو را که ساختار شیمیایی متفاوتی دارند متابولیزه کند. همین دارو در سیتوکروم P450 و در اندام های مختلف اثرات متفاوتی دارد. و به ویژه، مهم ترین سیتوکرومی که ما به آن توجه می کنیم سیتوکروم P450 2E است - مهم ترین ایزوآنزیم سیتوکروم P450، لیپوپروتئین های با چگالی کم را تجزیه می کند.

در حال حاضر، نه تنها روش‌های فنوتیپ‌سازی توسعه‌یافته است که بر اساس ویژگی سوبسترای برخی ایزوآنزیم‌های سیتوکروم P450 است، بلکه فعالیت آنزیم خاص و متابولیسم نیز توسط فارماکوکینتیک سوبسترا نشانگر و تغییرات در غلظت ماده بدون تغییر تعیین می‌شود. و متابولیت آن اما تعیین ایزوآنزیم های سیتوکروم P450 با شناسایی ژن های ایزوآنزیم های مربوطه با استفاده از واکنش زنجیره ای پلیمراز انجام می شود. این ژنوتیپ ایزوآنزیم سیتوکروم P450 نامیده می شود.

در این اسلاید می بینیم که در هپاتوسیت، جایی که شبکه آندوپلاسمی، سیتوکروم P450 که بیش از 50 مورد از آنها وجود دارد و داروهایی که در یک سیتوکروم خاص تجزیه می شوند، قرار دارند، در برخی موارد با سیتوکروم ترکیب شده و تشکیل می شود. وزیکولی که به هپاتوسیت آسیب می رساند و در عین حال باعث ایجاد استرس و سیتوکین می شود. منجر به فعال شدن عامل نکروز تومور می شود و به ویژه یک عامل محرک برای راه اندازی کاسپازها است که خود را با فرآیندهای کاتالیزوری نشان می دهد.

بیماری کبد چرب غیر الکلی، که متعاقباً به عنوان یک موجودیت نازولوژیک شناخته شد، از سال 1980 پس از کشف تغییراتی در کبد بیماران غیرالکلی که مشابه موارد مشاهده شده در کبد بود، شروع به نامیدن بیماری کبد چرب غیر الکلی (NAFLD) کرد. آسیب ناشی از الکل

سابقه طبیعی بیماری کبد چرب غیر الکلی شامل استئاتوز به عنوان مرحله اولیه است که بدون پیشرفت می تواند بدون علامت باشد و استئاتوهپاتیت که با تظاهرات رویشی وحشتناک، سندرم سیتولیز و تظاهرات سوء هاضمه همراه است. با ایجاد فیبروز، یک مشکل نسبتا جدی ایجاد می شود - سیروز کبدی، و متعاقباً فشار خون بالا و کارسینوم پورتال ایجاد می شود.

من می خواهم توجه شما را به این واقعیت جلب کنم که در سال 1894، کیرنان یک معماری کبدی خاص را پیشنهاد کرد که از یک ساختار تیر تشکیل شده است. در حاشیه پرتوها، که از سلولهای کبدی چند ضلعی تشکیل شده است، یک سه گانه وجود دارد: مجرای صفراوی، ورید باب و شریان. این اسلاید نشان دهنده یک کبد سالم طبیعی و نفوذ چربی سلول های کبدی است. استئاتوز کبد که یکی از اولین مراحل ایجاد بیماری کبد چرب غیر الکلی است، به شکل مورفولوژیکی در این نمودار ارائه شده است.

گزینه بعدی برای توسعه فرآیند التهابی، که منجر به گسترش بافت فیبری در سراسر کبد می شود، شاهد استئاتوهپاتیت و متعاقبا سیروز کبدی با ایجاد فشار خون پورتال هستیم. بیشتر اوقات ، این سیروز میکروندولار کبد است که قبلاً به وضوح در مراحل توسعه بیماری کبد چرب غیر الکلی ایجاد شده است ، همراه با فشار خون پورتال ، وریدهای واریسی مری ، معده ، عوارض معمولی است. سیروز کبدی و مرگ

با استئاتوهپاتیت غیر الکلی، شایع ترین پیشرفت ها آنهایی هستند که اغلب به عنوان بیماری های همزمان مرتبط هستند: دیابت شیرین، چاقی. در بیماران، استئاتوهپاتیت غیر الکلی تا 75٪ ایجاد می شود و اگر دیابت و چاقی با هم ترکیب شوند، 90٪ بیماران به بیماری کبد چرب غیر الکلی مبتلا هستند.

بدون شک کبد ارگان هدف اصلی است که تحت تأثیر سندرم متابولیک قرار می گیرد. مقاومت به انسولین یک ویژگی کلیدی است که اساس تجمع چربی داخل هپاتوسیتی، کبد چرب، استئاتوهپاتیت غیر الکلی و سیروز کبدی است.

من می خواهم به این واقعیت توجه کنم که سندرم متابولیک نه تنها شامل اختلال در تحمل گلوکز، بلکه اختلالات چربی خون، چاقی شکمی- احشایی، مقاومت به انسولین و هیپرانسولینمی، فشار خون شریانی، آترواسکلروز اولیه، اختلال هموستاز، هیپراوریسمی، هیپرآندروژنیسم است. می‌خواهم بگویم که بیماری کبد چرب غیرالکلی، استئاتوز، بخشی از سندرم متابولیک است و در حال حاضر یک گروه پنج‌گانه است که قبلاً به آن «چهاربه مرگ‌بار» می‌گفتند.

عوامل خطر ارائه شده در این اسلاید گاهی اوقات از کشوری به کشور دیگر متفاوت است، با مواضع ایالات متحده و مواضع اروپا کمی متفاوت است. اما، با این وجود، دور کمر، سطح تری گلیسیرید، لیپوپروتئین، فشار خون، به ویژه 130/85، سطح گلوکز شاخص هایی هستند که باید در بیمار مبتلا به سندرم متابولیک کنترل شوند.

بیماری های مرتبط با متابولیسم لیپیدها عبارتند از: بیماری کبد چرب غیر الکلی، دیابت نوع 2، بیماری کرونری کبد، فشار خون بالا.

در طرح پاتوژنز، مقاومت به انسولین بافت چربی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. افزایش لیپوژنز، یعنی افزایش سطح اسیدهای چرب، افزایش سنتز تری گلیسیرید و سمیت چربی منجر به ایجاد مقاومت به انسولین می شود و این منجر به اختلال عملکرد متابولیک، استرس شبکه آندوپلاسمی می شود که در آن متابولیسم اسیدهای چرب و به ویژه لیپوپروتئین ها نیز رخ می دهد و باعث فعال شدن التهاب می شود. اینها سلول‌های کوپفر و سلول‌های ستاره‌ای هستند که نه تنها منجر به افزایش سطح لیپیدهای با چگالی بسیار کم می‌شود، بلکه بدون شک این امر منجر به ایجاد استئاتوهپاتیت همراه با فیبروز می‌شود و ما فعالیت فرآیندی را دریافت می‌کنیم که به سمت سیروز حرکت می‌کند. از کبد

در سطح هپاتوسیت، اسیدهای چرب تحت استری شدن به تری گلیسیرید قرار می گیرند و به عنوان لیپوپروتئین با چگالی کم صادر می شوند، وضعیتی در سلول کبدی طبیعی که با اکسیداسیون در میتوکندری ها، پراکسی زوم ها و میکروزوم ها همراه است.

