Charakterystyka i rola biologiczna cytochromu p450. Cytochromy P450

Polunina T.E.

Oksana Michajłowna Drapkina

– Kontynuujemy nasz program. Nasze wykłady i dyskusje na temat ginekologii dobiegają końca, całkowicie weszliśmy w regulaminy, więc będziemy się starać ich nie opuszczać. Profesor Tatyana Evgenievna Polunina otwiera sekcję gastroenterologii. Wykłady „Rola rodziny cytochromów P450 w patogenezie i leczeniu niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby”.

Tatyana Evgenievna Polunina, profesor, doktor nauk medycznych:

– Cytochromy P450 (CYP 450) to nazwa dużej rodziny uniwersalnych enzymów w organizmie człowieka. Cytochromy P450 odgrywają ważną rolę w utlenianiu wielu związków, takich jak związki endogenne (steroidy, kwasy żółciowe, kwasy tłuszczowe, prostaglandyny, leukotrieny, aminy biogenne), a także związki egzogenne (leki, zanieczyszczenia przemysłowe, pestycydy, substancje rakotwórcze i mutagenne). ), te ostatnie nazywane są ksenobiotykami.

Na tym slajdzie możesz zobaczyć, gdzie zlokalizowane są cytochromy P450. Znajdują się w hepatocytach, w cytozolu. Siateczka endoplazmatyczna jest podstawą lokalizacji. W szczególności błona lipidowa, która zawiera dwuwarstwę fosfolipidów, ma na sobie kilka połączonych struktur. Jest to cytochrom, w skład którego wchodzą białko żelaza, dinukleotyd nikotynamidoadeninowy i oksydoreduktaza, który wchodzi w skład kompleksu metabolizmu leków i wyżej przedstawionych ksenobiotyków.

Najczęstszymi przedstawicielami tej grupy, do których zwracają się klinicyści, są cytochromy P452 AC, P450 2D, P450 2E1, P450 3A4. Enzymy te katalizują szeroki zakres reakcji metabolicznych, a jeden cytochrom może metabolizować kilka leków o różnej budowie chemicznej. Ten sam lek ma różne działanie na cytochrom P450 i na różne narządy. A w szczególności najważniejszym cytochromem, na który zwracamy uwagę, jest cytochrom P450 2E – najważniejszy izoenzym cytochromu P450, rozkładający lipoproteiny o małej gęstości.

Obecnie opracowano nie tylko metody fenotypowania, które opierają się na specyficzności substratowej niektórych izoenzymów cytochromu P450, ale także aktywność konkretnego enzymu i metabolizm determinowany jest farmakokinetyką substratu markerowego i zmianami stężeń substancji niezmienionej i jego metabolit. Jednak oznaczenie izoenzymów cytochromu P450 poprzez identyfikację genów odpowiednich izoenzymów przeprowadza się za pomocą reakcji łańcuchowej polimerazy. Nazywa się to genotypowaniem izoenzymu cytochromu P450.

Na tym slajdzie widzimy, że w hepatocytach miejsce, w którym znajduje się siateczka śródplazmatyczna, cytochromy P450, których jest ponad 50, oraz leki rozkładane w określonym cytochromie, w niektórych przypadkach łączą się z cytochromem i tworzą pęcherzyk, który uszkadza hepatocyt, powodując jednocześnie stres i cytokiny; prowadzi do aktywacji czynnika martwicy nowotworu, a w szczególności jest czynnikiem wyzwalającym uruchomienie kaspaz, co objawia się procesami katalitycznymi.

Niealkoholową stłuszczeniową chorobę wątroby, którą następnie zidentyfikowano jako jednostkę nozologiczną, zaczęto nazywać niealkoholową stłuszczeniową chorobą wątroby (NAFLD) od 1980 r., po odkryciu zmian w wątrobie pacjentów niealkoholowych podobnych do tych obserwowanych u szkody wywołane alkoholem.

Naturalna historia niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby obejmuje stłuszczenie jako początkowy etap, które bez postępu może przebiegać bezobjawowo, oraz stłuszczeniowe zapalenie wątroby, któremu towarzyszą straszne objawy wegetatywne, zespół cytolizy i objawy dyspeptyczne. Wraz z rozwojem zwłóknienia pojawia się dość poważny problem - marskość wątroby, a następnie nadciśnienie wrotne i rak.

Chciałbym zwrócić uwagę na fakt, że Kiernan już w 1894 roku zaproponował pewną architekturę wątrobową, która składa się z konstrukcji belkowej. Na obrzeżach belek, które składają się z wielokątnych hepatocytów, znajduje się triada: przewód żółciowy, żyła wrotna i tętnica. Ten preparat przedstawia normalną, zdrową wątrobę i naciek tłuszczowy w hepatocytach. Na schemacie przedstawiono w formie morfologicznej stłuszczenie wątroby, będące jedną z pierwszych faz rozwoju niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby.

Kolejną możliwością rozwoju procesu zapalnego, który prowadzi do rozprzestrzenienia się tkanki włóknistej w całej wątrobie, jest stłuszczeniowe zapalenie wątroby, a następnie marskość wątroby z rozwojem nadciśnienia wrotnego. Najczęściej jest to marskość mikroguzkowa wątroby, która jest już dość wyraźnie określona na etapach rozwoju niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby, towarzyszy jej nadciśnienie wrotne, żylaki przełyku, żołądka, powikłania typowe dla marskość wątroby i śmierć.

W przypadku niealkoholowego stłuszczeniowego zapalenia wątroby najczęstszymi zmianami są te, które najczęściej są kojarzone z chorobami współistniejącymi: cukrzyca, otyłość. U pacjentów niealkoholowe stłuszczeniowe zapalenie wątroby rozwija się do 75%, a jeśli połączy się cukrzycę i otyłość, wówczas 90% pacjentów ma niealkoholową stłuszczeniową chorobę wątroby.

Wątroba jest niewątpliwie głównym narządem docelowym dotkniętym zespołem metabolicznym. Insulinooporność jest kluczową cechą, która jest podstawą akumulacji lipidów wewnątrz hepatocytów, stłuszczenia wątroby, niealkoholowego stłuszczeniowego zapalenia wątroby i marskości wątroby.

