Препарат индуктор микросомальных ферментов печени. Каковы функции печеночных ферментов

Многие химические вещества, как эндогенные, так и поступающие из окружающей среды, обладают способностью усиливать в организме синтез ферментов биотрансформации ксенобиотиков. Этот феномен, получивший название индукции ферментов, существенным образом определяет чувствительность живых существ к действию токсикантов.

Несколько сот химических веществ совершенно разного строения, как установлено, являются индукторами монооксигеназ и других ферментативных систем. К числу сильных индукторов микросомальных ферментов принадлежат многие лекарственные препараты и токсиканты антропогенного происхождения. Все индукторы - жирорастворимые органические вещества. Их действие, как правило, неспецифично, то есть индуктор вызывает повышение активности не одного, а нескольких ферментов. Индукция возможна, как правило, только при повторном введении химического соединения животному.
Многочисленные индукторы монооксигеназных систем можно отнести к одному из двух классов. Представителем первого класса является фенобарбитал, другие барбитураты, некоторые лекарства и инсектициды. Ко второму классу индукторов относятся в основном полициклические углеводороды: ТХДД, 3-метилхолантрен, бенз[а]пирен и т.д. Самым сильным из известных индукторов монооксигеназ является 2,3,7,8-тетрахлордибензо-пара-диоксин (ТХДД). Его эффективная доза составляет 1 мкг/кг массы. В подавляющем большинстве случаев ксенобиотики проявляют свойства индукторов, действуя в значительно больших дозах (более 10 мг/кг).
Фенобарбитал вызывает выраженную пролиферацию гладкого эндо- плазматического ретикулума в гепатоцитах и увеличение активности цитохрома Р-450. В результате возрастает мощность таких процессов, как деметилирование, гидроксилирование и эпоксидирование ксенобиотиков.
Индукция, вызываемая полициклическими углеводородами не сопровождается пролиферацией гладкого эндоплазматического ретикулума, но при этом существенно возрастает активность цитохрома Р450, УДФГ-трансфе- разы, гидроксиолаз.
Поскольку ксенобиотики, как правило, вызывают индукцию более чем одной ферментативной системы (барбитураты, полигалогенированные бифенилы одновременно вызывают индукцию цитохрома Р450, УДФГТ, GST и др.), предсказать влияние индукторов на токсикокинетику и
токсикодинамику ксенобиотика практически не возможно. Эффект может быть определен только экспериментально.
Индукция предполагает синтез дополнительного количества того или иного фермента в органах и тканях de novo. Ингибиторы синтеза белка (пу- ромицин, циклогексимид), а также ингибиторы синтеза РНК (актиномицин Д) блокируют индукцию микросомальных ферментов. Так как блокаторы синтеза ДНК (гидроксимочевина) не эффективны, то из этого следует, что феномен индукции ферментов биотрансформации ксенобиотиков реализуется на уровне транскрипции генетической информации.
Помимо усиления синтеза ферментов дополнительным механизмом индукции является стабилизация информационной РНК и белковых молекул в клетке.
Достаточно часто усиление метаболизма ксенобиотиков приводит к снижению их токсичности. Так, повторное введение фенобарбитала белым крысам самцам приводит к увеличению резистентности животных примерно в полтора раза к высокотоксичным ФОС. Понижается чувствительность экспериментальных животных к цианидам. Вместе с тем токсичность других веществ, при этом, существенно возрастает. Например, усиливается гепато- токсическое действие алкалоида монокротолина и циклофосфамида, канцерогенная активность 2-нафтиламина. Вследствие индукции усиливается также токсичность четыреххлористого углерода, бромбензола и др.
Другим последствием индукции может быть изменение соотношения интенсивности метаболизма ксенобиотиков в разных органах и тканях, в результате чего основным органом биотрансформации ксенобиотика у экспериментального животного, получавшего индукторы, становится иной орган, чем у интактных животных. Так, после введения крысам 3-метилхолантрена (индуктор) основным органом метаболизма 4-ипомеанола (токсичный дериват фурана) становятся не легкие (как в норме), а печень.