بدون شک در مکانیسم مقاومت به انسولین که در اینجا ارائه می شود، نقش کلیدی مربوط به عامل نکروز تومور، رادیکال های آزاد، لپتین، اسیدهای چرب و افزایش لیپولیز است که منجر به جذب اسیدهای چرب، نقض بتا می شود. اکسیداسیون اسیدهای چرب در میتوکندری و همچنین تجمع اسیدهای چرب در سلولهای کبدی.

القای سیتوکروم های P450 4A11 و P450 2E1 منجر به پراکسیداسیون لیپیدی می شود که بدون شک منجر به فعال شدن عوامل مرتبط با تجمع تری گلیسیرید می شود. هیپرانسولینمی یک عامل کلیدی است که منجر به مقاومت به انسولین می شود. همچنین منجر به افزایش گلیکولیز، سنتز اسیدهای چرب و تجمع تری گلیسیرید در سلول های کبدی می شود.

اسلاید بعدی مکانیسم تعامل بین اکسیداسیون میکروزومی و بتا اکسیداسیون میتوکندری را نشان می دهد. توجه داشته باشید که اکسیداسیون Ω میتوکندری و اکسیداسیون β میتوکندری منجر به تحریک گیرنده‌های بتا اکسیداسیون پراکسی‌زومی و به‌ویژه گیرنده‌های فعال‌شده با تکثیر پراکسی‌زومی می‌شود. این منجر به تجمع یک پروتئین خاص و بر این اساس استیل کوآنزیم A می شود که مکانیسمی را انباشته و تحریک می کند که منجر به اضافه بار اسیدهای چرب دی کربوکسیلیک می شود.

در اسلاید بعدی می بینید که استئاتوهپاتیت و فیبروز در پس زمینه گونه های اکسیژن فعال میتوکندری شکل می گیرند. کلید شروع فیبروز بدون شک تجمع مالون دی آلدئید است که منجر به تشکیل ارتشاح های التهابی، فیبروز و فعال شدن سلول های ستاره ای می شود. سلول های ستاره ای باعث القای سایتوکین هایی مانند فاکتور نکروز تومور و فاکتورهای رشد تبدیل کننده می شوند. تخلیه سیستم آنتی اکسیدانی منجر به راه اندازی Fas-legand، یک گونه اکسیژن فعال میتوکندری می شود، نکروز سلول کبدی رخ می دهد و بافت فیبری متعاقباً ایجاد می شود که اساس توسعه سیروز است.

این اسلاید نموداری را نشان می‌دهد که چربی‌های اضافی در سلول‌های کبدی تجمع می‌یابند. اختلال عملکرد میتوکندری و اختلال عملکرد سیتوکروم P450 منجر به فعال شدن پراکسیداسیون لیپیدی، راه اندازی سلول های کوپفر، سیتوکین های التهابی، فعال شدن سلول های ستاره ای و آپوپتوز می شود که متعاقباً منجر به ایجاد نکروز کبدی می شود.

سندرم متابولیک بسیار مهم است زیرا بیماری کبد چرب غیر الکلی بخشی از سندرم متابولیک است. و نه تنها روی هپاتوسیت، که در آن سطح لیپوپروتئین های کم چگالی و بسیار کم چگالی، تری گلیسیریدها افزایش می یابد (این بسیار مهم است)، بلکه در سلول اندوتلیال نیز وجود دارد. اختلال عملکرد اندوتلیال رخ می دهد و لحظه ای نیز ایجاد می شود که با پراکسیداسیون لیپیدی، تجمع موادی که بر آترواسکلروز، مرگ ناگهانی و حملات قلبی تأثیر می گذارد، مرتبط است.

بدون شک افزایش سطح اسیدهای چرب آزاد با سلول های چربی همراه است. و کاهش کلسترول استری شده به ویژه منجر به تنش های مختلف گیرنده هسته ای می شود. و به اصطلاح گیرنده تکثیرکننده پراکسیزوم فعال شده، در حال حاضر از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

یک مونوسیت (ماکروفاژ)، در برخی موارد، با افزایش سطح پاسخ‌دهنده‌های التهابی (فاکتور نکروز تومور، اینترلوکین-6، گیرنده‌های شبه غشایی، اسیدهای چرب آزاد) نیز باعث ایجاد وقایعی می‌شود که به طور خاص با اثرات پاتولوژیک چربی مرتبط است. اسیدها

معیارهای ارزیابی مقاومت به انسولین از سال 1985 برای همه شناخته شده است. این شاخص توسط شاخص HOMA - ارزیابی مدل هموستازی، و شاخص QUICKI مدرن تر - حساسیت به انسولین کمی تعیین می شود. غلظت انسولین، گلوکز سرم و هنجارها در اینجا ارائه شده است.

لازم به ذکر است که همه بیماران مبتلا به بیماری کبد چرب غیر الکلی نیازی به بیوپسی کبد ندارند. ما در حال حاضر نقاطی داریم که ما را قادر می سازد تا سطح نفوذ چربی کبد را تعیین کنیم. و به ویژه این فیبروتست است.

در الگوریتم تشخیص بیماری کبد چرب غیر الکلی نه تنها به علائم خاص، بلکه به فعالیت آنزیم های آلانین و آسپارتیک ترانس آمیناز، گاما گلوتامیل ترانس پپتیداز، آلکالین فسفاتاز توجه می کنیم و به مصرف الکل نیز توجه می کنیم. که توسط همکاران قبلی مورد بحث قرار گرفت. و من می خواهم توجه را به عوامل خطر جلب کنم: سندرم متابولیک، مقاومت به انسولین، دیابت. برای اصلاح این وضعیت درمان و در صورت لزوم بیوپسی کبد تجویز می شود. بدون شک، اندیکاسیون های مطلق برای بیوپسی مورد نیاز است. و اگر شاخص توده بدن از 35 و 40 تجاوز کند، اقداماتی در حال انجام است که مربوط به درمان جراحی است.

توجه شما را به تعدادی از داروها (گلوکوکورتیکوز غیراستروئیدی - ضد التهابی و داروهای استروئیدی، آنتی بیوتیک های تتراسایکلین)، تعدادی از عوامل تغذیه ای (روزه داری، کاهش وزن سریع، مداخلات جراحی، عوامل ژنتیکی متابولیک، در ... به ویژه، هموکروماتوز ارثی، سموم مختلف) و سایر بیماری های همراه. این برای تشخیص افتراقی بسیار مهم است.

در مرحله استئاتوز، درمان چاقی، مقاومت به انسولین و دیس لیپیدمی اهمیت دارد. در مرحله استئاتوهپاتیت مهمترین نکته رفع استرس اکسیداتیو، التهاب و فیبروز است.

