Изоферментов



Pdf көрінісі
Дата15.09.2018
өлшемі67.55 Kb.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ 

АКТИВНОСТИ 

ИЗОФЕРМЕНТОВ 

СИСТЕМЫ 

ЦИТОХРОМА  Р450 1А2, 2Е1, 3А4  С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ  КОФЕИНА  

В КАЧЕСТВЕ ТЕСТ-СУБСТРАТА. 

А.А.Филимонова, Л.Е.Зиганшина, А.А.Чичиров 

Кафедра  клинической  фармакологии  и  фармакотерапии,  Казанская 

государственная  медицинская  академия,  кафедра  химии,  Казанский 

государственный энергетический университет 

ЦЕЛЬ  ИССЛЕДОВАНИЯ.  Определения  кофеина  и  его  основных 

метаболитов  в  слюне  и  плазме  для  исследования  активности  изоферментов 

системы  цитохрома  Р-450  1А2,  2Е1,  3А4  с  использованием  методики 

высокоэффективной жидкостной хроматографии. 



МАТЕРИАЛЫ  И  МЕТОДЫ.  Проведено  обследование  8  добровольцев  в 

возрасте от 22 до 58 лет,  из них 3 мужчин и 5  женщин. Каждый доброволец 

принимал 200 мг кофеина, растворенного в стакане воды внутрь до завтрака 

(за  24  часа  до  проведения  теста  пациентов  просили  воздержаться  от 

употребления кофе, чая, какао, шоколада, кофеинсодержащих газированных 

напитков).  Через  30  мин,  1  ч,  1,5  ч,  3  ч,  6  ч,  9  ч,  12  ч,  24  ч  после  приема 

кофеина проводили забор образцов крови и слюны.  

РЕЗУЛЬТАТЫ. Период полувыведения кофеина у добровольцев варьировал 

в пределах 3,22 до 13,86 часа. Клиренс имел значения от 1,170 до 20,502 л/ч. 

Процентное  соотношение    параксантина,  теобромина  и  теофиллина 

составило  57±15,  11±3  и  32±15%  соответственно.  Процентное  содержание 

1,3,7-триметилмочевой  кислоты  составило  4±4,8%  от  общего  числа 

метаболитов.  Параметры  биодоступности  кофеина  варьировали  от  0,13  до 

0,91. 

ВЫВОДЫ.  В  проведенном  исследовании  мы  определяли  кофеин  и  его 

основные  метаболиты  в  слюне  и  плазме  методом  высокоэффективной 

жидкостной  хроматографии.  Оценка  метаболизма  кофеина  является 

надежным  тестом  для  определения  функционального  состояния  печени  и 

активности изоферментов системы цитохрома Р-450 1А2, 2Е1, 3А4. 


АКТУАЛЬНОСТЬ 

Цитохромы  Р450  –  суперсемейство  ферментов,  которые  катализируют 

окислительный  метаболизм  различных  химических  веществ,  включая 

большинство  лекарств.  CYP450-опосредованный  метаболизм  влияет  на 

клиренс лекарств, токсичность и их взаимодействие с другими препаратами. 

Когда исследуется новое вещество, необходимо определить, как происходит 

его  метаболизм,  и  до  какой  степени  этот  препарат  может  изменить 

активность  CYP450.  Как  фенотипирование,  так  и  генотипирование  может 

быть  использовано  для  предсказания  индивидуальной  окислительной 

способности цитохромов Р450. Хотя, генотипирование сейчас очень широко 

применяется во всем мире, оно не может в полной мере охватить все задачи, 

поставленные  перед  исследователем.  Влияние  внешних  факторов, 

совместный  прием  лекарственных  средств  приводят  к  изменению 

генотипически  обусловленной  активности  ферментов  и  генотипирование  не 

отражает подобную изменчивость. Фенотипирование изоферментов системы 

цитохрома  P450  позволяет  измерять  в  реальном  времени  активность 

фермента.  Большинство  исследований  могут  быть  проведены  с  помощью 

известных  субстратов  CYP450.  Продукты  метаболизма  этих  реакций 

анализируются в биохимических жидкостях (слюна, моча, кровь) с помощью 

различных  химических  методов,  ведущим  среди  которых  является 

хроматографический анализ и различные его модификации[1,3,4,5]. 