Индукторы из группы производных барбитуровой кислоты способны одновременно активировать синтез одних изоферментов (например, цитохром Р450 зависимых оксидаз) и угнетать активность других. В этой связи трудно предсказать последствия влияния индукторов на токсичность ксенобиотиков.
У животных индукция микросомальных ферментов нередко становится следствием экологического контакта с такими токсикантами, как ПАУ, органические растворители, диоксины, галогенированные инсектициды и т.д. или длительного применения некоторых лекарственных препаратов (барбитураты, антибиотики типа рифампицин и т.д.).
Многие вещества способны угнетать активность ферментов, катализирующих биотрансформацию ксенобиотиков.
Группа ингибиторов включает: конкурентные ингибиторы ферментов. Например, этиловый спирт - ингибитор метаболизма метанола или этиленгликоля; никотинамид - угнетает N-деметилирование аминопирена и т.д.; неконкурентные ингибиторы. Это, как правило, алкилирующие агенты, угнетающие активность фермента, но не конкурирующие с субстратом. Например, метирапон является хорошо известным ингибитором монооксиге- назных реакций биотрасформации. К этой же группе относится вещество SKF-525 - известный ингибитор Р450; «суицидные ингибиторы» - вещества, образующиеся в процессе метаболизма ксенобиотика при участии данного фермента и одновременно являющиеся его ингибиторами. Например, ингибиторами такого рода цитохрома Р450 являются дигидропиридины; метаболиты пиперонилбутоксида угнетают микросомальное окисление многих ксенобиотиков в печени, таких как альдрин, анилин, аминопирен, карбарил и др; реакционноспособные промежуточные метаболиты, ингибирующие активность ферментов нескольких типов в месте их образования. К таким
веществам относятся метаболиты четыреххлористого углерода, дихлорэтана и т.д.; ингибиторы синтеза кофакторов и простетических групп ферментов. К числу таких относятся, например, кобальт, блокирующий синтез гема, являющегося простетической группой цитохром-Р450-зависимых оксидаз; вещества истощающие запасы глутатиона в клетках.
Если ксенобиотик подвергается в организме детоксикации, угнетение процесса его биотрансформации приводит к повышению токсичности, если происходит активация ферментов биотрансформации - токсичность вещества понижается. Например, при отравлении грибами рода Coprinus через 3 - 6 часов после их поедания развивается повышенная чувствительность к этанолу, продолжающаяся до 3 суток. После приема этанола через 20-120 минут появляются тошнота, рвота, покраснение кожных покровов, резкая головная боль, тахикардия, снижение артериального давления. В тяжелых случаях возможна потеря сознания. Явления обусловлены тем, что в грибах содержится термостабильный токсин - протокоприн. В организме это вещество превращается в коприн - мощный ингибитор альдегиддегидрогеназы.
Наиболее простым методом выявления способности веществ влиять на метаболизм ксенобиотиков является опыт с определением продолжительности сна лабораторных животных, вызванного гексобарбиталом. Это вещество довольно быстро разрушается печеночными микросомальными энзимами и поэтому эффект может быть оценен в течение относительно короткого промежутка времени. Ингибиторы метаболизма, введенные до наркотического препарата, удлиняют продолжительность сна. Так, хлорамфеникол в дозах 5200 мг/кг, при введении за 0,5-1,0 час до гексобарбитала дозозависимо увеличивает продолжительности сна мышей (в высоких дозах - десятикратно).
Многие ингибиторы микросомальных энзимов одновременно вызывают и их индукцию. Ингибирование, как правило, процесс быстрый,
состоящий в прямом взаимодействии ксенобиотика с ферментом. Индукция - более длительный во времени процесс. В этой связи нередко после действия вещества наблюдается период кратковременного снижения активности мо- нооксигеназ, сменяющийся периодом относительно стойкого повышения их активности.
Многие ткани являются мишенью для повреждающего действия продуктов метаболизма некоторых ксенобиотиков. Как правило, чем менее токсично вещество, то есть, чем большее его количество вызывает интоксикацию, тем выше вероятность того, что в основе инициации различных форм токсического процесса может лежать действие реактивных промежуточных продуктов метаболизма. Некоторые вещества активируются уже в ходе однократного превращения, другие в результате многоэтапных превращений, локализующихся порой в разных органах и тканях. Одни метаболиты проявляют свое пагубное действие непосредственно в месте образования, другие способны мигрировать, производя эффект в других органах.

Изобретение относится к медицине, а именно к веществам, вызывающим индукцию микросомальных ферментов печени. Технический результат - повышение способности индуцировать микросомальные ферменты печени. Сущность: применение 6,8-диметил-2-пиперидинометил-2,3-дигидротиазоло ксантина в качестве вещества, вызывающего индукцию микросомальных ферментов печени. 3 табл.