Chciałbym zwrócić uwagę, że zespół metaboliczny obejmuje nie tylko upośledzoną tolerancję glukozy, ale także dyslipidemię, otyłość brzuszno-trzewną, insulinooporność i hiperinsulinemię, nadciśnienie tętnicze, wczesną miażdżycę, zaburzenia hemostazy, hiperurykemię, hiperandrogenizm. Pragnę powiedzieć, że niealkoholowa stłuszczeniowa choroba wątroby, czyli stłuszczenie, wchodzi w skład zespołu metabolicznego i stanowi obecnie kwintet, który kiedyś nazywano „zabójczym kwartetem”.

Czynniki ryzyka przedstawione na tym slajdzie czasami różnią się w zależności od kraju, przy czym stanowiska amerykańskie i europejskie nieznacznie się różnią. Niemniej jednak obwód talii, poziom trójglicerydów, lipoprotein, ciśnienie krwi, w szczególności 130/85, poziom glukozy to wskaźniki, które należy monitorować u pacjenta z zespołem metabolicznym.

Choroby związane z metabolizmem lipidów to: niealkoholowa stłuszczeniowa choroba wątroby, cukrzyca typu 2, choroba wieńcowa wątroby, nadciśnienie.

W schemacie patogenezy szczególne znaczenie ma insulinooporność tkanki tłuszczowej. Wzrost lipogenezy, czyli wzrostu poziomu kwasów tłuszczowych, wzrost syntezy trójglicerydów oraz lipotoksyczności prowadzą do rozwoju insulinooporności, a to prowadzi do dysfunkcji metabolicznych, stresu siateczki śródplazmatycznej, w której dochodzi do zachodzi także metabolizm kwasów tłuszczowych, a w szczególności lipoprotein, oraz aktywacja stanu zapalnego. Są to komórki Kupffera i komórki gwiaździste, które dodatkowo prowadzą nie tylko do tego, że wzrasta poziom lipidów o bardzo małej gęstości, ale niewątpliwie prowadzi to do rozwoju stłuszczeniowego zapalenia wątroby ze zwłóknieniem i uzyskujemy aktywność procesu zmierzającego w stronę marskości wątroby wątroby.

Na poziomie hepatocytów kwasy tłuszczowe ulegają estryfikacji do trójglicerydów i są eksportowane w postaci lipoprotein o małej gęstości, co w normalnych hepatocytach wiąże się z utlenianiem w mitochondriach, peroksysomach i mikrosomach.

Niewątpliwie w przedstawionym tu mechanizmie insulinooporności kluczową rolę odgrywa czynnik martwicy nowotworu, wolne rodniki, leptyna, kwasy tłuszczowe i wzmożona lipoliza, co prowadzi do wchłaniania kwasów tłuszczowych, do naruszenia β- utlenianie kwasów tłuszczowych w mitochondriach, a także akumulację kwasów tłuszczowych w hepatocytach.

Indukcja cytochromów P450 4A11 i P450 2E1 prowadzi do peroksydacji lipidów, co niewątpliwie prowadzi do aktywacji czynników związanych z akumulacją trójglicerydów. Hiperinsulinemia jest kluczowym czynnikiem prowadzącym do insulinooporności. Prowadzi także do wzrostu glikolizy, syntezy kwasów tłuszczowych i akumulacji trójglicerydów w hepatocytach.

Następny slajd pokazuje mechanizm interakcji między utlenianiem mikrosomalnym a β-oksydacją mitochondrialną. Należy zauważyć, że mitochondrialna Ω-oksydacja i mitochondrialna β-oksydacja prowadzą do uruchomienia tak zwanych peroksysomalnych receptorów β-oksydacji, a w szczególności receptorów aktywowanych przez proliferatory peroksysomów. Prowadzi to do ekspresji akumulacji określonego białka i co za tym idzie acetylokoenzymu A, który gromadzi się i uruchamia mechanizm prowadzący do przeciążenia dikarboksylowych kwasów tłuszczowych.

Na następnym slajdzie widać, że stłuszczeniowe zapalenie wątroby i zwłóknienie powstają na tle mitochondrialnych reaktywnych form tlenu. Kluczem do wywołania zwłóknienia jest niewątpliwie akumulacja aldehydu malonowego, co prowadzi do powstawania nacieków zapalnych, zwłóknienia i aktywacji komórek gwiaździstych. Komórki gwiaździste wyzwalają indukcję cytokin, takich jak czynnik martwicy nowotworu i transformujące czynniki wzrostu. Wyczerpanie układu antyoksydacyjnego prowadzi do uwolnienia Fas-legand, mitochondrialnej reaktywnej formy tlenu, następuje martwica hepatocytów, a następnie rozwija się tkanka włóknista, która jest podstawą rozwoju marskości wątroby.

Ten slajd pokazuje diagram; widać nadmiar lipidów gromadzących się w hepatocytach. Dysfunkcja mitochondriów i dysfunkcja cytochromu P450 prowadzi do aktywacji peroksydacji lipidów, uruchomienia komórek Kupffera, cytokin zapalnych, aktywacji komórek gwiaździstych i apoptozy, co w konsekwencji prowadzi do rozwoju martwicy hepatocytów.

Zespół metaboliczny jest bardzo ważny, ponieważ niealkoholowa stłuszczeniowa choroba wątroby jest częścią zespołu metabolicznego. I to nie tylko na hepatocytach, w których następuje wzrost poziomu lipoprotein o małej i bardzo małej gęstości, trójglicerydów (jest to bardzo ważne), ale także na komórce śródbłonka. Następuje dysfunkcja śródbłonka i wyzwalany jest także moment związany z peroksydacją lipidów, gromadzeniem się substancji wpływających na miażdżycę, nagłą śmierć i zawał serca.

Nie ulega wątpliwości, że wzrost poziomu wolnych kwasów tłuszczowych jest związany z adipocytami. W szczególności spadek estryfikowanego cholesterolu prowadzi również do różnych naprężeń receptora jądrowego. A tak zwany aktywowany receptor proliferatorów peroksysomów jest obecnie szczególnie ważny; to właśnie na niego skupia się cała uwaga naukowców zajmujących się otyłością, cukrzycą i niealkoholową stłuszczeniową chorobą wątroby.

W niektórych przypadkach monocyt (makrofag) poprzez zwiększenie poziomu czynników odpowiadających na stan zapalny (czynnik martwicy nowotworu, interleukiny-6, błonowe receptory Toll-podobne, wolne kwasy tłuszczowe) wyzwala również zdarzenia, które są specyficznie związane z patologicznym działaniem kwasów tłuszczowych kwasy.

