--PAGE_BREAK--
--PAGE_BREAK--
Антибиотикис макроциклическим лактонным кольцом могут стимулировать их собственную печеночную биотрансформацию до нитрозоалканов. Эти метаболиты получены при метаболическом окислении ±N(CH3)2 группы антибиотика и передаче ±NO группы. Нитрозоалканы впоследствии формируют инактивные CYP3A4-iron-метаболит комплексы (Рисунок 8) результатом является ингибирование CYP3A4-зависимой каталитической активности [3/ Pessayre D, Larrey D, Funck-Brentano C, et al.Drug interactions and hepatitis produced by some macrolideantibiotics. J Antimicrob Chemother 1985; 16(Suppl H): 181±194.]. Этот механизм объясняет большинство взаимодействий лекарственных средств, с участием антибиотиков с макроциклическим лактонным кольцом [4/ Periti P, Mazzei T, Mini E, Novelli A. Pharmacokinetic drug interactions of macrolides. Clin Pharmacokin 1992; 23:106±131.].
Вещества с макроциклическим лактонным кольцом отличаются по их способностям связаться и ингибировать изоформу CYP3A4 цитохром P-450 [3/ Pessayre D, Larrey D, Funck-Brentano C, et al.Drug interactions and hepatitis produced by some macrolide antibiotics. J Antimicrob Chemother 1985; 16(Suppl H):181±194., 5/ Gascon PM, Dayer P. Comparative effects of macrolide antibiotics on liver mono-oxygenases. Abstract. Clin PharmacolTher 1991; 49: 158.7. 6/Ohmori S, Ishii I, Kurina SI, et al. Effects of clarithromycin and its metabolites on the mixed function oxydase system in hepatic microsomes of rats. Drug Metab Dispos 1993; 21:358±363.,7/Lindstrom TD, Hanssen BR, Wrighton SA. Cytochrome P-450 complex formation by dirithromycin and other macrolides in rat and in human liver. Antimicrob Agents Chemother 1993; 37: 265±269.]. Вышеуказанныеразличияпобудилиvon Rosenstiel & Adam [8/ Von Rosenstiel NA, Adam D. Macrolide antibacterials. Drug interactions of clinical signiÆcance. Drug Safety 1995; 13: 105±122.] классифицировать макролиды на три группы на основе данных, обеспеченных в экспериментах in vitro.
Группа 1 включает эритромицин и тролеандомицин. Оба лекарственных препарата прочно связываются и ингибируют CYP 3A4.
Кларитромицин принадлежит ко 2 Группе. Его Эксгибиция имеет более низкую степень родства к CYP 3A4, по сравнению, с эритромицином, и формирование комплексов происходит в меньшей степени;
Группа 3 включает азитромицин и диритромицин. Эти составы продемонстрировали слабую степень взаимодействия с системой цитохрома P-450 in vitro.
Кларитромицин проявляет сходство с эритромицином в некоторых взаимодействиях лекарственных средств (например с психотропными средствами) что основано на результатах клинических исследований. Кроме того, множество данных, полученных при анализе клинических случаев демонстрируют, что азитромицин и диритромицин имеют потенциал для взаимодействий лекарственных средств, хотя гораздо меньшей степени чем эритромицин. Несоответствие между тем, что ожидается от данных, полученных in vitroи тем, что может наблюдаться в клинической практике, подчеркивает известную внутривидовую вариабильность степени каталитической активности цитохрома P-450 (от 10 до 20 уровней)
Не вызывает сомнений, что гетерогенность способностей пациентов метаболизировать посредством P-450 некоторые лекарственные препараты является в значительной степени результатом генетических [1/Watkins PB. Drug metabolism by cytochrome P-450 in the liver and small bowel. Gastroenterol Clin N Am 1992; 21: 511±526.] факторов. Кроме лекарственной индукции/ингибирования ферментативных процессов, некоторые негенетические факторы вероятно вносят вклад во внутривидовые различия содержания в печени или активности П-450а:
-диетические факторы могут вносить достаточно существенный вклад.
-3A4 активность не может быть специфически угнетена заболеваниями, например циррозом печени [11/Westphal JF, Brogard JM. Clinical pharmacokinetics of newer
antibacterial agents in liver disease. Clin Pharmacokin 1993; 24: 46±58.] илипатологиями, связаннымисжелчевыводящейсистемой.
-Значительное влияние могут оказывать инфекционные процессы на активность CYP; вирусные или бактериальные поражения легких демонстрировали снижение активности CYP.В последовательном изучении, проводимом на 14 пациентах с гипертермическим симптомом и клинически диагносцированной пневмонией, антипириновый клиренс в среднем был снижен на 36 %.
Поскольку метаболиты формируют, по крайней мере, 6 изоформ цитохрома P-450 печени, а именно CYP 1A2, CYP 2B6, CYP 2C8, CYP 2C9, CYP 2C18 и CYP 3A4 [14/Engel G, Hofmann U, Heidemann H, et al. Antipyrine as a probe for human oxidative drug metabolism: identiÆcation of the cytochrome P 450 enzymes catalizing 4-hydroxy-antipyrine, 3-hydroxymethylantipyrine, and norantipyrine formation. Clin Pharmacol Ther 1996; 59: 613±623.]. Следовательно, инфекция, вероятно, стимулирует глобальное ингибирование каталитической активности цитохрома P-450. Это происходит вероятно из-за высвобождения эндотоксина или интерферона во время инфекционного процесса [15/Williams SJ, Baird-Lambert JA, Farrell GC. Inhibition of theophyllin metabolism by interferon. Lancet 1987; ii: 939±941. , 16/Kitaichi K, Takagi K, Ixase M, et al. Decreased antipyrine clearance following endotoxin administration: in vivo evidence of the role of nitric oxide. Antimicrob Agents Chemother 1999; 43: 2697±2701.]. Очевидно, что комбинация интерферон — или эндотоксин связанная депрессия CYP, и индуцированное макролидами ингибирование CYP 3A4 изоформы могла бы дать в результате увеличение метаболического взаимодействия. Дополнительный фактор, который может вносить вклад в индивидуальную вариабильность степени взаимодействий лекарственных средств, есть вовлечение P-гликопротеида (Pgp)в процесс фармакокинетики. Вариации экспрессии этого белка, индуцированные лекарственными средствами могут накладываться на изменения на уровне CYPкаталитической активности. P-gp-ATP-зависимый трансмембранный насос, который конститутивно экспрессируется в нормальных тканях, включая желудочно-кишечный эпителий, каналикулярную мембрану печени, почечные и капиллярные эндотелиальные клетки в центральной нервной системы [17/Thiebaut F, Tsuruo T, Hamada H, et al. Immunohistochemical localization in normal tissues of different epitopes in the multidrug transport protein P170: evidence for localization in brain capillaries and crossreactivity of one antibody with a muscle protein. J Histochem Cytochem 1989; 37: 159±164. , 18/Thiebaut F, Tsuruo T, Hamada H, et al. Cellular localization of the multidrug resistance gene product P-glycoprotein in normal human tissues. Proc Natl Acad Sci USA 1987; 84: 7735±7738.]. P-gp, кажется, играет ключевую роль в абсорпции, распределении и элиминации многих антитуморных средств также как других лекарственных средств, например дигоксина или циклоспорина [19/Tanigawara Y, Okamura N, Hirai M, et al. Transport of digoxine by human P-glycoprotein expressed in a porcine kidney epithelial cell line (LLC-PK1). J Pharmacol Exp Ther 1992; 263: 840±845., 20/Saeki T, Ueda K, Tanigawara Y, et al. Human P-glycoprotein transports cyclosporin A and FK 506. J Biol Chem 1993; 268: 6077±6080.]. Необходимо отметить, что многие P-gp ингибиторы — также являются ингибиторами CYP 3A [21/Kim RB, Wandel C, Leake B, et al. Interrelationship between substrates and inhibitors of human CYP 3A and P-glycoprotein. Pharm Res 1999; 16: 408±413.]. Однако, Wandel и др. [22] продемонстрировали, что не имеется значительной корреляции между способностями веществ, ингибирующих P-gp ингибировать CYP 3A. В случае с макролидами, эритромицин выявил реверсивные изменения в высокой мультилекарственной резистентности клеток, которые сохраняют более высокий уровень экспрессии P-gp, чем у чувствительных к лекарственному средству родительских клеток, [23/Hofsli E, Nissen-Meyer J. Reversal of drug resistance by erythromycin: erythromycin increases the accumulation of actinomycin D and doxorubicin in multi-drug resistant cells. Int J Cancer 1989; 44: 149±154.], что объясняется подавляющим эффектом макролидов на P-gp экспрессию. Кларитромицин так же демонстрирует способность к снижению почечного клиренса дигоксина посредством ингибирования P-gp в почечных эпителиоцитах [24/Wakasugi H, Yano I, Ito T, et al. Effect of clarithromycin on renal excretion of digoxin: interaction with P-glycoprotein. Clin Pharmacol Ther 1998; 64: 123±128.]. Учитывая важность проблемы взаимодействий лекарственных средств в клинике, воздействие экзогенных зимических соединений, считаем необходимым рассмотреть подробнее особенности их метаболизма.
Бензодиазепины.
Бензодиазепины алпразолам, мидазолам, темазепам, и триазолам являются известными субстратами CYP 3A4 [26/Von Moltke LL, Greenblatt DJ, Schmider J, Harmatz JS, Shader RI. Metabolism of drugs by P450, 3A isoforms. Implications for drug interactions in psychopharmacology. Clin Pharmacokinet 1995; 29(Suppl 1): 33±44.].
1) Триазолам: Greenblatt идр. [27/Greenblatt DJ, Von Moltke LL, Harmatz JS, et al. Inhibition of triazolam clearance by macrolide antimicrobial agents: in vitro correlates and dynamic consequences. Clin Pharmacol Ther 1998; 64: 278±285.] продемонстрировали, используя in vitro препарированные микросомы человеческой печени, что эритромицин и кларитромицин являются мощными ингибиторами, с подобными значениями IC50, процессов биотрансформации триазолама. В отличии от них, азитромицин оказался слабым ингибитором. Данные, полученные от клинического изучения, проводимого теми же авторами на здоровых добровольцах [27/Greenblatt DJ, Von Moltke LL, Harmatz JS, et al. Inhibition of triazolam clearance by macrolide antimicrobial agents: in vitro correlates and dynamic consequences. Clin Pharmacol Ther 1998; 64: 278±285.]свидетельствуют о том, и эритромицин и кларитромицин значительно увеличивали пиковую плазменную концентрацию триазолама и область под сывороточной концентрационно-разовой кривой (AUC), длительность периода полураспада, и заметно снижали оральный клиренс этого бензодиазепина до 33 % и 22 % от исходных значений. Ингибирующий эффект кларитромицина был больше, чем таковой у эритромицина, что особенно заметно при анализе данных о периоде полураспада и AUC триазолама. Все фармакокинетические эффекты триазолама были увеличены путем совмесного приема с эритромицином и кларитромицином. Динамические взаимодействия совместимы с увеличением плазменных концентраций триазолама. Наиболее выраженные изменеия, как оценено электроэнцефалограммой и другими исследованиями, были связаны с комбинацией триазолам-кларитромицин. Напротив, азитромицин не произвел никакой эффект на кинетику или динамику триазолама. Следовательно, вышеуказанные исследования демонстрирует, что кларитромицин — по крайней мере столь же мощный ингибитор CYP 3A4 как эритромицин.
2) Алпазолам — другой бензодиазепин, на метаболический клиренс которого оказывает депрессирующее действие эритромицин. На здоровых добровольцах, принимающих эритромицин в дозе (400 мг) три раза в день, ежедневно в течение 10 дней наблюдали увеличение 62 % AUC (0,48 ч), уменьшение на 60 % орального клиренса и более чем двойное увеличение периода полураспада элиминации алпазолама, в случае назначения перорально, как монопрепарата [31/YasuiNY,Otani K, Kaneko S, et al.Akinetic and dynamic study of oral alprazolam with and without erythromycin in humans: in vivo evidence for the involvement of CYP 3A4 in alprazolam metabolism. Clin Pharmacol Ther 1996; 59: 514±519.]. Резюмируя все вышесказанное о бензодиазепинах, можно отметить, что совмесное применение антибиотика с макроциклическим лактонным кольцом (за исключением азитромицина) с одним из бензодиазепинов имеющим высокую степень метаболизма, в клинических условиях нужно избегать, либо дозу бензодиазепинов существенно корегировать.