Изобретение относится к медицине, а именно к веществам, вызывающим индукцию микросомальных ферментов печени. В качестве прототипа выбран бензонал (1-бензоил-5-этил-5- фенилбарбитуровая кислота), который наряду с фенобарбиталом является эталонным индуктором микросомальных ферментов, но существенно превосходит его по способности индуцировать микросомальные ферменты печени и оказывает менее выраженный гипноседативный эффект [Новожеева Т.П. Средства активации систем детоксикации среди циклических и линейных производных мочевины (Экспериментальное исследование).- Автореферат дисс. д.б.н., Томск, 1998. - 48 с.]. Технический результат - повышение способности индуцировать микросомальные ферменты печени, Данный технический результат достигается применением в качестве вещества, вызывающего индукцию индукцию микросомальных ферментов печени, 6,8-диметил-2-пиперидинометил-2,3-дигидротиазоло ксантина формулы I описанного ранее [Халиуллин Ф.А., Мироненкова Ж.В., Гильманов А.Ж. и др. Синтез и изучение гипогликемической активности производных 2,3-дигидротиазолоксантина/Хим.-фарм. журн.- 1994.- N 9.- С. 33-34]. Пример 1. Острую токсичность определяли при внутрижелудочном введении половозрелым неинбредным мышам-самцам по методу Litchfield J. и Wilcoxon F. в модификации Прозоровского В.Б., 1962. Выживаемость животных наблюдали в течение первых суток. DL 50 Х-68 = 816 (734-892) мг/кг, что соответствует 3-му классу опасности (умеренно опасные). Бензонал относится к этому же классу химически опасных веществ DL 50 = 192 (162-223) мг/кг. Пример 2. Влияние соединения I (Х-68) на микросомальную активность печени изучали в экспериментах на неинбредных половозрелых мышах-самцах с использованием общепринятого теста "гексеналового сна", позволяющего косвенно судить о функциональной активности смешанных оксидаз [Новожеева Т.П., Саратиков А.С. Методические подходы к созданию новых ферментиндуцирующих средств/Сибирский журнал гастроэнтерологии и геаптологии.- 1999.- N 8.- C. 55-60]. С целью исключения центральных влияний на длительность сна (психостимулирующего и гипноседативного эффектов) соединение исследовано в тесте "барбиталового сна" [Гацура В.В., Саратиков А.С. Фармакологические агенты в экспериментальной медицине и биологии. - Томск, 1977. - 45 с.]. Соединение I и бензонал разводили в 2%-ной крахмальной взвеси, вводили 2-кратно внутрижелудочно с интервалом 24 ч, спустя сутки после последнего введения проводили тестирование. Контрольные животные получали 2%-ную крахмальную взвесь в эквиобъемных количествах. Х-68 в широком диапазоне доз вызывал статистически значимое уменьшение длительности гексеналового сна, четкий эффект наблюдался даже в дозе 0.0005 мг/кг, что является 1/16324000 частью от DL 50 изучаемого соединения (табл. 1). Как видно из табл. 1, зависимости эффекта от дозы Х-68 не наблюдалось, что не позволило, используя общепринятые методы, вычислить среднюю эффективную дозу и, соответственно, терапевтический индекс соединения. Укорочение гексеналового сна, наблюдаемое после 2-кратного введения Х-68, не связано с влиянием на ЦНС, поскольку длительность барбиталового сна (барбитал - труднометаболизируемое инертное соединение, практически полностью, до 95%, выводимое почками в неизменном виде) при аналогичной схеме и дозах введения не отличалась от значений контрольной группы. Введение эквитоксических доз бензонала и Х-68 выявило существенные преимущества описываемого соединения: наблюдаемый индуцирующий эффект был более выражен и превосходил таковой бензонала. Так, в 1/100 от DL 50 бензонал не оказывал заметного влияния, тогда как Х-68 вызывал укорочение длительности гексеналового сна на 70%; а в 1/20 от DL 50 индекс стимуляции бензонала составил 42%, Х-68 - 89% (табл.2). Изученное соединение в отличие от бензонала обладает существенно более длительным индуцирующим эффектом (табл. 2). Укорочение гексеналового сна как в дозе 1/100 DL 50 (8 мг/кг), так и в дозе 1/20 DL 50 (41 мг/кг), достоверно и на 8-е сутки после введения, тогда как длительность эффекта бензола (1/20 DL 50) не более двух суток, а доза 1/100 DL 50 , не являясь индуцирующей, на 4-6-е сутки с момента последнего введения вызывает угнетение микросомальных ферментов печени (табл. 3). При использовании бензонала в дозе, вызывающей четкую индукцию микросомальных ферментов, и по литературным данным, наиболее часто применяемой (35 мг/кг) [Новожеева Т.П. Средства активации систем детоксикации среди циклических и линейных производных мочевины (Экспериментальное исследование).- Автореферат дисс. д.б.н., Томск, 1998. - 48 с.], эффект регистрируется лишь 4 суток (табл. 3). Индукция микросомальных ферментов под влиянием Х-68 подтверждена в опытах прямого количественного определения уровня цитохрома P450 в печени крыс по методу Omura Т. и Sato R., 1962. Уровень цитохрома P450 после 2-кратного внутрижелудочного введения Х-68 (35 мг/кг) достоверно увеличивался на 32% (Х-68 - 657.36 38.22 мМ/г ткани; контроль - 499.17 39.99 мМ/г ткани; P < 0.05). Таким образом, Х-68 обладает ярко выраженным длительным индуцирующим эффектом, существенно превосходит бензонал по терапевтической широте, длительности действия и выгодно отличается более низкой токсичностью.

Формула изобретения

Применение 6,8-диметил-2-пиперидинометил-2,3-дигидротиазоло }