القای بیش از حد سیتوکروم P450 2E به دلیل انتشار رادیکال های آزاد، اثرات مضری بر سلول های کبدی دارد. فسفولیپیدهای ضروری نه تنها به عنوان آنتی اکسیدان عمل می کنند، بلکه به عنوان یک عامل بسیار مهم برای کاهش فعالیت سیتوکروم 2E1 عمل می کنند، همانطور که در آثار M. Aleynik نشان داده شده است. نتایج برخی از مطالعات نشان می دهد که معرفی فسفولیپیدهای ضروری می تواند القای سیتوکروم P450 2E را کاهش دهد (کار ولادیمیر تروفیموویچ ایواشکین، که در سال 2004 با مارینا ویکتورونا مایوسکایا در منابع روسی ارائه شد).

سلول های ستاره ای در شکل گیری مرحله نهایی بیماری کبد چرب غیر الکلی شرکت می کنند. و در آزمایشات آزمایشگاهی نشان داده شده است که پیشگیری کامل از فعال شدن سلول های ستاره ای با استفاده از مهارکننده های CYP2E1 از ایجاد سیروز جلوگیری می کند.

توجه شما را به این نکته جلب می کنم که نه تنها نویسنده روسی M. Aleynik، بلکه نویسنده ژاپنی Akiyama در مجله "Hepatology" در سال 2009، بر اساس مدل آسیب کبدی الکلی، به سیتوکروم P450 نیز توجه کرده است. 2E، استیل کوآ اکسیداز و نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید اکسیدازها، که فسفولیپیدهای ضروری فعالیت ضد التهابی، ضد آپوپتوز و ضد فیبروتیک را در این آسیب شناسی نشان می دهند.

این یک نسخه نظری از فرض استفاده از مهارکننده‌های سیتوکروم P450 و به ویژه داروی "Essentiale" است که مرجع است و مهمترین نکته برای مهار سیتوکروم P450 2E و بر این اساس P450 4A11 است. این از اکسیداسیون لیپیدها، گلیکولیز و کاهش سنتز اسیدهای چرب جلوگیری می کند.

داروهای زیر در درمان بیماری کبد چرب غیر الکلی استفاده می شود: حساس کننده های انسولین، آنتی اکسیدان ها، محافظ های کبدی، ضد میکروبی ها.

اما من می خواهم توجه را به فسفولیپیدهای غشایی جلب کنم. آنها اجزای اصلی چربی غشای سلولی هستند. آسیب به غشاهای فسفولیپیدی منجر به سندرم سیتولیز می شود و گونه های اکسیژن فعال بیش از حد منجر به آسیب به غشاهای فسفولیپیدی بر اساس اکسیداسیون γ میکروزومی و اکسیداسیون β پراکسیمال می شود. بر این اساس، آسیب به غشاهای فسفولیپیدی منجر به مرگ سلولی می شود که منجر به شروع فیبروز و فعال شدن سلول های ستاره ای می شود.

آسیب به ساختار کبد آسیب به غشاها است. در نسخه فسفولیپیدهای ضروری، ماده ای است که به جای لیپیدها، غشای سلولی را بازسازی می کند. بازیابی ساختار کبد امکان بازیابی عملکرد کبد را فراهم می کند.

بیماران ما نه تنها از بیماری کبد چرب الکلی، هپاتیت الکلی، بلکه از سایر بیماری های کبدی نیز رنج می برند، این یک واقعیت غیرقابل انکار است. من می خواهم توجه شما را به این واقعیت جلب کنم که طبق مونوگراف E. Kunz (2008)، فسفولیپیدهای ضروری دارای اثر ضد فیبروتیک هستند، اثری که صفرا و غشای سلول های کبدی را تثبیت می کند.

این نشریه ای است که در سال 2008 بر اساس داده های دارویی و بالینی منتشر شد. به نظر می رسد درمان با فسفولیپیدهای ضروری برای کاهش قابل توجه تظاهرات و از بین بردن بیماری کبد چرب با علل مختلف، که به دلیل مصرف الکل، چاقی و حتی اگر علت آن قابل تشخیص نباشد، ایجاد شده است، ترجیح داده می شود.

من می خواهم به این نکته اشاره کنم که مطالعات متعددی در مورد Essential وجود دارد. این مطالعات برای همه شناخته شده است. اما می خواهم بگویم که حتی با دیابت شیرین، Essentiale امکان عادی سازی سطح گلوکز، هموگلوبین گلیکوزیله و کلسترول سرم را در بیماران مبتلا به بیماری کبدی غیر الکلی فراهم می کند.

در پایان، می خواهم بگویم که آسیب کبدی که با تجمع چربی در غیاب سوء مصرف الکل مشخص می شود، به عنوان بیماری کبد چرب غیر الکلی شناخته می شود. عوامل خطر چاقی و دیابت نوع 2 هستند. در پاتوژنز بیماری کبد چرب غیر الکلی، اهمیت خاصی به فعالیت بیش از حد سیتوکروم P450 2E1 داده می شود. انواع بالینی سیر بیماری: درد در هیپوکندری راست، اختلالات آستنوژیتیو و سوء هاضمه، هپاتومگالی. و الگوریتم تشخیصی ما بر اساس حذف مداوم آسیب‌های کبدی الکلی و ایتروژنیک و همچنین ویروسی است.

اکسیداسیون میکروزومی دنباله‌ای از واکنش‌ها است اکسیژنازهاو NADPH، منجر به ورود یک اتم اکسیژن به ترکیب یک مولکول غیر قطبی و پیدایش آب دوستی در آن و افزایش واکنش پذیری آن می شود.

واکنش ها اکسیداسیون میکروزومیتوسط چندین آنزیم واقع در غشاهای شبکه آندوپلاسمی انجام می شود (در مورد درونکشتگاهیآنها غشاهای میکروزومی نامیده می شوند). آنزیم ها زنجیره های کوتاهی را سازماندهی می کنند که به سیتوکروم P 450 ختم می شود.

واکنش های اکسیداسیون میکروزومی شامل به واکنش های فاز 1و برای دادن خواص قطبی به یک مولکول آبگریز و/یا افزایش آب دوستی آن، افزایش واکنش پذیری مولکول ها برای شرکت در واکنش های فاز 2 در نظر گرفته شده است. در واکنش های اکسیداسیون، تشکیل یا آزاد شدن گروه های هیدروکسیل، کربوکسیل، تیول و آمینو که آبدوست هستند رخ می دهد.

آنزیم های اکسیداسیون میکروزومی در شبکه آندوپلاسمی صاف قرار دارند و هستند اکسیدازهای با عملکرد مخلوط(مونواکسیژنازها).

سیتوکروم P450

پروتئین اصلی اکسیداسیون میکروزومی هموپروتئین است - سیتوکروم P 450.در طبیعت تا 150 ایزوفرم از این پروتئین وجود دارد که حدود 3000 بستر مختلف را اکسید می کند. نسبت ایزوفرم های مختلف سیتوکروم P450 به دلیل ویژگی های ژنتیکی متفاوت است. اعتقاد بر این است که برخی از ایزوفرم ها در تبدیل زیستی بیگانه بیوتیک ها نقش دارند، در حالی که برخی دیگر ترکیبات درون زا (هورمون های استروئیدی، پروستاگلاندین ها، اسیدهای چرب و غیره) را متابولیزه می کنند.