--PAGE_BREAK--
--PAGE_BREAK--
Другая группа ингибиторов, к которой относятся некоторые 17-этинил замещаемые стероиды, например этинилэстрадиол, гестоден, и левоноргестрол, считаются необратимыми ингибиторами и инактивируют человеческий CYP3A в NADPH- и временно зависимом режиме[115, 116]. Антигестациозное средство, мифепристон (RU-486), также входило бы в эту категорию, но подтверждения данных о том, производит ли суицидальную инактивацию CYP3A у людей, еще не было получено. Недавно, экспериментальный препарат фуранопиридин, HIV ингибитор протеаз был признан высоко мощным и селективным по механизму ингибитором CYP3A [117], и это свойство было фактором, который сыграл отрицательную роль для фуранопиридина как кандидата на рынок лекарственных средств.Суммируя вышесказанное, возникает вопрос, обладают ли другие фураны подобными ингибирующими CYP3A свойствами. В этом отношении, интересно то, что 6 ', 7 '-дигироксибергамоттин, фуранокумарин, присутствуют в соке грейпфрута, прием которого может ингибировать первичный метаболизм CYP3A субстратов [118, 119]. Прием одного стакана сока грейпфрута демонстрировал значительное повышение оральной биодоступности различных медикаментов, часто используемых при лечении различных потологий, включая фелодипин, нифедипин, верапамил, этинилэстрадиол и циклоспорин A. Механизм этого эффекта состоит в мощном ингибировании метаболизма, что происходит ранее чем, абсорбция, так как многие из медикаментов, на которые воздействует сок, хорошо абсорбируюися и без присудствия сока грейпфрута. Большинство лекпрепаратов, на метаболизм которых воздействует сок грейпфрута, как известно, прежде всего метаболизируются CYP3A4, который является наиболее широко представленным цитохромом P450 в печени и энтероцитах, которые покрывают полость тонкой кишки. Lown и др. (1997) отметил, что главное местонахождение CYP3A4, на которое воздействует сок грейпфрута, представлено скорее тонкой кишкой, чем печенью. Т.е некоторые лекпрепараты, на которые воздействует сок грейпфрута сначала метаболизировались CYP3A4 в тонкой кишке. Кроме того, сок грейпфрута кажется, не влияет на клиренс CYP3A4 субстратов, когда они вводятся внутривенно. Наконец, первичный эффект сока грейпфрута при пероральном приеме медикаментов увеличивал пиковую серологическую концентрацию с небольшим изменением в последующей скорости элиминации, как измерено Т1/2. Lown и др. (1997) оценил эффект повторного приема сока грейпфрута на экспрессии CYP3A4 у 10 здоровых людей, которым давали 8 унций сока грейпфрута 3 раза в день в течение 6 дней. Они нашли, что сок грейпфрута не изменял уровней печеночной активности CYP3A4, а также ободочной кишки CYP3A5, или концентраций в тонкой кишке P-гликопротеида, а также, CYP1A1, и CYP2D6. Напротив, концентрация CYP3A4 в энтероцитах упала на 62 % без соответствующего изменения в CYP3A4 mRNA уровней. Кроме того, концентрации CYP3A4 энтероцитов, измеренные перед потреблением сока грейпфрута, коррелировали с увеличением пиковой серологической концентрации вовремя приема фелодипина с первым или шестнадцатым стаканом сока грейпфрута относительно воды. Lown и др. (1997) утверждают, что механизм эффекта сока грейпфрута на кинетику орального приема фелодипина в ее селективном снижении регуляции CYP3A4 в тонкой кишке. Не имелось никакого уменьшения эффекта сока грейпфрута через какое-либо время. Они наблюдали снижение регуляции CYP3A5 белка также как CYP3A4 белка. Кроме того, обнаружено, что этот эффект ассоциируется с аутокаталитической деструкцией кишечного контингента CYP3A, как in vitro[120], так и in vivo[121]. 6', 7'-дигидроксибергамоттин демонстрировал угнетение каталитической активности CYP3A in vitro[122].
Механизм суицидального ингибирования вовлекает CYP3A-зависимое формирование реактивного метаболита (ов), который в форме ковалентной связи с ферментом ведет к ее инактивации. Соответственно, в естественных условиях эффективность зависит от общей суммы, в большинстве от концентрации ингибитора, который подвергается экспозиции CYP3A; количества CYP3A; и порционирования реактивного метаболита между CYP3A и другими макромолекулами, относительно уровня ресинтеза нового фермента [114]. Поэтому, возможно, что, из-за меньшего количества CYP3A представленного в энтероцитах, в сравнении с печенью [64], механизм-основанное ингибирование после перорального приема, например, ацетиленовых стероидов селективно ингибирует скорее кишечный, чем печеночный метаболизм.
Интересными можно считать данные о взаимодействии CYP3A и Р-гликопротеида.
P-гликопротеид у людей – продукт MDR1 гена, который функционирует как трансмембранный насос. Его суперэкспрессия и роль в развитии мультилекарственной резистентности опухолевых клеток, подвергнутых экспозиции средствами химиотерапии, хорошо известны [17]. Однако, P-гликопротеид — также представлен в нескольких нормальных тканях [17], где рассматривается как функционирующий в системах: абсорбции кишечного эпителия, предотвращения распространения лекарственного средства (гематоэнцефалический барьер), или стимуляции элиминации лекарственного средства (печеночная каналикулярная мембрана и проксимальный почечный каналец). Таким образом, P-гликопротеид — колокализован в клетках, в которых CYP3A также экстенсивно экспрессируется, например энтероциты и гепатоциты. Эти два белка, функционируют в направлении контроля внутриклеточной концентрации ксенобиотиков. Известно, что значительное перекрытие спектров существует между химическими веществами и лекарственными препаратами, взаимодействующими с P-гликопротеидом и CYP3A [18]. Это вероятность случайна и скорее следует из широких специфик субстратов индивидуальных белков, чем из более фундаментальной взаимосвязи. Например, значительное число, но не все (например бензодиазепины), CYP3A субстраты взаимодействует с P-гликопротеидом как субстраты и-или ингибиторы (блокаторы кальциевых каналов, азол, противогрибковые средства, иммунодепрессанты и антибиотики с макроциклическим лактонным кольцом). Соответственно, коадминистрация двух CYP3A субстратов может иметь в результате взаимодействия, которые отражают ингибирование 1) только метаболизма, 2) только снижение P-гликопротеина, или комбинация обоих эффектов [19]. [Thummel K. E. In vitro and in vivodrug interactions involving HUMAN CYP3A. ,Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol.1998. 38:389-430]
Watkins в 1985 году идентифицировал глюкокортикоид-индуцибельный цитохром P450 в человеческой печени. Molowa в 1986 году сообщил о полной cDNA последовательности этого P450. Wrighton и Vandenbranden в 1989 изолировали CYP3-тайп цитохрома P450 из человеческой плодной печени. Гибридизацией соматической клетки и гибридизацией in situ, Riddell и в 1987 году определил, что ген, кодирующий фермент нифидипин- оксидазу (CYP3) находится на 7 хромосоме. Назначение 7 хромосомы было подтверждено Gonzalez в 1988 году методом использования гибридов соматической клетки. Эти авторы также обеспечили дополнительное доказательство в поддержку тождества P450PCN1 и нифидипин- оксидазы. Многоточечным анализом связи, использующим DNA маркеры, с известным расположением на хромосоме 7, Brooks в 1988 году пришел к заключению, что наиболее вероятное месторасположение CYP3 является- 7q21-q22.1. Никакая рекомбинация с COL1A2 (120160) маркером не была найдена. Spurr в 1989 году определил CYP3 на 7q22-qter изучением набора гибридов соматической клетки по принципу человек- грызун. Inoue в 1992 году отобразил CYP3A4 к 7q22.1 флюоресценцией гибридизации in situ. Далее, Lehmann в 1998 году идентифицировал отдельный рецептор ядра человека, названный прегнан X рецептором (PXR), который связывается с элементом ответа в CYP3A4 промоторе и активизируется широким диапазоном лекарственных препаратов, известных как идукторы экспрессии CYP3A4. При сравнении человеческого PXR с Pxr мыши получены различия в их активации некоторыми медикаментами, которые можно частично объяснить видоспецифичными эффектами соединений на экспрессию CYP3A4 гена. Эти результаты обеспечили возможность объяснения на молекулярном уровне способности неполярных химических соединений индуцировать CYP3A4 и, кроме того, обеспечили основание для разработки в исследованиях in vitro, возможностей предикции взаимодействия медикаментов у человека. Индукция CYP3A ферментов видоспецифична и включает в себя 1 и более клеточных факторов или рецептор-подобных ксеносенсоров.