Kryteria oceny insulinooporności są znane wszystkim od 1985 roku. Wyznacza się go za pomocą wskaźnika HOMA – Homeostasis Model Assessment oraz nowocześniejszego wskaźnika QUICKI – Quantitave Insulin Sensitivity. Tutaj przedstawiono stężenie insuliny, poziom glukozy w surowicy i normy.

Pragniemy podkreślić, że nie u każdego pacjenta z niealkoholową stłuszczeniową chorobą wątroby konieczna jest biopsja wątroby. Obecnie dysponujemy punktami pozwalającymi określić stopień nacieku tłuszczowego wątroby. W szczególności jest to fibrotest.

W algorytmie rozpoznawania niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby zwracamy uwagę nie tylko na specyficzne objawy, ale także na aktywność enzymów: transaminazy alaninowej i asparaginowej, transpeptydazy gamma-glutamylowej, fosfatazy alkalicznej oraz zwracamy uwagę na spożycie alkoholu, co było omawiane przez poprzednich kolegów. I chciałbym oczywiście zwrócić uwagę na czynniki ryzyka: zespół metaboliczny, insulinooporność, cukrzycę. Aby skorygować tę sytuację, zaleca się terapię i, jeśli to konieczne, biopsję wątroby. Nie ulega wątpliwości, że wymagane są bezwzględne wskazania do biopsji. A jeśli wskaźnik masy ciała przekracza 35 i 40, wówczas prowadzone są już działania związane z leczeniem chirurgicznym.

Chciałbym zwrócić Państwa uwagę na szereg leków (niesteroidowe – przeciwzapalne glukokortykozy i leki steroidowe, antybiotyki tetracyklinowe), szereg czynników żywieniowych (post, szybka utrata masy ciała, interwencje chirurgiczne, metaboliczne czynniki genetyczne, w w szczególności dziedziczna hemochromatoza, różne trucizny) i inne współistniejące choroby. Jest to bardzo ważne w diagnostyce różnicowej.

Na etapie stłuszczenia istotne jest leczenie otyłości, insulinooporności i dyslipidemii. Na etapie stłuszczeniowego zapalenia wątroby najważniejsza jest eliminacja stresu oksydacyjnego, stanów zapalnych i zwłóknień.

Nadmierna indukcja cytochromu P450 2E ma szkodliwy wpływ na hepatocyty ze względu na uwalnianie wolnych rodników. Niezbędne fosfolipidy działają nie tylko jako przeciwutleniacze, ale także są bardzo ważnym czynnikiem zmniejszającym aktywność cytochromu 2E1, co wykazano w pracach M. Aleynika. Wyniki niektórych badań sugerują, że wprowadzenie niezbędnych fosfolipidów może zmniejszyć indukcję cytochromu P450 2E (praca Władimira Trofimowicza Iwaszkina, który został przedstawiony wraz z Mariną Wiktorowną Majewską w źródłach rosyjskich w 2004 r.).

Komórki gwiaździste biorą udział w powstawaniu końcowego stadium niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby. W eksperymentach laboratoryjnych wykazano, że całkowite zapobieganie aktywacji komórek gwiaździstych za pomocą inhibitorów CYP2E1 zapobiega rozwojowi marskości wątroby.

Chciałbym zwrócić Państwa uwagę na fakt, że nie tylko rosyjski autor M. Aleynik, ale także japoński autor Akiyama w czasopiśmie „Hepatology” w 2009 roku, opierając się na modelu alkoholowego uszkodzenia wątroby, również zwraca uwagę na cytochrom P450 2E, oksydaza acetylo-CoA i oksydazy dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego, które to niezbędne fosfolipidy wykazują w tej patologii działanie przeciwzapalne, przeciwapoptotyczne i przeciwzwłóknieniowe.

Jest to teoretyczna wersja założenia stosowania inhibitorów cytochromu P450, a w szczególności leku „Essentiale”, który stanowi punkt odniesienia i jest najważniejszym punktem hamowania cytochromów P450 2E i odpowiednio P450 4A11. Zapobiega to utlenianiu lipidów, glikolizie i zmniejsza syntezę kwasów tłuszczowych.

W leczeniu niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby stosuje się następujące leki: leki uwrażliwiające na insulinę, przeciwutleniacze, hepatoprotektory, środki przeciwdrobnoustrojowe.

Chciałbym jednak zwrócić uwagę na fosfolipidy błonowe. Są głównymi składnikami lipidowymi błon komórkowych. Uszkodzenie błon fosfolipidowych prowadzi do zespołu cytolizy, a nadmiar reaktywnych form tlenu prowadzi do uszkodzenia błon fosfolipidowych na zasadzie γ-oksydacji mikrosomalnej i β-oksydacji peroksymalnej. W związku z tym uszkodzenie błon fosfolipidowych powoduje śmierć komórki, co prowadzi do zapoczątkowania zwłóknienia i aktywacji komórek gwiaździstych.

Uszkodzenie struktury wątroby to uszkodzenie błon. W wersji niezbędnych fosfolipidów jest materiałem odbudowującym błony komórkowe zamiast lipidów. Przywrócenie struktury wątroby umożliwia przywrócenie funkcji wątroby.

Nasi pacjenci cierpią nie tylko na alkoholowe stłuszczenie wątroby, alkoholowe zapalenie wątroby, ale także na inne choroby wątroby, to fakt bezsporny. Chciałbym zwrócić uwagę na fakt, że według E. Kunza (monografia 2008) fosfolipidy niezbędne mają działanie przeciwfibrotyczne, czyli stabilizujące żółć i błonę hepatocytów.

Jest to publikacja, która ukazała się w 2008 roku na podstawie danych farmakologicznych i klinicznych. Terapia fosfolipidami niezbędnymi wydaje się być preferowanym wyborem w celu znacznego zmniejszenia objawów i wyeliminowania stłuszczeniowej choroby wątroby o różnej etiologii, która rozwinęła się na skutek spożywania alkoholu, otyłości, a nawet wtedy, gdy nie można ustalić przyczyny.

Chciałbym zaznaczyć, że istnieje kilka badań na temat Essential. Badania te są dobrze znane każdemu. Ale chciałbym powiedzieć, że nawet w przypadku cukrzycy Essentiale umożliwia normalizację poziomu glukozy, hemoglobiny glikowanej i cholesterolu w surowicy u pacjentów z niealkoholową chorobą wątroby.