سیتوکروم P450با اکسیژن مولکولی تعامل دارد و شامل یک اتم اکسیژن در مولکول بستر است که به ظاهر (افزایش) آب دوستی آن و دیگری در مولکول آب کمک می کند. واکنش های اصلی آن عبارتند از:

• دالکیلاسیون اکسیداتیو، همراه با اکسیداسیون گروه آلکیل (در اتم های N، O یا S) به آلدئید و حذف آن،
• اکسیداسیون (هیدروکسیلاسیون) ترکیبات غیر قطبی با حلقه های آلیفاتیک یا آروماتیک،
• اکسیداسیون الکل ها به آلدئیدهای مربوطه.

کار سیتوکروم P 450 توسط دو آنزیم تضمین می شود:

• NADH-سیتوکروم b5 اکسیدوردوکتاز، حاوی مد زودگذر,
• NADPH-سیتوکروم P450 اکسیدوردوکتاز، حاوی FMNو مد زودگذر.

طرحی از موقعیت های نسبی آنزیم های اکسیداسیون میکروزومی و عملکرد آنها

هر دو اکسیدوردوکتاز الکترون‌ها را از معادل‌های کاهش‌یافته مربوطه دریافت می‌کنند و آنها را به سیتوکروم P450 منتقل می‌کنند. این پروتئین، که قبلاً یک مولکول از سوبسترای احیا شده را متصل کرده است، به یک مولکول اکسیژن متصل می شود. سیتوکروم P 450 با دریافت یک الکترون دیگر، اولین اتم اکسیژن را در بستر آبگریز (اکسیداسیون بستر) ترکیب می کند. در همان زمان، کاهش اتم دوم اکسیژن به آب رخ می دهد.

دنباله ای از واکنش های هیدروکسیلاسیون سوبستراها با مشارکت سیتوکروم P450

یکی از ویژگی های اساسی اکسیداسیون میکروزومی، توانایی القا یا مهار آن است، به عنوان مثال. به تغییر در قدرت فرآیند

القاء کننده ها موادی هستند که سنتز سیتوکروم P 450 و رونویسی mRNA مربوطه را فعال می کنند. آن ها هستند

1. طیف وسیعاقداماتی که توانایی تحریک سنتز سیتوکروم P450، NADPH-سیتوکروم P450 اکسیدوردوکتاز و گلوکورونیل ترانسفراز را دارند. نمایندگان کلاسیک مشتقات اسید باربیتوریک هستند - باربیتورات ها،این گروه نیز شامل می شود دیازپام, کاربامازپین, ریفامپیسینو غیره.

2. طیف باریکو اعمال، یعنی. تحریک یکی از اشکال سیتوکروم P 450 - هیدروکربن های چند حلقه ای آروماتیک ( متیل کولانترن, اسپیرونولاکتون) اتانول

مثلا، اتانولسنتز ایزوفرم P 450 2E1 (اکسیداز الکل) را تحریک می کند که در متابولیسم اتانول، نیتروزامین ها، پاراستامول و غیره نقش دارد.
گلوکوکورتیکوئیدهاایزوفرم P 450 3A را القا می کند.

مهارکننده‌های اکسیداسیون میکروزومی به بخش پروتئین سیتوکروم یا آهن هِم متصل می‌شوند. آنها تقسیم می شوند:

1. برگشت پذیر

• مستقیماقدامات- مونوکسید کربن ( CO), آنتی اکسیدان ها,
• غیر مستقیماقدامات، یعنی تأثیر از طریق محصولات میانی متابولیسم آنها، که با سیتوکروم P 450 کمپلکس تشکیل می دهند - اریترومایسین.

2. برگشت ناپذیرمهار کننده ها - آلوپورینول, آمینازین, پروژسترون، دهانی داروهای ضد بارداری, تتورام, فلوراوراسیل,

ارزیابی واکنش های فاز 1

اکسیداسیون میکروزومی را می توان به روش های زیر ارزیابی کرد:

• تعیین فعالیت آنزیم میکروزومی پس از بیوپسی،
• در مورد فارماکوکینتیک داروها،
• با استفاده از نشانگرهای متابولیک ( تست آنتی پیرین).

تست آنتی پیرین

آزمودنی آن را صبح با معده خالی مصرف می کند آمیدوپیرینبه میزان 6 میلی گرم بر کیلوگرم وزن بدن. 4 قسمت ادرار به ترتیب در فواصل 1 تا 6 ساعت، 12-6، 24-12 و 45-48 ساعت جمع آوری می شود. حجم ادرار اندازه گیری می شود. حداکثر 24 ساعت بعد، ادرار سانتریفیوژ یا فیلتر می شود. سپس غلظت 4-aminoantipyrine و متابولیت آن N-acetyl-4-aminoantipyrine در ادرار مورد بررسی قرار می گیرد.

سیتوکروم P450

ابرخانواده سیتوکروم P-450 (CYP-450) مسئول اکسیداسیون میکروزومی است و گروهی از آنزیم ها با ایزوفرم های فراوان (بیش از 1000) است که نه تنها داروها را متابولیزه می کند، بلکه در سنتز هورمون های استروئیدی، کلسترول و غیره نیز شرکت می کند. مواد

بیشترین مقدار سیتوکروم در سلول های کبدی و همچنین در اندام هایی مانند روده ها، کلیه ها، ریه ها، مغز، قلب یافت می شود. بر اساس همسانی توالی های نوکلئوتیدی و اسید آمینه، ایزوآنزیم های سیتوکروم به خانواده هایی تقسیم می شوند که به نوبه خود به زیر خانواده ها تقسیم می شوند. نمایندگان خانواده های مختلف از نظر ویژگی سوبسترا و تنظیم کننده های فعالیت (القاء کننده ها و بازدارنده ها) متفاوت هستند. اگرچه تک تک اعضای خانواده ها ممکن است ویژگی های "متقابل" و القا کننده ها و بازدارنده های "متقابل" داشته باشند. بنابراین، نشان داده شده است که داروی ضد ویروسی ریتوناویر توسط هفت آنزیم (CYP1A1، CYP2A6، CYP2C9، CYP2C19، CYP2D6، CYP2E1، CYP3A4) متابولیزه می‌شود و سایمتیدین چهار آنزیم (CYP2P2PYA2، CYP2PYA2، CYP2PYA2، CYP2PYA2، CYP2PYA2، CYP2PYA2، CYP2PYA2، CYP2PYA2، CYP2PYA2، CYP2PYA6، CYP2P39، CYP2A6، CYP2A6، CYP2A6، CYP2A6 و CYP2A6) را مهار می‌کند. مهم ترین سیتوکروم ها برای تبدیل زیستی داروها عبارتند از CYP1A1، CYP2A2، CYP2C9، CYP2C19، CYP2D6، CYP2E1، CYP3A4، CYP3A5. سهم نسبی سیتوکروم های مختلف و سایر آنزیم های سم زدایی فاز I در متابولیسم دارو در شکل 7.2.2 ارائه شده است.