Рис.10 — Механизм индукции генов цитохрома Р-450 с учетом роли ядерных рецепторов и других внутриклеточных систем
Xie в 2000 году идентифицировал PXR/SXR как один из таких факторов. Он показал что целенаправленный сбой Pxr гена мышей блокировал индукцию CYP3A прототипами индуктора типа дексаметазона или прегненолон-16-альфа-карбонитрила. У Pxr-свободных мышей, несущих трансген для активизированной формы человеческого SXR, с конститутивно высоким уровнем экспрессии CYP3A гена, происходило усиление протекторной функции относительно токсических ксенобиотиков. Xie также продемонстрировал, что разновидности начал рецептора, скорее всего представляют собой структуру промотора CYP3A генов, который отвечает за видоспецифичный образец индукции CYP3A. Таким образом, появилась возможность генерировать 'гуманизированных' мышей, содержащих трансген, которые были чувствительны к человеческим специфическим индукторам типа антибиотика рифампицина. Xie сделал заключение, что SXR/PXR гены кодируют первичные видоспецифичные ксеносенсоры, которые являются посредниками адаптивного печеночного ответа, и могут представлять основу биохимического механизма человеческой ксенопротекции. [N. Engl. J.Med 338, 916, 1998; Drug Metab. Dispo 27, 1260, 1999]. Tirona в 2003 году доказал, что отдельный нуклеарный рецептор гепатоцита нуклеарный фактор -4-альфа (HNF4A; 600281) вовлечен в PXR- и CAR-опосредованную активацию транскрипции CYP3A4. Он идентифицировал специфический цис-действующий элемент энхансера CYP3A4 гена, который способствует закреплению HNF4-альфа и таким образом способствует PXR- и CAR-опосредованной активации гена. Фетальные мыши с условным делетированным Hnf4-альфа демонстрировали снижение или отсутствие экспрессии CYP3A. Кроме того, взрослые мыши с условно делетированным геном в тканях печени демонстрировали снижение базальной и индуцированной экспрессии CYP3A. Эти данные идентифицировали HNF4-альфа как важный регулятор координации реакции на ксенобиотики, опосредованной нуклеарным рецептором.
Рис 11 — Роль ядерных рецепторов в процессе транскрипции гена
Как извесно, два близко родственных самостоятельных гормональных рецептора ядра – вышуказанный прегнан X рецептор (PXR) и основной андростан рецептор (CAR) — появились как регуляторы транскрипции и экспрессии гем- содержащих монооксигеназ цитохрома P 450, с которыми связываются, подверженные окислительному метаболизму ксенобиотики. [Clin. Pharmcokinet 38, 493, 2000].
Таблица 6 — Механизмы индукции различных изоформ цитохрома Р-450
Механизм индукции
Индукция и регуляция P450
Транскрипця генов посредством рецепторов
1A1 (цитозольAhR), 1A2, 1B1
2A6, 2B6 (CAR), 2C8, 2C9, 2C18, 2C19 3A4, 3A5 (ядерныерецепторыPXR иSXR),4A11 (PPARa)
mRNA процессинг
1A2
mRNA стабилизация
1A1,2E1,3A4
Ферментная стабилизация
2E1
продолжение
--PAGE_BREAK--