Podsumowując, chciałbym powiedzieć, że uszkodzenie wątroby charakteryzujące się gromadzeniem się tłuszczu w przypadku braku nadużywania alkoholu jest znane jako niealkoholowa stłuszczeniowa choroba wątroby. Czynnikami ryzyka są otyłość i cukrzyca typu 2. W patogenezie niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby szczególne znaczenie ma nadmierna aktywność cytochromów P450 2E1. Warianty kliniczne przebiegu choroby: ból w prawym podżebrzu, zaburzenia astenowegetatywne i dyspeptyczne, powiększenie wątroby. A nasz algorytm diagnostyczny opiera się na konsekwentnym wykluczaniu alkoholowych, jatrogennych i wirusowych uszkodzeń wątroby.

Utlenianie mikrosomalne to ciąg reakcji obejmujących oksygenazy I NADPH, co prowadzi do wprowadzenia atomu tlenu do składu cząsteczki niepolarnej i pojawienia się w niej hydrofilowości oraz zwiększenia jej reaktywności.

Reakcje utlenianie mikrosomalne przeprowadzana przez kilka enzymów znajdujących się na błonach retikulum endoplazmatycznego (w przypadku in vitro nazywane są błonami mikrosomalnymi). Enzymy organizują krótkie łańcuchy zakończone cytochromem P 450.

Reakcje utleniania mikrosomalnego obejmują do reakcji fazy 1 i mają na celu nadanie właściwości polarnych cząsteczce hydrofobowej i/lub zwiększenie jej hydrofilowości, zwiększając reaktywność cząsteczek w celu uczestniczenia w reakcjach fazy 2. W reakcjach utleniania dochodzi do tworzenia lub uwalniania grup hydroksylowych, karboksylowych, tiolowych i aminowych, które są hydrofilowe.

Mikrosomalne enzymy utleniające znajdują się w gładkiej siateczce śródplazmatycznej i są oksydazy o funkcji mieszanej(monooksygenazy).

Cytochrom P450

Głównym białkiem utleniania mikrosomów jest hemoproteina - cytochrom P 450. W przyrodzie występuje aż 150 izoform tego białka, które utleniają około 3000 różnych substratów. Stosunek różnych izoform cytochromu P450 różni się ze względu na cechy genetyczne. Uważa się, że niektóre izoformy biorą udział w biotransformacji ksenobiotyków, inne metabolizują związki endogenne (hormony steroidowe, prostaglandyny, kwasy tłuszczowe itp.).

Cytochrom P450 oddziałuje z tlenem cząsteczkowym i zawiera jeden atom tlenu w cząsteczce substratu, przyczyniając się do pojawienia się (zwiększenia) jego hydrofilowości, a drugi - w cząsteczce wody. Jego główne reakcje to:

oksydacyjna dealkilacja, której towarzyszy utlenianie grupy alkilowej (przy atomach N, O lub S) do aldehydu i jej eliminacja,
utlenianie (hydroksylacja) związków niepolarnych pierścieniami alifatycznymi lub aromatycznymi,
utlenianie alkoholi do odpowiednich aldehydów.

Pracę cytochromu P 450 zapewniają dwa enzymy:

NADH-cytochrom b 5 oksydoreduktaza, zawiera CHWILOWA MODA,
NADPH-oksydoreduktaza cytochromu P 450, zawiera FMN I CHWILOWA MODA.

Schemat względnych pozycji mikrosomalnych enzymów utleniających i ich funkcje

Obie oksydoreduktazy odbierają elektrony z odpowiednich zredukowanych równoważników i przekazują je do cytochromu P 450. Białko to, po uprzednim przyłączeniu cząsteczki zredukowanego substratu, wiąże się z cząsteczką tlenu. Po otrzymaniu kolejnego elektronu cytochrom P 450 włącza pierwszy atom tlenu do hydrofobowego podłoża (utlenianie podłoża). Jednocześnie następuje redukcja drugiego atomu tlenu do wody.

Sekwencja reakcji hydroksylacji substratów z udziałem cytochromu P450

Istotną cechą utleniania mikrosomalnego jest zdolność do indukowania lub hamowania, tj. do zmiany mocy procesu.

Induktory to substancje aktywujące syntezę cytochromu P 450 i transkrypcję odpowiedniego mRNA. Oni są

1. Szerokie spektrum działania mające zdolność stymulowania syntezy cytochromu P 450, NADPH-oksydoreduktazy cytochromu P 450 i transferazy glukuronylowej. Klasycznymi przedstawicielami są pochodne kwasu barbiturowego - barbiturany, Do tej grupy zalicza się również diazepam, karbamazepina, ryfampicyna itd.

2. Wąskie spektrum i działania, tj. stymulują jedną z form cytochromu P 450 - aromatyczne wielopierścieniowe węglowodory ( metylocholantren, spironolakton), etanol.

Na przykład, etanol stymuluje syntezę izoformy P 450 2E1 (oksydazy alkoholowej), która bierze udział w metabolizmie etanolu, nitrozoamin, paracetamolu itp.
Glukokortykoidy indukować izoformę P 450 3A.

Inhibitory utleniania mikrosomalnego wiążą się z częścią białkową cytochromu lub żelaza hemowego. Dzielą się na:

1. Odwracalny

bezpośrednidziałania- tlenek węgla ( WSPÓŁ), przeciwutleniacze,
pośrednidziałania, tj. wpływają poprzez pośrednie produkty ich metabolizmu, które tworzą kompleksy z cytochromem P 450 - erytromycyna.

2. Nieodwracalny inhibitory – allopurynol, aminozyna, progesteron, ustny środki antykoncepcyjne, teturam, fluorouracyl,

Ocena reakcji fazy 1

Utlenianie mikrosomalne można ocenić w następujący sposób:

oznaczenie aktywności enzymów mikrosomalnych po biopsji,
na temat farmakokinetyki leków,
za pomocą markerów metabolicznych ( test antypirynowy).

Test antypirynowy

Badany przyjmuje go rano na pusty żołądek amidopiryna w dawce 6 mg/kg masy ciała. Pobiera się 4 porcje moczu w odstępach odpowiednio od 1 do 6 godzin, 6-12, 12-24 i 45-48 godzin. Mierzy się objętość moczu. Nie później niż 24 godziny później mocz odwirowuje się lub filtruje. Następnie bada się stężenie 4-aminoantypiryny i jej metabolitu N-acetylo-4-aminoantypiryny w moczu.

Cytochromy P450

Nadrodzina cytochromu P-450 (CYP-450) odpowiedzialna jest za utlenianie mikrosomów i stanowi grupę enzymów o wielu izoformach (ponad 1000), które nie tylko metabolizują leki, ale także biorą udział w syntezie hormonów steroidowych, cholesterolu i innych Substancje.