هر ایزوآنزیم سیتوکروم P-450 توسط ژن خاص خود رمزگذاری می شود که روی کروموزوم های مختلف قرار دارند. برخی از این ژن ها دارای شبه زا (نسخه های بیان نشده) هستند که در نزدیکی آنها قرار گرفته اند که آزمایش ژنتیکی را به طور قابل توجهی پیچیده می کند.

به دلیل پلی مورفیسم ژن های متابولیک، فعالیت آنزیم های مربوطه می تواند به طور قابل توجهی بین افراد متفاوت باشد. بسته به این ویژگی های بین فردی، سه گروه از افراد متمایز می شوند که در فعالیت آنزیم متابولیک متفاوت هستند. اینها متابولیزورهای "گسترده" نامیده می شوند - افرادی با میزان طبیعی متابولیسم داروها (بخش عمده جمعیت)، متابولیسم های "آهسته" (افراد با سرعت متابولیسم داروهای خاص) و "سریع" (" بیش فعال") متابولیزورها - افرادی که سرعت تغییر زیستی برخی داروها افزایش یافته است. نسبت متابولیسم‌های «آهسته» و «سریع» برای آنزیم‌های متابولیک فردی، تفاوت‌های بین جمعیتی قابل توجهی را نشان می‌دهد. در عین حال، همیشه یک همبستگی کامل بین ژنوتیپ و فنوتیپ در میزان متابولیسم دارو وجود ندارد، که نشان دهنده نیاز به استفاده از کنترل بیوشیمیایی هنگام تعیین ژنوتیپ آنزیم های متابولیک است.

اجازه دهید ویژگی‌های عملکردی پلی‌مورفیسم ژن‌های اصلی ابرخانواده‌های سیتوکروم CYP-450 را که در متابولیسم دارو دخالت دارند، در نظر بگیریم. اطلاعات دقیق در مورد خواص آنزیم های متابولیک، ویژگی های سوبسترا و پلی مورفیسم ژنتیکی را می توان در مجموعه ای از تک نگاری ها و کتاب های درسی داخلی در مورد فارماکوژنتیک بالینی یافت.

خانواده P-450 CYP1 بخش نسبتاً کمی از بیگانه‌بیوتیک‌ها را متابولیزه می‌کند که مهمترین آنها هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای (PAHs) هستند که اجزای اصلی دود تنباکو هستند.

نقش مهمی در این امر به ژن‌های CYP1A1 و CYP1A2 تعلق دارد که بر روی کروموزوم 15 قرار دارند. بیان هر دو ژن توسط یک کمپلکس تشکیل شده توسط گیرنده Ah با مولکول PAH القاکننده تنظیم می‌شود که به هسته نفوذ می‌کند و به طور خاص بیان را تحریک می‌کند. این ژن ها

CYP1A1 پروتئینی با فعالیت آریل هیدروکربنات هیدروکسیلاز را کد می کند، که متابولیسم اولیه PAH ها را که منجر به تشکیل مواد سرطان زا می شود، کنترل می کند (به عنوان مثال، بنزوپیرن، که در طول کشیدن سیگار تشکیل می شود). پلی‌مورفیسم ژن CYP1A1 توسط جهش‌های سه نقطه‌ای ایجاد می‌شود: C4887A و A4889G در اگزون 7 و T6235C در ناحیه 3'-جانب. جایگزینی G4889(Val)+C6235 با ظهور آلل "سریع" *2B مشخص می شود. فعالیت آن در مقایسه با آلل نوع وحشی 3 برابر بیشتر است. * 2B تقریباً در 7٪ از قفقازی ها رخ می دهد و یک عامل خطر برای سرطان ریه در نظر گرفته می شود. نشان داده شده است که در حضور آلل *2B در افراد سیگاری، خطر ابتلا به سرطان ریه در مقایسه با افراد غیر سیگاری بیش از هفت برابر افزایش می یابد. اگر علاوه بر آلل *2B ژن CYP1A1، فرد سیگاری دارای آلل "کمبود" ژن GSTM1 نیز باشد، خطر حتی بیشتر می شود. آلل *2A (C6235) و *4 (A4887(Asp) در جمعیت تنها با فراوانی 3-1% رخ می دهد، علاوه بر این، آلل *2A با استعداد ارثی به سرطان خون و مقاومت به درمان دارویی برای این بیماری مرتبط است. .

محصول ژن CYP1A2 تنها PAH ها را متابولیزه می کند، بلکه ترکیباتی مانند کافئین، تئوفیلین و غیره را نیز متابولیزه می کند. نشان داده شده است که وجود آلل *1A ژن CYP1A2 متابولیسم داروهایی مانند کافئین، دازپام، وراپامیل، متادون، تئوفیلین، استرادیول.

خانواده P-450 CYP2 توسط گروهی از مهم‌ترین آنزیم‌های کاربردی که تعداد زیادی از داروهای مختلف را متابولیزه می‌کنند، نشان داده می‌شود. فعالیت آنها وابستگی شدید به پلی مورفیسم ژنتیکی را نشان می دهد.

زیرخانواده CYP2A مهمترین ایزوآنزیم این زیرخانواده است. در تبدیل نیکوتین به کوتینین، در هیدروکسیلاسیون کومارین و سیکلوفوسامید نقش دارد و به متابولیسم ریتوناویر، پاراستامول و والپروئیک اسید کمک می کند. CYP2A6 در فعال سازی زیستی اجزای دود تنباکو - نیتروزامین ها که باعث سرطان ریه می شود، نقش دارد. ژن CYP1A6 روی کروموزوم 19 در لوکوس 19q13.2 قرار دارد. این ژن عمدتاً در کبد بیان می شود. نشان داده شده است که آلل *4 ژن CYP1A6 محافظ است، یعنی با خطر کمتر سرطان ریه مرتبط است. وجود آلل *2 و *3 با کاهش متابولیسم کومارین همراه است که در هنگام مصرف این دارو به دلیل سمیت کبدی احتمالی مهم است.

زیرخانواده CYP2B تمام آنزیم های این زیرخانواده توسط فنوباربیتال القا می شوند. مهم‌ترین آنزیم CYP2B6 است که بسیاری از داروهای سیتوتوکسیک (سیکلوفسفامید)، ضد ویروس‌ها (افاویرنز و نویراپین)، داروهای ضد افسردگی (بوپروپیون)، بی‌حس‌کننده‌ها (پروپوفول) و مواد افیونی مصنوعی (متادون) را متابولیزه می‌کند و همچنین در متابولیسم استروئیدهای درون‌زا نقش دارد. ژن CYP2B6 در همان مکان ژن CYP2A6 قرار دارد و عمدتاً در کبد بیان می شود. وجود آلل های کند ژن CYP2B6 (*2، *4، *5، *6) سرعت متابولیسم داروهای ضد ویروسی را کاهش می دهد که منجر به کاهش کلیرانس و افزایش خطر عوارض سیستم عصبی مرکزی می شود.

زیرخانواده CYP2C نقش کلیدی در متابولیسم بسیاری از داروها دارد. ویژگی مشترک این ایزوآنزیم ها وجود فعالیت 4 هیدرولاز در برابر داروی ضد تشنج مفنی توئین است.