Кофеин  (1,3,7-триметилксантин)  подвергается  метаболизму  в  системе 

изоферментов  цитохрома  Р450.  Основной  путь  метаболизма  –  это  3-N-

деметилирование  с  образованием  параксантина  (1,7-диметилксантин),  1-N-

деметилирование 

до 


теобромина 

(3,7-диметилксантин) 

и 

7-N-


деметилирование 

до 


теофиллина 

(1,3-диметилксантин). 

1,3,7-

Триметилмочевая  кислота,  образующаяся  по  пути  8-гидроксилирования, 



является оставшейся частью от основных метаболитов кофеина. Изофермент 

цитохрома  Р450  2Е1  представляет  реакции  1-N-деметилирования  и  7-N-

деметилирования кофеина. 8-Гидроксилирование катализируется в основном 


изоферментом  CYP3А4  с  небольшим  участием  CYP2E1  и  CYP1A2. 

Параксантин  в  свою  очередь  является  маркерным  субстратом  изофермента 

CYP1A21.  Процентное  соотношение    параксантина,  теобромина  и 

теофиллина составляет 78±11, 14±7,9 и 8±3,6% соответственно. Оставшаяся 

часть кофеина превращается в 1,3,7-триметилмочевую кислоту[2]. 

Использование  кофеина  в  качестве  тест-субстрата  для  фенотипирования 

изоферментов системы цитохрома Р-450 позволяет оценить активность сразу 

трех изоферментов одновременно. Кофеин традиционно рассматривается как 

безопасный  препарат,  и  принимаемый  перорально  быстро  абсорбируется, 

подвергается  метаболизму  в  системе  изоферментов  цитохрома  Р450  и 

выводится  с  мочой.  Период  полувыведения  кофеина  составляет  5,38±1,22 

часа  для  здорового  населения.  Пролонгирование  выведения  кофеина 

отмечается у лиц с нарушениями функции печени. Период полувыведения у 

таких  пациентов  становится    23,3±14,06  часа.  Отмечаются  хорошие 

корреляции  между  концентрациями  кофеина  в  слюне  и  плазме.  Измерение 

содержания кофеина в слюне является неинвазивной методикой и  хорошей 

альтернативой измерению кофеина в плазме.  

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ 

Определения  кофеина  и  его  основных  метаболитов  в  слюне  и  плазме  для 

исследования активности изоферментов системы цитохрома Р-450 1А2, 2Е1, 

3А4  с  использованием  методики  высокоэффективной  жидкостной 

хроматографии. 

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 

Добровольцы 

В исследовании приняли участие 8 человек в возрасте от 22 до 58 лет, из них 

3 мужчин и 5 женщин. Средний возраст женщин 36±22 года, средний возраст 

мужчин 45±18 лет. Вес добровольцев варьировал от 55 до 120 кг. 3 мужчин и 

3  женщины  являлись  русскими  по  национальному  признаку  и  жителями 

республики  Татарстан.  1  женщина  являлась  чешкой  по  национальному 

признаку  и  жителем  республики  Чехия,  1  женщина  являлась  испанкой  по 


национальному признаку и жителем Каталонии. Жительница Чехии являлась 

курильщиком  в  течение  3  лет.  Испанка  и  чешка    женщины  принимали 

пероральные  контрацептивы  в  течение  4  лет.  Русская,  52-летняя  женщина 

имела  документально  зафиксированное  заболевание  печени  –  жировой 

гепатоз, вследствие перенесенного в детстве гепатита А.  

Аналитическое оборудование 

Высокоэффективный жидкостный хроматограф (модель Shimadzu LC-10 AS), 

УФ-детектор (модель Shimadzu SPD-10 A), колонка для ВЭЖХ  Диасфер-110-

С18, 5 мкм, 4,6×250 мм, предколонка, самописец (модель Shimadzu). 