Najwięcej cytochromów znajduje się w hepatocytach, a także w narządach takich jak jelita, nerki, płuca, mózg, serce. Na podstawie homologii sekwencji nukleotydowych i aminokwasowych izoenzymy cytochromu dzieli się na rodziny, które z kolei dzielą się na podrodziny. Przedstawiciele różnych rodzin różnią się specyficznością substratową i regulatorami aktywności (induktory i inhibitory). Chociaż poszczególni członkowie rodzin mogą mieć „krzyżowe” swoistości oraz „krzyżowe” induktory i inhibitory. Wykazano zatem, że lek przeciwwirusowy rytonawir jest metabolizowany przez siedem enzymów (CYP1A1, CYP2A6, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, CYP2E1, CYP3A4), a cymetydyna hamuje cztery enzymy (CYP1A2, CYP2C9, CYP2D6, CYP3A4). Najważniejszymi cytochromami biorącymi udział w biotransformacji leków są CYP1A1, CYP2A2, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, CYP2E1, CYP3A4, CYP3A5. Względny udział różnych cytochromów i innych enzymów detoksykacyjnych I fazy w metabolizmie leków przedstawiono na rycinie 7.2.2.

Każdy izoenzym cytochromu P-450 jest kodowany przez własny gen, który jest zlokalizowany na różnych chromosomach. Niektóre z tych genów mają blisko siebie pseudogeny (niewyrażane kopie), co znacząco komplikuje badania genetyczne.

Ze względu na polimorfizm genów metabolicznych aktywność odpowiednich enzymów może znacznie różnić się u poszczególnych osób. W zależności od tych cech międzyosobniczych wyróżnia się trzy grupy osobników, różniące się aktywnością jednego lub drugiego enzymu metabolicznego. Są to tak zwani „ekstensywni” metabolizatorzy - osoby z normalnym tempem metabolizmu leków (większość populacji), „wolno” metabolizujący (osoby o zmniejszonym tempie metabolizmu niektórych leków) i „szybcy” („ nadaktywni”) metabolizujący – osoby ze zwiększoną szybkością biotransformacji niektórych leków. Udział osób „wolno” i „szybko” metabolizujących poszczególne enzymy metaboliczne wykazuje istotne różnice międzypopulacyjne. Jednocześnie nie zawsze występuje pełna korelacja genotypu i fenotypu w tempie metabolizmu leków, co wskazuje na konieczność stosowania kontroli biochemicznej przy genotypowaniu enzymów metabolicznych.

Rozważmy funkcjonalne cechy polimorfizmu głównych genów nadrodzin cytochromów CYP-450 biorących udział w metabolizmie leków. Szczegółowe informacje na temat właściwości enzymów metabolicznych, charakterystyki ich substratów oraz polimorfizmu genetycznego można znaleźć w szeregu krajowych monografii i podręczników z zakresu farmakogenetyki klinicznej.

Rodzina P-450 CYP1 metabolizuje stosunkowo niewielką część ksenobiotyków, z których najważniejszymi są wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), główne składniki dymu tytoniowego.

Szczególnie ważną rolę odgrywają w tym geny CYP1A1 i CYP1A2, zlokalizowane na chromosomie 15. Ekspresja obu genów jest regulowana przez kompleks tworzony przez receptor Ah z indukującą cząsteczką PAH, który przenika do jądra i specyficznie stymuluje ekspresję te geny.

CYP1A1 koduje białko o aktywności hydroksylazy arylowęglowodorowęglanowej, które kontroluje początkowy metabolizm WWA prowadzący do powstawania substancji rakotwórczych (np. benzopirenu, który powstaje podczas palenia). Polimorfizm genu CYP1A1 wynika z trzech mutacji punktowych: C4887A i A4889G w eksonie 7 oraz T6235C w regionie 3’-flankującym. Podstawienie G4889(Val)+C6235 charakteryzuje się pojawieniem się „szybkiego” allelu *2B. Ma 3-krotnie wyższą aktywność w porównaniu do allelu typu dzikiego. *2B występuje u prawie 7% osób rasy kaukaskiej i jest uważany za czynnik ryzyka raka płuc. Wykazano, że w obecności allelu *2B u palaczy ryzyko zachorowania na raka płuc w porównaniu do osób niepalących wzrasta ponad siedmiokrotnie. Ryzyko staje się jeszcze większe, jeżeli osoba paląca oprócz allelu *2B genu CYP1A1 ma także „niedobór” allelu genu GSTM1. Allele *2A (C6235) i *4 (A4887(Asp) występują w populacji z częstotliwością zaledwie 1-3%. Ponadto allel *2A wiąże się z dziedziczną predyspozycją do białaczki i opornością na leczenie tej choroby .

Produkt genu CYP1A2 metabolizuje wyłącznie WWA, ale także związki takie jak kofeina, teofilina itp. Wykazano, że obecność allelu *1A genu CYP1A2 hamuje metabolizm leków takich jak kofeina, deazepam, werapamil, metadon, teofilina, estradiol.

Rodzina P-450 CYP2 reprezentowana jest przez grupę funkcjonalnie najważniejszych enzymów metabolizujących ogromną liczbę różnych leków. Ich działanie wykazuje wyraźną zależność od polimorfizmu genetycznego.

Podrodzina CYP2A jest najważniejszym izoenzymem tej podrodziny. Bierze udział w przemianie nikotyny do kotyniny, w hydroksylacji kumaryny i cyklofosamidu, bierze udział w metabolizmie rytonawiru, paracetamolu i kwasu walproinowego. CYP2A6 bierze udział w bioaktywacji składników dymu tytoniowego – nitrozoamin, które powodują raka płuc. Gen CYP1A6 jest zlokalizowany na chromosomie 19 w locus 19q13.2. Gen ulega ekspresji głównie w wątrobie. Wykazano, że allel *4 genu CYP1A6 ma działanie ochronne, czyli wiąże się z niższym ryzykiem zachorowania na raka płuc. Obecność alleli *2 i *3 wiąże się ze zmniejszonym metabolizmem kumaryny, co jest istotne przy dawkowaniu tego leku ze względu na możliwą hepatotoksyczność.