به ویژه برای فارماکوژنتیک بالینی، آزمایش پلی مورفیسم ژن CYP2C9 واقع در جایگاه 10q24 مهم است. این ژن عمدتاً در کبد بیان می شود و متابولیسم اصلی مهارکننده های گیرنده آنژیوتانسین (لوزارتان و ایربسارتان) است. سوبستراهای آن نیز شامل داروهای ضد انعقاد (وارفارین)، داروهای کاهش دهنده گلوکز (گلیپیزید)، ضد تشنج ها (فنی توئین، دیازپام)، داروهای ضد افسردگی (آمی تریپتیلین، کلومیپرامین، ایمی پرامین)، مهارکننده های پمپ پروتون (امپرازول)، داروهای ضد التهابی غیر استروئیدی، ایبوپروفن، پیروکسیکام)، تولبوتامین. همانطور که گفته شد، تجزیه و تحلیل پلی مورفیسم ژن CYP2C9 اولین آزمایش ژنتیکی رسمی تایید شده بود (به بالا مراجعه کنید). تعداد افراد با کاهش فعالیت این آنزیم در جمعیت خانگی تا 20 درصد است. در عین حال، برای جلوگیری از عوارض نامطلوب، دوز درمانی داروهای فوق در حاملان آلل *2 و *3 ژن CYP2C9 باید 2-4 برابر کاهش یابد.

ژن CYP2C19 در جایگاه 10q24.1-q24.3 قرار دارد و در کبد بیان می شود. محصول پروتئینی آن آنزیم اصلی در متابولیسم مهارکننده های پمپ پروتون (امپرازول) و ضد تشنج ها (پروگوانیل، والپروئیک اسید، دیازپام، باربیتورات ها) است. فراوانی آلل "آهسته" آن (*2) در جمعیت اروپا بین 5 تا 200٪ است.

زیرخانواده CYP2D. سیتوکروم CYP2D6 حدود 20 درصد از تمام داروهای شناخته شده را متابولیزه می کند. ژن CYP2D6 روی کروموزوم 22 در لوکوس 22q13.1 قرار دارد. محل اصلی بیان آن کبد است. در حال حاضر، بیش از 36 آلل در ژن CYP2D6 شناسایی شده است، برخی از آنها با عدم وجود محصول پروتئینی مشخص می شوند، در حالی که برخی دیگر منجر به ظهور آنزیمی با خواص تغییر یافته می شوند. سوبستراهای آنزیم CYP2D6 داروهایی هستند که به طور گسترده در عمل بالینی مورد استفاده قرار می گیرند، مانند مسدود کننده های بتا، داروهای ضد افسردگی، مواد ضد روانگردان، ضد آریتمی ها، داروهای ضد روان پریشی، داروهای ضد فشار خون، مهارکننده های مونواکسید ردوکتاز، مشتقات مورفین، انتقال دهنده های عصبی (اپیترانسمیترها، دووپامین). با توجه به اینکه حدود 6 تا 10 درصد از ساکنان قفقازی متابولیزه کننده کند این آنزیم هستند، نیاز آشکار به آزمایش ژنتیکی CYP2D6 به منظور تنظیم دوز این داروها وجود دارد. علاوه بر این، آلل های "عملکردی ضعیف" این ژن با استعداد ارثی به بیماری های جدی مانند سرطان ریه، سرطان روده و غیره مرتبط است.

زیرخانواده CYP2E سیتوکروم CYP2E1 یک آنزیم القایی با اتانولین است. بسترهای آن تتراکلرید کربن، دی متیل نیتروزامین است. شواهدی وجود دارد که نشان می دهد CYP2E1، همراه با CYP1A2، در تبدیل پاراستامول به N-acetylbenzoquinoneimine، که دارای اثر سمی کبدی قوی است، نقش دارد. علاوه بر این، مهم ترین ایزوآنزیم از گروه سیتوکروم ها است که کلسترول لیپوپروتئین با چگالی کم را اکسید می کند که به نوبه خود منجر به تشکیل پلاک های آترواسکلروتیک می شود. ژن CYP2E1 در جایگاه 10q24.3-qter قرار دارد و در کبد انسان بالغ بیان می شود. پلی مورفیسم Taq1 در ژن CYP2E1 منجر به کاهش فعالیت این آنزیم می شود. هموزیگوت های M/M برای آلل ضعیف شده ژن CYP2E1 به دلیل سم زدایی تاخیری، حساسیت بیشتری به داروهای فوق نشان می دهند.

خانواده سیتوکروم P-450 CYP3

زیرخانواده CYP3A بیشترین تعداد را دارد. حدود 30 درصد از تمام ایزوآنزیم های سیتوکروم P-450 در کبد و 70 درصد از تمام ایزوآنزیم های دیواره دستگاه گوارش را تشکیل می دهد. مهم ترین آنزیم ها CYP3A4 و CYP3A5 هستند که ژن های آنها در جایگاه 7q22.1 قرار دارند. ژن CYP3A4 عمدتاً در کبد و CYP3A5 در دستگاه گوارش بیان می شود.

آنزیم CYP3A4 بیش از 60 درصد از تمام داروها را متابولیزه می کند و نقش عمده ای در متابولیسم تستوسترون و استروژن دارد. انواع آللی ژن CYP3A4 بسیار زیاد است، اما داده های مربوط به تأثیر آنها بر فارماکوکینتیک داروهای مربوطه متناقض است.

آنزیم CYP3A5 برخی از داروهایی که CYP3A4 با آنها تداخل دارد را متابولیزه می کند. نشان داده شده است که وجود آلل *3 ژن CYP3A5 منجر به کاهش کلیرانس داروهایی مانند آلپرازالام، میدازولام و ساکویناویر می شود.

پاراکسوناز آنزیمی است که مسئول سنتز پاراکسوناز، پروتئین پلاسمای خون است. علاوه بر این، آنزیم ترکیبات ارگانوفسفره، ارگانوفسفره ها، کاربامات ها و استرهای اسید استیک را غیرفعال می کند. برخی از این مواد عوامل جنگ شیمیایی هستند - سارین، سومان، تابون. از بین سه ایزوفرم شناخته شده، آنزیم PON1 مهمترین آنهاست. ژن آن در جایگاه 7q21.3 قرار دارد. مهم ترین و مورد مطالعه پلی مورفیسم جایگزینی گلوتامین با آرژنین در موقعیت 192 (چند ریختی L/M) است. نشان داده شده است که آلل M با کاهش متابولیسم ترکیبات ارگانوفسفره مرتبط است.

آلل M و ژنوتیپ M/M خطر ابتلا به بیماری پارکینسون را به ویژه در ترکیب با آلل 5 ژن GSTP1 افزایش می دهند و با تشکیل پلاک های آترواسکلروتیک مرتبط هستند.

الکل و آلدهید دهیدروژنازها

الکل دهیدروژناز یک آنزیم کلیدی در کاتابولیسم اتانول و سایر الکل ها است که الکل ها را به آلدئید اکسید می کند. در بزرگسالان، ژن ADH1B در کبد بیان می شود. پویایی خاصی در سطح بیان آن بسته به سن وجود دارد. ژن ADH1B (ADH2) در جایگاه 4q22 قرار دارد. پلی مورفیسم مورد مطالعه G141A است. نشان داده شده است که آلل A با افزایش فعالیت آنزیم همراه است، که منجر به تجمع بیش از حد محصولات متابولیک میانی - آلدئیدها، که دارای اثر سمی مشخص هستند، می شود. افرادی که دارای آلل A ژن ADH1B هستند حساسیت بیشتری به اتانول دارند و کمتر مستعد اعتیاد به الکل هستند.

همچنین دو آلدهید دهیدروژناز در سلول های کبد وجود دارد: ALDH1 (سیتوزولی) و ALDH2 (میتوکندری). ژن ALDH2 در جایگاه 12q24.2 قرار دارد، محصول آن نقش کلیدی در تبدیل آلدئیدهای سمی به اسیدهای کربوکسیلیک مربوطه دارد که به راحتی از بدن خارج می شوند. ALDH2 نقش مهمی در کاتابولیسم الکل دارد. مشخص است که در میان نمایندگان نژاد زرد، مسمومیت با الکل ناشی از عدم وجود ALDH2 در تقریبا 50٪ از جمعیت است. پلی مورفیسم در ژن ALDH2 منجر به جایگزینی Glu در موقعیت 487 پروتئین (آلل ALDH2*1) با Lys (الل ALDH2*2) می شود. آلل ALDH2*2 آنزیمی با فعالیت کاهش یافته را کد می کند. در هتروزیگوت ها فعالیت آنزیم 10 برابر کاهش می یابد. آنزیم ALDH2 در پاتوژنز سرطان های مختلف مرتبط با مصرف بیش از حد الکل - کارسینوم سلول های کبدی، سرطان مری، حلق و حفره دهان نقش دارد.

مصرف شدید الکل در افراد دارای انواع آللی نامطلوب ژن های ADH1B و ALDH2 می تواند منجر به ایجاد سریع عوارض کبدی شود: بیماری الکل و سیروز کبدی.

سیتوکروم P450 خانواده 2 زیر خانواده C پلی پپتید 9 (CYP2C9). تشخیص جهش A1075C (Ile359Leu)

نام ژن -CYP2C9

محلی سازی ژن روی کروموزوم– 10q23.33

• *1/*1
• *1/*3
• *3/*3

وقوع در جمعیت

آلل CYP2C9*3در اروپایی ها با فراوانی 6 درصد رخ می دهد.

ارتباط مارکر با متابولیسم دارو

برای تعیین اثربخشی فیزیولوژیکی استفاده از داروها: داروهای ضد انعقاد خوراکی از کلاس کومارین (وارفارین)، مشتقات سولفونیل اوره، مسکن های غیر مخدر (تنوکسیکام، فلوربیپروفن، لورنوکسیکام، پیروکسیکام)، لوزارتان و ایربسارتان II (آنژیوتانسرها) در حال مطالعه است. ).

اطلاعات کلی در مورد مطالعه

رایج ترین دارویی که برای پیشگیری و درمان عوارض ترومبوآمبولیک استفاده می شود وارفارین (کومادین) است. این دارو برای استفاده طولانی مدت در یک سری از موارد مرتبط با افزایش لخته شدن خون و همچنین در دوره پس از عمل به منظور جلوگیری از تشکیل لخته های خون در اثر جراحی تجویز می شود. معمولاً تجویز دارو برای افرادی که دچار سکته مغزی یا انفارکتوس میوکارد شده اند انجام می شود.

برای دستیابی به اثر داروها، آنها باید در بدن (تبدیل به شکل فعال) در سلول های کبدی (هپاتوسیت ها) توسط سیستم آنزیمی سیتوکروم P450 (CYP) فعال شوند. ژن‌های کدکننده این آنزیم‌ها چندشکلی هستند و آلل‌هایی که تشکیل آنزیم‌هایی با عملکرد کاهش یافته یا غایب را کد می‌کنند، رایج هستند.

فعالیت سیتوکروم‌ها علاوه بر ویژگی‌های ساختاری ژن‌های کدکننده آن‌ها، تحت تأثیر عواملی مانند سن، وزن بدن، سبک زندگی، عادت‌های بد، رژیم غذایی، بیماری‌های همراه و داروها است. این عوامل مسئول تشکیل خصوصیات فردی کار آنزیم های P450 هستند و ماهیت متابولیسم اکثر داروها را تعیین می کنند. آنزیم اصلی برای تبدیل زیستی داروهای ضد انعقاد غیر مستقیم، ایزوآنزیم سیتوکروم P450 است. CYP2C9.

ژن CYP2C9موضعی در کروموزوم 10 در ناحیه 10q23.33. انواع ژن (آلل) وجود دارد CYP2C9، تشکیل یک آنزیم با عملکرد کاهش یافته یا غایب را رمزگذاری می کند. واریانت ژنی حامل یک جایگزین نقطه ای آدنین برای سیتوزین در موقعیت 1075 (A1075C) منجر به کاهش فعالیت متابولیکی آنزیم می شود و CYP2C9*3 نامیده می شود. یک جایگزینی تک نوکلئوتیدی منجر به جایگزینی اسید آمینه ایزولوسین به جای لوسین (Ile359Leu) در آنزیم CYP2C9 می شود. بنابراین، آنزیمی با عملکرد تغییر یافته سنتز می شود که فعالیت آن کمتر از 5 درصد از فعالیت آنزیم *1 است. نوع اصلی (تغییر نشده) ژن به عنوان تعیین می شود CYP2C9*1.

شایع ترین ژنوتیپ باعث متابولیسم طبیعی وارفارین می شود و CYP2C9 *1/*1 نامیده می شود.

نشانگر ژنتیکی CYP2C9*3(ژنوتیپ های *3/*3 و *3/*1) با تغییر در فعالیت عملکردی آنزیم سیتوکروم P450 همراه است که باعث کاهش سرعت دفع وارفارین از بدن می شود. وجود آلل *3 در بیمار منجر به کاهش قابل توجهی در فعالیت ایزوآنزیم سیتوکروم می شود که اثر ضد انعقادی داروها را تا 7 برابر افزایش می دهد و می تواند باعث ایجاد عوارضی مانند خونریزی داخلی شدید و دوره های بیماری شود. کاهش انعقاد بیش از حد

سیتوکروم P450. ساختار و عملکرد

در بین آنزیم‌های فاز 1، سیستم سیتوکروم P450 (P450 یا CYP) از نظر فعالیت کاتالیزوری نسبت به تعداد زیادی از بیگانه‌بیوتیک‌ها، جایگاه پیشرو را اشغال می‌کند. بیشترین غلظت سیتوکروم P450 در شبکه آندوپلاسمی سلولهای کبدی (میکروزوم) یافت می شود. سیتوکروم‌های میکروزومی کبدی P450 نقش مهمی در تعیین شدت و زمان اثر ترکیبات خارجی و نقش کلیدی در سم‌زدایی بیگانه‌بیوتیک‌ها و همچنین در فعال‌سازی آن‌ها به متابولیت‌های سمی و/یا سرطان‌زا دارند. مونواکسیژنازهای وابسته به سیتوکروم P450 یک سیستم انتقال الکترون چند آنزیمی هستند. تمام سیتوکروم های P450 پروتئین های حاوی هم هستند. آهن هِم معمولاً در حالت اکسید شده (Fe3+) است. سیتوکروم P450 با کاهش به حالت Fe2+ قادر به اتصال لیگاندهایی مانند اکسیژن یا مونوکسید کربن است. کمپلکس سیتوکروم P450 کاهش یافته با CO دارای حداکثر جذب در 450 نانومتر است که مبنایی برای

نام این آنزیم ها واکنش اصلی که توسط سیتوکروم P450 کاتالیز می شود، یک واکنش مونواکسیژناز است که در آن یک اتم اکسیژن با بستر (RH) برهمکنش می کند و دیگری به H2O کاهش می یابد. NADPH به عنوان یک عامل کاهنده در واکنش شرکت می کند:

RH (سوبسترا) + O2 + NADPH + H+ --> ROH (محصول) + H2O + NADP+

مکانیسمی که سیتوکروم توسط آن الکترون را از NADPH دریافت می کند به محلی سازی درون سلولی سیتوکروم P450 بستگی دارد. در اورژانس، جایی که بیشتر هموپروتئین‌های دخیل در تبدیل بیگانه بیگانه‌بیوتیک‌ها قرار دارند، الکترون از طریق فلاوپروتئینی به نام NADPH-P450 ردوکتاز منتقل می‌شود. یک مولکول ردوکتاز می تواند الکترون ها را به چندین مولکول P450 برساند. در میتوکندری، جایی که ایتوکروم های P450 در بیوسنتز هورمون های استروئیدی و متابولیسم ویتامین D نقش دارند، الکترون با استفاده از 2 پروتئین منتقل می شود: فرودوکسین یا فرودوکسین ردوکتاز.

در شکل شکل 1 چرخه کاتالیزوری سیتوکروم P450 را نشان می دهد. بخش اول چرخه شامل فعال شدن اکسیژن و قسمت دوم - اکسیداسیون بستر است. مکانیسم عملکرد سیستم مونوکسیژناز میکروزومی اولین بار توسط Estabrook و همکارانش توضیح داده شد و اکنون توسط بسیاری از محققان تایید شده است. این طرح به شرح زیر است: مرحله اول شامل برهمکنش بستر با فرم اکسید شده P450 است. هنگامی که P450 به بسترها متصل می شود

انتقال آهن هِم از حالت اسپین پایین به حالت چرخش زیاد وجود دارد. مرحله دوم شامل کاهش کمپلکس آنزیم-سوبسترای حاصل با الکترون اول است که از زنجیره انتقال ویژه NADPH از NADPH می آید.

فلاووپروتئین I (NADPH-سیتوکروم P450 ردوکتاز). مرحله سوم شامل تشکیل یک کمپلکس سه تایی است: سیتوکروم P450-سوبسترا-اکسیژن کاهش یافته. مرحله چهارم

نشان دهنده کاهش یک کمپلکس سه تایی توسط یک الکترون دوم است که، به عنوان

اعتقاد بر این است که از زنجیره انتقال الکترون خاص NADH، متشکل از NADH- آمده است.

سیتوکروم b5 ردوکتاز یا فلاوپروتئین II و سیتوکروم b5. مرحله پنجم شامل چندین فرآیند است، از جمله تبدیل درون مولکولی کمپلکس سه تایی کاهش یافته و تجزیه آن با تشکیل محصول هیدروکسیله و آب. در این مرحله سیتوکروم P450 به شکل اکسید شده اولیه خود تبدیل می شود.

سیتوکروم P450 انواع واکنش های زیر را کاتالیز می کند: هیدروکسیلاسیون اتم کربن آلیفاتیک یا آروماتیک. اپوکسیداسیون پیوند دوگانه؛

اکسیداسیون اتم (S، N، I) یا N-هیدروکسیلاسیون. انتقال گروه اکسید شده؛

تخریب ارتباطات اثیری؛ هیدروژن زدایی برخی از واکنش ها کاتالیزور شد

سیتوکروم P450 در شکل نشان داده شده است. 2 و 3. چندین کلاس معرف خوب هستند

آخرین کربن در زنجیره هیدروکسیله است که به آن امگا هیدروکسیلاسیون می گویند. بنابراین

هیدروکسیلاسیون داخلی در چندین موقعیت (موقعیت -1،-2) رخ می دهد.

این منجر به تغییرات بسیاری در محصولات مختلف حتی با یک آلکان ساده مانند هگزان می شود. توجه داشته باشید که هیدروکربن های حلقوی نیز تحت هیدروکسیلاسیون قرار می گیرند. در واکنش هیدروکسیلاسیون ابتدا یک همی استال تشکیل می شود که سپس به الکل و آلدهید تبدیل می شود. هنگامی که آلکن ها توسط سیتوکروم P450 اکسید می شوند، اکسیدهای دیاتومیک تشکیل می شوند. آنها از نظر پایداری متفاوت هستند و می توانند بسیار واکنش پذیر باشند. به عنوان مثال، وینیل کلرید به طور متابولیکی به یک اکسید تبدیل می شود، که سپس به کلرواستالدئید تبدیل می شود، یک جهش زا که مستقیماً روی DNA اثر می کند. این مطالعات منجر به ممنوعیت استفاده از وینیل کلرید در نبولایزر شد. گروه وینیل استرول (وینیل بنزن) به دلیل خواص سرطان زایی خود شناخته شده است، اما بدن انسان قادر است با تبدیل اکسید به دیول با استفاده از آنزیم اپوکسی هیدرولاز، آن را خنثی کند. اما اپوکسی هیدرولاز همیشه کمک نمی کند. به عنوان مثال، سیتوکروم P450 آفلوتوکسین B1 اپوکسید را در داخل بدن سنتز می کند. این ترکیب یک الکتروفیل بسیار واکنش پذیر است، ناپایدار است و به سرعت یک ترکیب اضافی با DNA تشکیل می دهد. علاوه بر این، دیول تشکیل شده از اپوکسید نیز ناپایدار و بسیار واکنش پذیر است. اکسیداسیون ترکیبات معطر با سیتوکروم P450 نیز اپوکسید تولید می کند، اما آنها به سرعت به فنل تبدیل می شوند. در نتیجه هیدروکسیلاسیون بنزن، فنل حاصل می تواند دوباره هیدروکسیله شود و به کاتکول یا هیدروکینون تبدیل شود. توجه داشته باشید که کاتکول و هیدروکینون می توانند با اکسیژن واکنش دهند و واکنش های مشابه با کینون ها و سوپراکسیدها را که سم هستند، مهار کنند. چنین ترکیب شناخته شده ای مانند 2،3،7،8-tetrachlorodibenzenedioxin (TCDD) نسبت به هیدروکسیلاسیون حساس نیست و پایدار است (نیمه عمر در بدن انسان یک سال یا بیشتر است).