Реагенты 

Кофеин,  теофиллин,  теобромин,  1,3,7-триметилмочевая  кислота,  7-β-

гидроксиэтилтеофиллин,  использовавшиеся  для  анализа  были  получены  из 

Sigma-Aldrich  Chemical  Co.  Все  реагенты    имели  степень  чистоты  –  для 

хроматографии. 

Отбор образцов 

Каждый  доброволец  принимал  200  мг  кофеина,  растворенного  в  стакане 

воды внутрь до завтрака (за 24 часа до проведения теста пациентов просили 

воздержаться 

от 

употребления 



кофе, 

чая, 


какао, 

шоколада, 

кофеинсодержащих газированных напитков). Через 30 мин, 1 ч, 1,5 ч, 3 ч, 6 ч, 

9  ч,  12  ч,  24  ч  после  приема  кофеина  проводили  забор  образцов  крови  и 

слюны.  

Обработка данных 

Для определения параметров фармакокинетики использовали двухкамерную 

математическую  модель  [А.А.Филимонова,  Л.Е.Зиганшина,  А.А.Чичиров]. 

рассчитывали основные и дополнительные фармакокинетические параметры, 

использовали статистический метод экспоненциальной регрессии. 

РЕЗУЛЬТАТЫ 

Наиболее высокий показатель клиренса (20,502 л/ч) наблюдался у 27 летнего 

мужчины  (см.  таблицу  1)  с  самым  высоким  показателем  биодоступности 

(0,91)  и  самым  коротким  периодом  полувыведения  (3,22  ч),  что,  по-



видимому,  связано  с  индивидуальными,  генетически  обусловленными 

особенностями  метаболизма.    В  противоположность  этому,  самый  длинный 

период  полувыведения  (13,86  часа)  и    самый  низкий  показатель  клиренса 

(1,170) был у женщины, страдающей заболеванием печени. Однако, параметр 

биодоступности  у  нее  приближался  к  100%,  что  свидетельствует  о 

медленном,  но  полноценном  метаболизме  субстрата.  У  остальных 

добровольцев  период  полувыведения  и  клиренс  находились  в  пределах 

нормальных значений. 

Процентное  соотношение    параксантина,  теофиллина  и  теобромина 

составило  57±15,  11±3  и  32±15%  соответственно.  Процентное  содержание 

1,3,7-триметилмочевой  кислоты  составило  4±4,8%  от  общего  числа 

метаболитов.  Женщины,  принимавшие  оральные  контрацептивы,    имели 

низкие  процентные  показатели  параксантина  (41,09%  и  45,0%),  что 

свидетельствует  о  гормонзависимом  угнетении  активности  изофермента 

CYP450  1А2.  Женщина,  страдавшая  заболевание  печени,  также  имела 

сниженные  показатели  активности    изофермента  CYP450  1А2  (43,98% 

параксантина), что подтверждает нарушение функции печени. Как известно, 

изофермент  CYP450  3А4  также  является  гормонзависимым,  поэтому 

колебания  процентного  содержания  1,3,7-триметилмочевой  кислоты, 

являющейся показателем его активности, могли быть связаны с изменением 

гормонального статуса, особенно у женщин. Так  у людей под номерами 1, 3, 

4,  5  отсутствие  1,3,7-триметилмочевой  кислоты  можно  объяснить  как 

изменением  гормонального  статуса  (постменопаузальный  период,  прием 

гормональных препаратов), так и возможным нарушением функции печени.   

Вообще,  соотношение  метаболитов  у    всех  обследованных  мужчин 

приближалось к нормальным величинам, в отличие от женщин, для которых 

наблюдались  значительные  колебания  процентных  значений.  Это 

наблюдение  также  подтверждает  зависимость  активности  изоферментов  от 

пола обследуемых. 