Podrodzina CYP2B. Wszystkie enzymy z tej podrodziny są indukowane przez fenobarbital. Najważniejszym enzymem jest CYP2B6, który metabolizuje wiele leków cytotoksycznych (cyklofosfamid), leków przeciwwirusowych (efawirenz i newirapina), leków przeciwdepresyjnych (bupropion), środków znieczulających (propofol) i syntetycznych opioidów (metadon), a także bierze udział w metabolizmie endogennych steroidów. Gen CYP2B6 jest zlokalizowany w tym samym locus co gen CYP2A6 i ulega ekspresji głównie w wątrobie. Obecność wolnych alleli genu CYP2B6 (*2, *4, *5, *6) zmniejsza tempo metabolizmu leków przeciwwirusowych, co prowadzi do zmniejszenia klirensu i zwiększa ryzyko powikłań ze strony ośrodkowego układu nerwowego.

Podrodzina CYP2C odgrywa kluczową rolę w metabolizmie wielu leków. Wspólną właściwością tych izoenzymów jest aktywność 4-hydrolazy wobec mefenytoiny, leku przeciwdrgawkowego.

Szczególnie ważne dla farmakogenetyki klinicznej jest badanie polimorfizmu genu CYP2C9 zlokalizowanego w locus 10q24. Gen ulega ekspresji głównie w wątrobie i jest głównym metabolizatorem inhibitorów receptora angiotensyny (losartanu i irbersartanu). Do jego substratów zaliczają się także leki przeciwzakrzepowe (warfaryna), leki hipoglikemizujące (glipizyd), leki przeciwdrgawkowe (fenytoina, diazepam), leki przeciwdepresyjne (amitryptylina, klomipramina, imipramina), inhibitory pompy protonowej (omeprazol), niesteroidowe leki przeciwzapalne (diklofenak, ibuprofen, piroksykam), tolbutamina. Jak wspomniano, analiza polimorfizmu genu CYP2C9 była pierwszym oficjalnie zatwierdzonym testem genetycznym (patrz wyżej). Liczba osobników o obniżonej aktywności tego enzymu w populacji krajowej sięga do 20%. Jednocześnie, aby uniknąć niepożądanych skutków ubocznych, należy 2-4-krotnie zmniejszyć dawkę terapeutyczną powyższych leków u nosicieli alleli *2 i *3 genu CYP2C9.

Gen CYP2C19 jest zlokalizowany w locus 10q24.1-q24.3 i ulega ekspresji w wątrobie. Jego produkt białkowy jest głównym enzymem w metabolizmie inhibitorów pompy protonowej (omeprazol) i leków przeciwdrgawkowych (proguanil, kwas walproinowy, diazepam, barbiturany). Częstość występowania jego allelu „powolnego” (*2) w populacji europejskiej waha się od 5 do 200%.

Podrodzina CYP2D. Cytochrom CYP2D6 metabolizuje około 20% wszystkich znanych leków. Gen CYP2D6 jest zlokalizowany na chromosomie 22 w locus 22q13.1. Głównym miejscem jego ekspresji jest wątroba. Obecnie w genie CYP2D6 zidentyfikowano ponad 36 alleli, niektóre z nich charakteryzują się brakiem produktu białkowego, inne natomiast prowadzą do pojawienia się enzymu o zmienionych właściwościach. Substratami enzymu CYP2D6 są leki szeroko stosowane w praktyce klinicznej, takie jak: beta-blokery, leki przeciwdepresyjne, leki przeciwpsychotropowe, leki przeciwarytmiczne, leki przeciwpsychotyczne, leki przeciwnadciśnieniowe, inhibitory reduktazy monotlenkowej, pochodne morfiny, neuroprzekaźniki (dopaminy), leki przeciwbólowe, opiaty. Biorąc pod uwagę, że około 6-10% osób rasy kaukaskiej ma powolny metabolizm tego enzymu, istnieje oczywista potrzeba przeprowadzenia badań genetycznych CYP2D6 w celu dostosowania dawek tych leków. Ponadto „funkcjonalnie osłabione” allele tego genu są powiązane z dziedziczną predyspozycją do tak poważnych chorób, jak rak płuc, rak jelit itp.

Podrodzina CYP2E. Cytochrom CYP2E1 jest enzymem indukowanym etanoliną. Jego substratami są czterochlorek węgla, dimetylonitrozamina. Istnieją dowody na to, że CYP2E1 wraz z CYP1A2 biorą udział w przemianie paracetamolu do N-acetylobenzochinoiminy, która ma silne działanie hepatotoksyczne. Ponadto jest najważniejszym izoenzymem z grupy cytochromów utleniającym cholesterol lipoprotein o małej gęstości, co z kolei prowadzi do powstawania blaszek miażdżycowych. Gen CYP2E1 jest zlokalizowany w locus 10q24.3-qter i ulega ekspresji w wątrobie dorosłych ludzi. Polimorfizm Taq1 w genie CYP2E1 prowadzi do spadku aktywności tego enzymu. Homozygoty M/M pod względem osłabionego allelu genu CYP2E1 wykazują zwiększoną wrażliwość na powyższe leki ze względu na ich opóźnioną detoksykację.

Rodzina cytochromu P-450 CYP3

Podrodzina CYP3A jest najliczniejsza. Stanowi około 30% wszystkich izoenzymów cytochromu P-450 w wątrobie i 70% wszystkich izoenzymów w ścianie przewodu pokarmowego. Najważniejszymi enzymami są CYP3A4 i CYP3A5, których geny zlokalizowane są w locus 7q22.1. Gen CYP3A4 ulega ekspresji głównie w wątrobie, a CYP3A5 w przewodzie pokarmowym.

Enzym CYP3A4 metabolizuje ponad 60% wszystkich leków i odgrywa główną rolę w metabolizmie testosteronu i estrogenów. Warianty alleliczne genu CYP3A4 są bardzo liczne, jednak dane na temat ich wpływu na farmakokinetykę odpowiednich leków są sprzeczne.

Enzym CYP3A5 metabolizuje niektóre leki, z którymi wchodzi w interakcję CYP3A4. Wykazano, że obecność allelu *3 genu CYP3A5 prowadzi do zmniejszenia klirensu takich leków jak alprazalam, midazolam i sakwinawir.

Paraoksonaza jest enzymem odpowiedzialnym za syntezę paraoksonazy, białka osocza krwi. Ponadto enzym inaktywuje związki fosforoorganiczne, fosforany organiczne, karbaminiany i estry kwasu octowego. Niektóre z tych substancji to chemiczne środki bojowe - sarin, soman, tabun. Spośród trzech znanych izoform najważniejszy jest enzym PON1. Jego gen jest zlokalizowany w locus 7q21.3. Najbardziej znaczącym i zbadanym polimorfizmem jest zastąpienie glutaminy argininą w pozycji 192 (polimorfizm L/M). Wykazano, że allel M jest powiązany ze zmniejszonym metabolizmem związków fosforoorganicznych.

Allel M i genotyp M/M zwiększają ryzyko rozwoju choroby Parkinsona, szczególnie w połączeniu z allelem 5 genu GSTP1 i są związane z powstawaniem blaszek miażdżycowych.

Dehydrogenazy alkoholowe i aldehydowe

Dehydrogenaza alkoholowa jest kluczowym enzymem w katabolizmie etanolu i innych alkoholi, utleniającym alkohole do aldehydów. U dorosłych gen ADH1B ulega ekspresji w wątrobie. Istnieje pewna dynamika poziomu jej ekspresji w zależności od wieku. Gen ADH1B (ADH2) jest zlokalizowany w locus 4q22. Najbardziej zbadanym polimorfizmem jest G141A. Wykazano, że allel A wiąże się ze zwiększoną aktywnością enzymów, co prowadzi do nadmiernego gromadzenia się pośrednich produktów przemiany materii - aldehydów, które mają wyraźne działanie toksyczne. Osoby z allelem A genu ADH1B mają zwiększoną wrażliwość na etanol i są mniej podatne na alkoholizm.

W komórkach wątroby obecne są również dwie dehydrogenazy aldehydowe: ALDH1 (cytozolowa) i ALDH2 (mitochondrialna). Gen ALDH2 zlokalizowany jest w locus 12q24.2, jego produkt odgrywa kluczową rolę w przemianie toksycznych aldehydów do odpowiednich kwasów karboksylowych, które są łatwo usuwane z organizmu. ALDH2 odgrywa ważną rolę w katabolizmie alkoholu. Wiadomo, że wśród przedstawicieli rasy żółtej zatrucie alkoholem jest spowodowane brakiem ALDH2 u prawie 50% populacji. Polimorfizm w genie ALDH2 skutkuje zastąpieniem Glu w pozycji 487 białka (allel ALDH2*1) przez Lys (allel ALDH2*2). Allel ALDH2*2 koduje enzym o obniżonej aktywności. U heterozygot aktywność enzymu jest zmniejszona 10-krotnie. Enzym ALDH2 bierze udział w patogenezie różnych nowotworów związanych z nadmiernym spożyciem alkoholu – raka wątrobowokomórkowego, raka przełyku, gardła i jamy ustnej.

Intensywne spożycie alkoholu u osób z niekorzystnymi wariantami allelicznym genów ADH1B i ALDH2 może prowadzić do szybkiego rozwoju powikłań wątrobowych: choroby alkoholowej i marskości wątroby.

Cytochrom P450, rodzina 2, podrodzina C, polipeptyd 9 (CYP2C9). Wykrywanie mutacji A1075C (Ile359Leu).

Nazwa genu -CYP2C9

Lokalizacja genu na chromosomie– 10q23.33

*1/*1
*1/*3
*3/*3

Występowanie w populacji

Allel CYP2C9*3 występuje u Europejczyków z częstością 6%.

Związek markera z metabolizmem leków

Prowadzone są badania w celu określenia fizjologicznej efektywności stosowania leków: doustnych leków przeciwzakrzepowych z klasy kumaryny (warfaryna), pochodnych sulfonylomocznika, nienarkotycznych leków przeciwbólowych (tenoksykam, flurbiprofen, lornoksykam, piroksykam), losartanu i irbesartanu (blokery receptora angiotensyny II). ).

Ogólne informacje o badaniu

Lekiem najczęściej stosowanym w zapobieganiu i leczeniu powikłań zakrzepowo-zatorowych jest warfaryna (Coumadin). Jest przepisywany do długotrwałego stosowania w szeregu przypadków związanych ze zwiększoną krzepliwością krwi, a także w okresie pooperacyjnym, aby zapobiec tworzeniu się skrzepów krwi w wyniku operacji. Często praktykuje się przepisywanie leku osobom, które przeszły udar lub zawał mięśnia sercowego.

Aby leki mogły działać, konieczna jest ich bioaktywacja w organizmie (przekształcenie do postaci aktywnej) w komórkach wątroby (hepatocytach) przez układ enzymatyczny cytochromu P450 (CYP). Geny kodujące te enzymy są polimorficzne i często spotyka się allele kodujące tworzenie enzymów o ograniczonej funkcji lub jej braku.

Na aktywność cytochromów, oprócz cech strukturalnych kodujących je genów, wpływają takie czynniki, jak wiek, masa ciała, styl życia, złe nawyki, dieta, choroby współistniejące i przyjmowane leki. Czynniki te odpowiadają za kształtowanie indywidualnych cech pracy enzymów P450 i determinują charakter metabolizmu większości leków. Głównym enzymem biorącym udział w biotransformacji pośrednich antykoagulantów jest izoenzym cytochromu P450 CYP2C9.

Gen CYP2C9 zlokalizowane na chromosomie 10 w regionie 10q23.33. Istnieją warianty genów (allele) CYP2C9, kodujący tworzenie enzymu o ograniczonej funkcji lub jej braku. Wariant genu niosący punktowe podstawienie adeniny za cytozynę w pozycji 1075 (A1075C) prowadzi do zmniejszenia aktywności metabolicznej enzymu i jest oznaczony jako CYP2C9*3. Substytucja pojedynczego nukleotydu powoduje podstawienie aminokwasu izoleucyny na leucynę (Ile359Leu) w enzymie CYP2C9. W ten sposób syntetyzuje się enzym o zmienionej funkcji, którego aktywność jest mniejsza niż 5% aktywności enzymu *1. Główny (niezmieniony) wariant genu jest oznaczony jako CYP2C9*1.

Najpopularniejszy genotyp powoduje prawidłowy metabolizm warfaryny i jest oznaczony jako CYP2C9 *1/*1.

Marker genetyczny CYP2C9*3(genotypy *3/*3 i *3/*1) wiąże się ze zmianą aktywności funkcjonalnej enzymu cytochromu P450, co zmniejsza szybkość eliminacji warfaryny z organizmu. Obecność allelu *3 u pacjenta prowadzi do znacznego zmniejszenia aktywności izoenzymu cytochromu, co powoduje nawet 7-krotne zwiększenie działania przeciwzakrzepowego leków i może powodować rozwój powikłań w postaci rozległych krwawień wewnętrznych i epizodów nadmierna hipokoagulacja.

Cytochromy P450. Struktura i funkcja

Wśród enzymów fazy 1 wiodące miejsce pod względem aktywności katalitycznej wobec ogromnej liczby ksenobiotyków zajmuje układ cytochromu P450 (P450 lub CYP). Największe stężenie cytochromu P450 występuje w retikulum endoplazmatycznym hepatocytów (mikrosomach). Wątrobowe cytochromy mikrosomalne P450 odgrywają kluczową rolę w określaniu intensywności i czasu działania obcych związków oraz kluczową rolę w detoksykacji ksenobiotyków, a także w ich aktywacji do toksycznych i/lub rakotwórczych metabolitów. Monooksygenazy zależne od cytochromu P450 są wieloenzymatycznym systemem transportu elektronów. Wszystkie cytochromy P450 są białkami zawierającymi hem. Żelazo hemowe występuje zwykle w stanie utlenionym (Fe3+). Cytochrom P450, redukowany do stanu Fe2+, może wiązać ligandy takie jak tlen czy tlenek węgla. Kompleks zredukowanego cytochromu P450 z CO posiada maksimum absorpcji przy 450 nm, co było podstawą

nazwy tych enzymów. Główną reakcją katalizowaną przez cytochromy P450 jest reakcja monooksygenazy, podczas której jeden atom tlenu oddziałuje z substratem (RH), a drugi ulega redukcji do H2O. NADPH bierze udział jako środek redukujący w reakcji:

RH (substrat) + O2 + NADPH + H+ --> ROH (produkt) + H2O + NADP+

Mechanizm, dzięki któremu cytochrom otrzymuje elektron z NADPH, zależy od wewnątrzkomórkowej lokalizacji cytochromu P450. W ER, gdzie zlokalizowana jest większość hemoprotein biorących udział w biotransformacji ksenobiotyków, elektron jest przenoszony przez flawoproteinę zwaną reduktazą NADPH-P450. Jedna cząsteczka reduktazy może dostarczyć elektrony do kilku różnych cząsteczek P450. W mitochondriach, gdzie zlokalizowane są itochromy P450 biorące udział w biosyntezie hormonów steroidowych i metabolizmie witaminy D, elektron przenoszony jest za pomocą 2 białek: ferrodoksyny lub reduktazy ferrodoksyny.

Na ryc. Rycina 1 przedstawia cykl katalityczny cytochromu P450. Pierwsza część cyklu polega na aktywacji tlenu, druga – utlenianiu podłoża. Mechanizm działania układu monooksygenazy mikrosomalnej został po raz pierwszy opisany przez Estabrook i wsp., a obecnie został potwierdzony przez wielu badaczy. Schemat ten wygląda następująco: pierwszy etap polega na oddziaływaniu substratu z utlenioną formą P450. Gdy P450 wiąże się z substratami

Następuje przejście żelaza hemowego ze stanu o niskim spinie do stanu o wysokim spinie. Drugi etap polega na redukcji powstałego kompleksu enzym-substrat pierwszym elektronem, który pochodzi ze specyficznego dla NADPH łańcucha przenoszenia od NADPH poprzez

flawoproteina I (reduktaza NADPH-cytochromu P450). Trzeci etap polega na utworzeniu trójskładnikowego kompleksu: zredukowany cytochrom P450 – substrat – tlen. Czwarty etap

reprezentuje redukcję kompleksu trójskładnikowego przez drugi elektron, który, jak

Uważa się, że pochodzi ze specyficznego dla NADH łańcucha transportu elektronów, składającego się z NADH-

reduktaza cytochromu b5 lub flawoproteina II i cytochrom b5. Piąty etap składa się z kilku procesów, obejmujących wewnątrzcząsteczkowe przemiany zredukowanego kompleksu trójskładnikowego i jego rozkład z utworzeniem produktu hydroksylowanego i wody. Na tym etapie cytochrom P450 przekształca się w pierwotną utlenioną formę.

Cytochromy P450 katalizują następujące typy reakcji: hydroksylacja alifatycznego lub aromatycznego atomu węgla; epoksydacja wiązania podwójnego;

utlenianie atomu (S, N, I) lub N-hydroksylacja; przeniesienie grupy utlenionej;

zniszczenie komunikacji eterycznej; odwodornienie. Niektóre reakcje były katalizowane

cytochrom P450 pokazano na ryc. 2 i 3. Kilka klas odczynników jest dobrych

Ostatni węgiel w łańcuchu jest hydroksylowany, tak zwana omega-hydroksylacja. Więc

wewnętrzna hydroksylacja zachodzi w kilku pozycjach (pozycje -1, - 2).

Powoduje to wiele różnych odmian produktu, nawet w przypadku prostego alkanu, takiego jak heksan. Należy pamiętać, że węglowodory cykliczne również ulegają hydroksylacji. W reakcji hydroksylacji najpierw tworzy się półacetal, który następnie przekształca się w alkohol i aldehyd. Kiedy alkeny są utleniane przez cytochrom P450, powstają tlenki dwuatomowe. Różnią się one stabilnością i mogą być bardzo reaktywne. Na przykład chlorek winylu jest metabolicznie przekształcany w tlenek, który następnie przekształca się w aldehyd chlorooctowy, mutagen działający bezpośrednio na DNA. Badania te doprowadziły do zakazu stosowania chlorku winylu w nebulizatorach. Grupa winylowa sterolu (winylobenzenu) znana jest ze swoich właściwości rakotwórczych, jednak organizm ludzki jest w stanie ją zneutralizować, przekształcając tlenek w diol za pomocą enzymu epoksyhydrolazy. Ale epoksyhydrolaza nie zawsze pomaga. Na przykład cytochrom P450 syntetyzuje epoksyd aflotoksyny B1 in vivo. Związek ten jest wysoce reaktywnym elektrofilem, jest niestabilny i szybko tworzy addukt z DNA. Ponadto diol powstały z epoksydu jest również niestabilny i wysoce reaktywny. Utlenianie związków aromatycznych cytochromem P450 również daje epoksydy, ale szybko przekształcają się one w fenol. W wyniku hydroksylacji benzenu powstały fenol może zostać ponownie hydroksylowany, zamieniając się w katechol lub hydrochinon. Należy pamiętać, że katechol i hydrochinon mogą reagować z tlenem, hamując podobne reakcje z chinonami i ponadtlenkami, które są toksynami. Tak znany związek jak 2,3,7,8-tetrachlorodibenzenodioksyna (TCDD) nie jest podatny na hydroksylację i jest stabilny (okres półtrwania w organizmie człowieka wynosi rok lub więcej).