Таблица  1.  Индивидуальные 

фармакокинетические 

параметры 

добровольцев 

фармако


кинетиче

ские 


параметр

ы 

 



 

 

добровольцы 



 

 

 



 

 

 



женщины 

 

 



мужчины   

 

 



 

 

 



 

 

 



 

возраст 


 

24 


52 

58 


22 

24 


27 

50 


58 

национа


льность 

русская  русская  русская  испанка 

чешка 

русский 


русский 

русский 


масса, кг  60 

90 


120 

65 


55 

110 


80 

90 


период 

полувыв


едения, ч 

6,60 


 

13,86 


 

6,3 


 

4,33 


 

5,55 


 

3,22 


 

7,62 


 

5,06 


 

клиренс 


общий, 

л/ч 


4,806 

 

1,170 



5,884 

 

7,664 



 

3,531 


 

20,502 


 

4,906 


 

3,441 


 

биодосту


пность, 

доли 


0,47 

 

0,898 



 

0,13 


 

0,24 


 

0,37 


 

0,91 


 

0,35 


 

0,41 


 

параксан


тин,% 

72,38 


43,98 

57,39 


41,09 

45,00 


63,80 

63,72 


66,93 

теофилл


ин,% 

11,33 


8,12 

13,98 


11,28 

8,44 


12,92 

14,28 


12,97 

теобром


ин,% 

16,30 


47,90 

28,63 


47,63 

46,56 


23,28 

21,99 


20,10 

1,3,7-


тримети

лмочевая 

кислота



0,00 



1,387 

0,00 


0,00 

0,00 


6,03 

2,00 


8,80 

 

ВЫВОДЫ 

В  проведенном  исследовании  мы  определяли  кофеин  и  его  основные 

метаболиты  в  слюне  и  плазме  методом  высокоэффективной  жидкостной 

хроматографии. Оценка метаболизма кофеина является надежным тестом для 


определения функционального состояния печени и активности изоферментов 

системы  цитохрома  Р-450  1А2,  2Е1,  3А4.  Активность  фермента  является 

генетически  детерминированной  функцией.  Однако,  на  результаты 

исследования  могут  влиять  такие  факторы,  как  курение  (индуцирование 

активности  изофермента  CYP1A2),  пол  (связь  активности  CYP1A2,  3A4  с 

фазами  менструального  цикла,  менопаузой,  беременностью  и  родами, 

приемом  контрацептивов),  возраст  (замедление  метаболизма  и  выведения 

лекарственных  средств  у  пожилых  людей),  применение  лекарственных 

средств  (индуцирование  и  ингибирование  изоферментов  CYP450). 

Представленная  методика  фенотипирования  подходит  для  рутинного 

определения  активности  сразу  трех  изоферментов  цитохрома  Р-450,  путем 

измерения концентрации кофеина и его метаболитов в плазме или слюне. 



ЛИТЕРАТУРА 

1.

 



Alkaysi H.N., Salem M.S. //  J. Clin. Pharmacy Ther. 

 1988. - №13. 



 Р. 


109

115. 



2.

 

Daniel W.A., Syrek M. //  Pol. J. Pharmacol. 



 2001. - № 53. 

— 

 Р. 351


357. 


3.

 

Haughey D.B. Liquid chromatographic determination of caffeine in biologic 



fluids. J. Chromatogr. 

— 

1982. - №229. 



 Р. 387


395. 


4.

 

Setchell 



K.D.R., 

Welsh 


M.B. 

Rapid 


high-performance 

liquid 


chromatography  assay  for  salivary  and  serum  caffeine  following  an  oral 

load. J. Chromatogr. 

1987. -  №385. 



 Р. 267


274. 


5.

 

Tanaka  E.  Simultaneous  determination  of  caffeine  and  its  primary 



demethylated  metabolites  in  human  plasma  by  high-performance  liquid 

chromatography. J. Chromatogr. 

1992. -  №575. 



 Р. 311


314. 


 

 

Каталог: media
media -> Опухоли костей по гистогенезу и морфологическому строению являются наиболее сложными и наименее изученными разделами клинической онкологии
media -> Тесты итогового контроля
media -> Вторжение возбудителя в верхние дыхательные пути, размножение. Вторжение возбудителя в верхние дыхательные пути, размножение
media -> Программа вступительных испытаний для приема в интернатуру по направлению «лечебное дело»
media -> Хирургические болезни


Достарыңызбен бөлісу:


©stom.tilimen.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет