Cytochrome p450 (CYP 450) - כך זה נקרא משפחה גדולהאנזימים אוניברסליים של גוף האדם האחראים על חילוף החומרים של רוב התרופות וחומרים זרים אחרים תרכובות אורגניות(קסנוביוטיקה).

מטבוליזם של מחלקות רבות תרופות(אנטיהיסטמינים, מעכבי פרוטאז רטרו-ויראליים, בנזודיאזפינים, חוסמי תעלות סידן וכו') מתרחשת בהשתתפות ציטוכרומים.

בנוסף, ציטוכרומים מספקים שונים תהליכים פיזיולוגיים, כולל ביוסינתזה של סטרואידים וכולסטרול, חילוף חומרים של חומצות שומן ומטבוליזם של סידן (הידרוקסילציה של ויטמין D3, שהוא השלב הראשון ביצירת קלציטריול).

היסטוריה של ציטוכרום p450

ציטוכרום P450 התגלה בסוף שנות ה-50 של המאה העשרים על ידי מ' קלינגנברג וד' גרפינקל. המונח "ציטוכרום" (cito - תא; c hromos - צבע) הופיע ב-1962 כשם זמני לחומר צבעוני המצוי בתאים.

כפי שהתברר, סוגים שונים של ציטוכרום P450 מופצים באופן נרחב בתאים של מיקרואורגניזמים, צמחים ויונקים. אנזימים אלו נעדרים רק בחיידקים אנאירוביים.

מדענים מציעים שכל הגנים מקודדים סוגים שונים CYP450, צאצא מגן מבשר בודד שהיה קיים לפני שני מיליארד שנים. תפקידו של הגן ה"מקורי" הזה היה לנצל אנרגיה. עד כה, יותר מ-1000 התגלו בטבע. סוגים שוניםציטוכרום CYP 450.

מגוון של ציטוכרומים

עד כה התגלו ביונקים כ-55 סוגים שונים של ציטוכרומים, ויותר מ-100 בצמחים.

בזכות ההצלחה הנדסה גנטית, ניתן היה לקבוע כי אנזימים ממשפחת הציטוכרומים מבצעים פונקציות שונות, מה שמוביל לחלוקתם לשלוש מחלקות עיקריות:

• מעורב בחילוף החומרים תרופותוקסנוביוטיקה;
• מעורב בסינתזה של סטרואידים;
• השתתפות בתהליכים אנדוגניים חשובים אחרים המתרחשים בגוף.

סיווג ציטוכרומים

כל הציטוכרומים והגנים המקודדים לסינתזה שלהם נקראים על פי את ההמלצות הבאות:

• שם הציטוכרום חייב לכלול את השורש CYP;
• שם הגן המקודד לסינתזה של הציטוכרום המתאים מכיל גם כן CYP , אבל כתוב באותיות נטוי;
• ציטוכרומים מחולקים למשפחות (מסומנים במספרים), תת-משפחות (מסומנים באותיות) ואיזופורמים (מסומנים במספרים המשקפים את מספר הגן המקודד).

לדוגמה, CYP 2 D 6 שייך למשפחה השנייה, תת-משפחה D, המקודדת על ידי גן 6. שם הגן עצמו נראה כך CYP 2 ד 6.

ציטוכרומים בסיסיים

למרות המגוון של ציטוכרומים בגוף האדם, מטבוליזם של תרופותמתרחשת בהשתתפות כמות מוגבלת בעיקרה של CYP 450. הנציגים הנפוצים ביותר של קבוצה זו הם: CYP 1A2, CYP 2C9, CYP 2C19, CYP 2 D 6, CYP 2E1, CYP 3A4.

אנזימים אלה מזרזים מגוון רחב של תגובות מטבוליות:

• ציטוכרום אחד יכול לבצע מטבוליזם של מספר תרופות עם שונות מבנה כימי;
• אותה תרופה יכולה להיות מושפעת מ-CYP 450 שונה באיברים ובמערכות שונות בגוף האדם.

דואליות של טבע הציטוכרומים P450

ברוב המקרים, תרופות מסיסות בשומן וחומרים כימיים אחרים הופכים למטבוליטים מסיסים במים, אשר מסולקים בקלות רבה יותר מהגוף. החדרת קבוצות הידרוקסיל (הודות לציטוכרום P450) מגבירה את הקוטביות של מולקולות ואת מסיסותן, מה שגם תורם לסילוקן מהגוף. כמעט כל הקסנוביוטיקה הנכנסת לכבד מתחמצנת על ידי איזופורמה כלשהי של ציטוכרום p450.

עם זאת, אותם אנזימים המזרזים את תהליכי ה"טיהור" יכולים להפעיל מולקולות כימיות אינרטיות למצב תגובתי מאוד. מולקולות ביניים כאלה יכולות לקיים אינטראקציה עם חלבונים ו-DNA.

לפיכך, ההשפעה של ציטוכרום p450s יכולה להתרחש באמצעות אחד משני מסלולים תחרותיים: ניקוי רעלים מטבולי או הפעלה.

שונות של פעולת ציטוכרומים

לכל אדם יש חילוף חומרים משלו חומרים רפואייםשונה מאלה של אנשים אחרים. מאפיינים אישיים תלויים גורמים גנטיים, גיל המטופל, מינו, מצב בריאותו, תזונה, טיפול תרופתי נלווה וכו'.

שונות גנטית במטבוליזם של תרופות התגלתה במקרה: מינונים סטנדרטיים של תרופות גרמו באופן בלתי צפוי לתגובות חריגות אצל אנשים שונים.

פעילות האנזים היא משני (לעיתים שלושה) סוגים עיקריים: אינטנסיבי וחלש (בינוני), בהתאמה, חילוף החומרים של חומרים רפואיים יכול להתרחש במהירות ובאיטיות.

ציטוכרומים ומטבוליזם של תרופות

ציטוכרום CYP 1A2 מעורב בחילוף החומרים של תרופות רבות, כולל אמינופילין וקפאין. הפעילות של אנזים זה עולה בהשפעת חומרים כימייםהנכנסים לגוף האדם בזמן עישון.

ציטוכרום CYP 2A6 ממלא תפקיד חשוב במטבוליזם של קומרין (נוגד קרישה עקיף) וניקוטין.

ציטוכרום CYP 2S9 מעורב במטבוליזם של פניטואין, טולבוטמיד, וורפרין. אם לפחות חומצת אמינו אחת משתנה במבנה הגן המקודד לסינתזה של ציטוכרום נתון, אזי פעילות אנזימטית. מחסור באנזים של ציטוכרום זה גורם לנטייה מולדת להרעלת פניטואין ולסיבוכים הנובעים מטיפול בוורפרין.

ציטוכרום CYP 2S19 משתתף בחילוף החומרים של אומפרזול, דיאזפאם, אימיפרמין. עם זאת, המשמעות הקלינית של פולימורפיזם אנזים זה נותרה שנויה במחלוקת. המינונים האפקטיביים של תרופות רבות שעברו חילוף חומרים על ידי CYP 2C9 רחוקים כל כך מרעילים עד שסטיות פוטנציאליות בפעילות של ציטוכרום CYP 2C9 אינן ממלאות תפקיד משמעותי.

ציטוכרום CYP 2 ד 6 הוא דוגמה להבדלים גנוטיפיים בין קבוצות אתניות שונות. בשנות ה-70 של המאה הקודמת, נחקרה הפרמקוקינטיקה של התרופה נגד יתר לחץ דם debrisoquine והתרופה נגד הפרעות קצב ספרטאין. התקבלו התוצאות הבאות: עם נטייה כללית למטבוליזם מהיר במיוחד של דבריסוקין, בקרב קווקזים, חילוף חומרים איטי נצפה ב-5-10% מהמקרים, בקרב יפנים נתון זה היה פחות מ-1%.

לתרופות שעברו חילוף חומרים על ידי CYP2D6 (חוסמי b, תרופות אנטי-ריתמיות, פסיכואנלפטיות, תרופות נוגדות דיכאון ומשככי כאבים נרקוטיים) יש אינדקס טיפולי צר, כלומר. יש הבדל קטן בין המינון הנדרש להשגת אפקט טיפולי לבין המינון הרעיל. במצב כזה, סטיות בודדות בחילוף החומרים של תרופות יכולות למלא תפקיד דרמטי: עלייה בריכוז התרופה לרמה רעילה, או ירידה עד כדי אובדן יעילות.

ההיסטוריה של השימוש בפרהקסילין (אוסטרליה) הדגימה בבירור את המשמעות העצומה של הפולימורפיזם CYP2D6. לאחר ההתנסות הראשונה במרשמים, התרופה נסוגה מארסנל התרופות לטיפול באנגינה פקטוריס עקב רעילות גבוהה של כבד ונפרו. אבל כרגע, פרהקסילין נמצא בשימוש שוב ומוכר כחומר יעיל ביותר, מכיוון שהוא רעיל רק עבור חולים עם מטבוליזם לקוי של CYP2D6. הבטיחות של רישום פרהקסילין מובטחת על ידי קביעה ראשונית של הרמה האישית של ציטוכרום זה.

ציטוכרום CYP 3A4 כביכול עושה חילוף חומרים של כ-60% מכל התרופות. זהו הציטוכרום העיקרי של הכבד והמעיים (מ מספר כוללציטוכרומים זה מהווה 60%). פעילותו עלולה לעלות בהשפעת ריפמפיצין, פנוברביטל, מקרולידים וסטרואידים.

עיכוב חילוף החומרים של התרופה

עיכוב חילוף החומרים של התרופה הוא הגבוה ביותר סיבה נפוצהאינטראקציה תרופתית משמעותית מבחינה קלינית, המובילה לעלייה בלתי רצויה בריכוז התרופה בדם. זה קורה לרוב כאשר שתי תרופות שונות מתחרות על קשר לאותו אנזים. תרופה ש"מפסידה" ב"מאבק" תחרותי זה מאבדת את היכולת לעבור חילוף חומרים נאות ומצטברת יתר על המידה בגוף. זה משמח שאין הרבה תרופות שיש להן מאפיינים של מעכב בולט. מעכבים אופייניים הם סימטידין, אריתרומיצין, קטוקונזול וקינידין. בין התרופות החדשות יותר, מעכבי ספיגה חוזרת של סרוטונין סלקטיביים ומעכבי פרוטאז הם בעלי תכונות מעכבות פוטנציאליות.

קצב העיכוב תלוי בתכונות הפרמקוקינטיות של התרופות ה"מתנגשות". אם גם המעכב וגם תרופת המצע יש תקופה קצרהזמן מחצית חיים (לדוגמה, סימטידין ומעכבי חילוף החומרים שלו תיאופילין), האינטראקציה תהיה מקסימלית בימים 2-4. אותו פרק זמן יידרש להפסקת אפקט האינטראקציה.

במקרה של שימוש בו-זמני בוורפרין ובאמיודרון, ייקח חודש או יותר להפסיק את ההשפעה המעכבת, הקשורה לזמן מחצית החיים הארוך של האחרון.

למרות העובדה שעיכוב חילוף החומרים בתיווך ציטוכרום מהווה בעיה גדולה, בתרגול הקליני נוצרים לעיתים תנאים המאפשרים שימוש ממוקד בתופעה זו. לתרופה האנטי ויראלית saquinavir יש זמינות ביולוגית נמוכה מאוד, הקשורה לחילוף חומרים נרחב שלה על ידי ציטוכרום CYP 3A4. הזמינות הביולוגית של התרופה בנטילת הפה היא רק 4%. מתן משותף של התרופה הקשורה ritinavir, המעכבת פעילות ציטוכרום, מביא לעלייה של פי 50 בריכוז הפלזמה של saquinavir, המאפשרת השגת השפעה טיפולית.

אינדוקציה של מטבוליזם של תרופות

אינדוקציה של חילוף חומרים מתרחשת כאשר תרופה מגרה את הסינתזה של אנזימים המעורבים בחילוף החומרים של תרופה אחרת (או מפחיתה את הפירוק הטבעי של אנזימים אלו).

גורם הציטוכרום הידוע ביותר הוא rifampicin, אשר מעלה את רמות ה-CYP 3A4 ו-CYP 2C בכבד, וכתוצאה מכך חילוף חומרים מוגבר של מספר תרופות (טבלה).

זה די סביר להניח שמשרני ציטוכרום מפחיתים את היעילות של מצעי תרופות. עם זאת, יש צד נוסף לתופעה זו. הפסקה פתאומית של תרופה מעוררת (או הפסקת חשיפה לגורם מעורר מ סביבה) עלול להוביל באופן בלתי צפוי לעלייה גדולה בריכוזי הפלזמה של תרופה שעברה בעבר חילוף חומרים נרחב. דוגמה לכך היא מצב שבו מעשנים, המורגלים בשתיית קפה מתמדת, מחליטים לפתע להפסיק לעשן, וכתוצאה מכך יורדת פעילות ה-CYP 1A2 וריכוז הקפאין בפלסמת הדם עולה. זה עלול להחמיר את חומרת תסמיני הגמילה: כְּאֵב רֹאשׁוהתרגשות.

אינטראקציה של ציטוכרומים עם מזון

מחקר משנת 1991 מצא שכוס אחת של מיץ אשכוליות גרמה לעלייה של פי שלושה ברמות הפלודיפין בפלזמה. עם זאת, מיצים אחרים לא גרמו להשפעה דומה. ההנחה היא שמרכיבי האשכולית - פלבנואידים או furanocoumarin - מדכאים את חילוף החומרים של felodepine במעי, בתיווך ציטוכרום CYP 3A4.

פרמקוגנומיקה וכיווניה המבטיחים

המדע החוקר את התגובה הגנטית של הגוף לתרופות נקרא לאחרונה פרמקוגנומיקה. פיתוח המדע הזה יאפשר לחזות במדויק את התגובה האינדיבידואלית של הגוף לטיפול ספציפי, כמו גם לזהות חולים בסיכון גבוה לפתח תגובות רעילות.

שולחן. הסוגים העיקריים של ציטוכרום p450 בבני אדם

ציטוכרום	מצע המושפע	מעכב	מַשׁרָן
	אמיטריפטילין, קפאין, קלומיפרמין, אימיפרמין, קלוזפין, מקסילטין, אסטרדיול, אקמול, פרופרנולול, טקרין, תיאופילין, R-warfarin	Cimetidine, Fluvoxamine, fluoroquinolone אנטיביוטיקה (ציפרלקס, נורפלוקסצין), מיץ אשכוליות	אומפרזול, פנוברביטל, פניטואין, ביקרבונטים ארומטיים פוליציקליים (למשל קבב), עישון סיגריות
	דיקלופנק, אינדומתצין, לוסארטן, נפרוקסן, פניטואין, פירוקסיקאם, טולבוטמיד, S-warfarin	אמיודרון, כלורמפניקול, סימטידין, פלוקונאזול, פלוקסטין, איזוניאזיד, אומפרזול, סרטרלין, סולפינפירזון	ריפמפיצין
	Clomipramine, Clozapine, Diazepam, Imipramine, Lansoprazole, Omeprazole, Phenytoin, Propranolol	Fluoxetine, fluvoxamine, isoniazid, אומפרזול, sertraline	ריפמפיצין
	אמיטריפטילין, כלורפרומאזין, קלומיפרמין, קלוזפין, קודאין, דסיפרמין, דקסטרומתורפן, דוקספין, פלוקסטין, הלופרידול, אימיפרמין, להבטלול, מתדון, מטופרול, פרוקאינאמיד, פרומתזין, פרופאפנון, תיאורולידאנול, טימורולידול,	Amiodarone, Cimetidine, Haloperidol, Mibefradil, Quinidine, Propafenone, כל מעכבי ספיגה חוזרת של סרוטונין
	קפאין, אתנול, אקמול, תיאופילין	סימטידין, דיסולפירם	אתנול, איזוניאזיד
	Amiodarone, amitriptyline, atorvastatin, buprenorphine, carbamazepine, clarithromycin, clomipramine, clonazepam, קוקאין, קורטיזול, cyclophosphamide, cyclosporine, dexamethasone, digitoxin, diltiazem, diazepam, doxopinethrobicine, erodipythrobicine, erodipythrobicin, lorate din, miconazole, midazolam , ניפדיפין, אסטרדיול, אומפרזול, פרופאנון, כינידין, סימבסטטין, תיאופילין, ורפמיל, וינקריסטין, וורפרין	אמיודרון, קנבינואידים, סימטידין, קלריתרמיצין, קלוטרימאזול, דילטיזם, אריתרומיצין, מיץ אשכוליות, קטוקונאזול, מטרונידזול, מיקונאזול	קרבמזפין, גלוקוקורטיקואידים, פניטואין, ריפמפיצין, סולפאדימידין

ציטוכרום P450(CYP450) - קבוצה גדולהאנזימים האחראים על חילוף החומרים של תרכובות אורגניות זרות ותרופות. אנזימים ממשפחת הציטוכרום P450 מבצעים טרנספורמציה ביולוגית חמצונית של תרופות ושל מספר חומרים ביו-אורגניים אנדוגניים אחרים, ובכך מבצעים פונקציית ניקוי רעלים. ציטוכרומים מעורבים בחילוף החומרים של סוגים רבים של תרופות, כגון מעכבי משאבת פרוטון, אנטיהיסטמינים, מעכבי פרוטאז רטרו-ויראליים, בנזודיאזפינים, חוסמי תעלות סידן ואחרים.

ציטוכרום P450 הוא קומפלקס חלבון עם heme הקשור קוולנטית, המבטיח תוספת חמצן. Heme, בתורו, הוא קומפלקס של פרוטופורפירין IX ואטום ברזל דו ערכי. המספר 450 מציין כי להם המופחת הקשור ל-CO יש קליטת אור מקסימלית באורך גל של 450 ננומטר.

ציטוכרומים P-450 מעורבים לא רק במטבוליזם של תרופות, אלא גם בהמרה של המוגלובין לבילירובין, סינתזה של סטרואידים וכו'. כל האיזופורמים של ציטוכרום P-450 מקובצים למשפחות CYP1, CYP2, CYP3. בתוך המשפחות מבדילות תת-משפחות A, B, C, D, E. בתוך תת-המשפחות מוגדרות איזופורמים מספר סידורי. לדוגמה, CYP2C19 הוא שמו של הציטוכרום ה-19 בסדר של תת-משפחת "C", משפחה "2". בסך הכל, ישנם כ-250 סוגים שונים של ציטוכרום P-450, מתוכם כ-50 נמצאים בגוף האדם ורק שישה מהם (CYP1A2, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, CYP2E1, CYP3A4) רלוונטיים לחילוף החומרים של התרופה.

פעילות הציטוכרומים P-450 מושפעת מגורמים רבים - עישון, אלכוהול, גיל, גנטיקה, תזונה, מחלות. גורמים אלה אחראים ליצירת מאפיינים בודדים של עבודתם של אנזימים P-450 וקובעים את ההשפעות אינטראקציות תרופתיותעבור מטופל ספציפי.

חשיבות הציטוכרומים P450 לגסטרואנטרולוגיה

גדל באופן משמעותי לָאַחֲרוֹנָההעניין של גסטרואנטרולוגים באיזופורמים ציטוכרום P450 CYP2C19 ו-CYP3A4 נובע מתפקידם בחילוף החומרים של נגזרות בנזימידאזול, הכוללות את כל התרופות מקבוצת ה-ATC A02BC "מעכבי משאבת פרוטון" (אופראזול, פנטוראזול, לנזבסומפראזול, אזולפראזול ו-לנסופראזול). זה משמעותי מבחינה קלינית שהגן CYP2C19 הוא פולימורפי, וגודל ההשפעה הטיפולית של PPIs שונים תלוי במידה רבה במצב הגן הזה במטופל.

מבין PPIs, Lansoprazole מציג את ההשפעה המעכבת הגדולה ביותר על CYP2C19, ואחריו אומפרזול ו-esomeprazole במידה פחותה. ההשפעה של רבפרזול נמוכה אף יותר, אך לתיאוסטר שלו, שנוצר במהלך חילוף חומרים לא אנזימטי, יש השפעה מעכבת משמעותית על פעילות CYP2C19. לפנטופרזול יש את ההשפעה הנמוכה ביותר על CYP2C19. לפנטופרזול יש את ההשפעה המעכבת הגדולה ביותר על CYP3A4 במבחנה, ואחריה (ככל שהאפקט פוחת) אומפרזול, אזומפרזול, רבפרזול ולנסופרזול. עבור חולים המקבלים מספר תרופות, pantoprazole עדיף בין PPIs (Bordin D.S.).

מטבוליזם של חמישה מעכבי משאבת פרוטון.
חיצים כהים יותר מצביעים על מסלולים מטבוליים משמעותיים יותר.
האיור נלקח מהמאמר Marelli S., Pace F.

בְּ השתתפות פעילה CYP3A4 גורם למטבוליזם של דומפרידון, ציספריד ו מספר גדולתרופות אחרות.

מספר תרופות גסטרואנטרולוגיות מעכבות ציטוכרום CYP3A4, ובכך משפיעות על הפרמקוקינטיקה של תרופות שנלקחות יחד.

בעיית אינטראקציה בין תרופות

בפרקטיקה הקלינית המודרנית, השימוש המשולב בתרופות נפוץ, אשר קשור לנוכחות של מספר מחלות אצל המטופל או לאי יעילות מספקת של מונותרפיה. עם טיפול משולב, אינטראקציות תרופתיות אפשריות. כ-56% מהחולים מתחת לגיל 65 ו-73% מהחולים מעל גיל 65 נוטלים יותר מתרופה אחת. נטילת שתי תרופות מובילה לאינטראקציה ביניהן ב-6% מהחולים. רישום של 5 (או 10) תרופות מגדיל את שיעור האינטראקציה בעד 50 (או 100)%.

שילובי תרופות שעלולים להיות מסוכנים הם בעיה קלינית רצינית. ישנן עדויות לכך שבין 17 ל-23% משילובי התרופות שנקבעו על ידי רופאים עלולים להיות מסוכנים. בארצות הברית לבדה, 48 אלף חולים מתים מדי שנה עקב אינטראקציות תרופתיות לא מכוונות. ה-FDA ביטל את הרישום של מספר תרופות (כולל התרופה הפרוקינטית cisapride) עקב אינטראקציות העלולות להיות מסוכנות שלהן עם תרופות אחרות, כולל מקרי מוות.

המנגנונים העיקריים של אינטראקציות תרופתיות קשורים לשינויים בפרמקוקינטיקה או בפרמקודינמיקה שלהם. המשמעותי ביותר, לפי רעיונות מודרניים, הם שינויים בפרמקוקינטיקה במהלך חילוף החומרים של התרופה הכוללים ציטוכרומים P-450.

דוגמה לאינטראקציה מסוכנת היא האינטראקציה שהתגלתה לאחרונה בין PPIs ו-clopidogrel, בשימוש נרחב בטיפול בחולים עם מחלה כרוניתלבבות. כדי להפחית את הסיכון לסיבוכים במערכת העיכול, חולים המקבלים חומצה אצטילסליצילית בשילוב עם clopidogrel מקבלים מרשם PPI. מאחר שהאקטיבציה הביולוגית של קלופידוגרל מתרחשת בהשתתפות CYP2C19, נטילת PPIs המועברים על ידי ציטוכרום זה עשויה להפחית את ההפעלה והאפקט נוגד הטסיות של קלופידוגרל. במאי 2009, בכנס Society for Cardiovascular Angiography and Interventions (SCAI), הוצגו נתונים המראים ששימוש בו זמנית בקלופידוגרל וב-PPI מעלה משמעותית את הסיכון לאוטם שריר הלב, שבץ מוחי, אנגינה לא יציבה, הצורך בהתערבויות כליליות חוזרות ומוות כלילי. (Bordin D .WITH.).

ציטוכרום CYP2C19

הציטוכרום P450 isoform CYP2C19 (S-mephenytoin hydroxylase) מזרז את התגובות של 5-הידרוקסילציה של טבעת הפירידין ו-5"-demethylation בטבעת הבנזימידאזול. B גוף האדם CYP2C19 ממוקם בהפטוציטים.

ניתן לחלק את כל סוגי המוטציות בגן CYP2C19 לשלוש קבוצות:

1. ללא מוטציות (הומוזיגוטים), הם גם מטבוליזרים מהירים של PPIs.
2. יש מוטציה באלל אחד (הטרוזיגוטים), סוג ביניים של חילוף חומרים.
3. לאחר מוטציות בשני האללים, הם גם מטבולי חילוף חומרים איטיים של PPIs.

השכיחות של גנוטיפים של CYP2C19, סוג חילוף החומרים והשפעת PPI בטיפול במחלות הקשורות לחומצה מפורטות בטבלה:

גנוטיפ CYP2C19	שְׁכִיחוּת (Tkach S.M. et al., 2006)			סוג מטבוליזם	זמן מחצית חיים של PPI, T½, שעה (לפינה ט.ל.)	השפעה מעכבת חומצה של PPIs
		אדם לבן	גזע מונגולואיד
אין מוטציות (הומוזיגוטים)	90% אוכלוסיה קווקזית	50,6 %	34,0 %	מָהִיר	1	קצר
מוטציה בסמטה הראשונה (הטרוזיגוטים)	10% אוכלוסיה קווקזית	40,5 %	47,6 %	ביניים	-	מְמוּצָע
מוטציה בשתי הסמטאות	20-30% אוכלוסיית אסיה	3,3 %	18,4 %	לְהַאֵט	2–10	גָבוֹהַ

מטבולי חילוף חומרים איטיים נבדלים ממטבוליזרים מהירים ובינוניים על ידי ריכוז גבוה פי שניים של PPI בפלסמת הדם ובזמן מחצית חיים. פולימורפיזם של הגן המקודד לאיזופורם 2C19 קובע שיעורים שונים של חילוף החומרים של PPI בחולים. בהקשר לאמור לעיל, בחירת PPI מומלצת להתבצע בפיקוח מדידת pH יומית(חוקין A.I., Zhikhareva N.S., Drozdovskaya N.V.).

• CYP2C19 גורם לחילוף חומרים פעיל של התרופות הבאות: תרופות נוגדות דיכאון טריציקליות (אמיטריפטילין, קלומיפרמין, אימיפרמין), נוגד דיכאון - מעכב ספיגה חוזרת סלקטיבית של סרוטונין סיטלופרם, נוגד דיכאון - מעכבי MAO moclobemide, נוגדי פרכוסים ותרופות אנטי-אפילפטיות (דונידי-זפאם, פרימידינפן,), פרוטון-עווית מעכבי MP (אופרזול, פנטוראזול, לנסופראזול, רבפרזול ואזומפרזול), התרופה נגד מלריה פרוגואניל, ה-NSAIDs diclofenac ו-indomethacin, כמו גם: וורפרין, gliclazide, clopidogrel, propranolol, cyclophosphamide, cyclophosphamide, cyclophosphamide, cyclophosphamide. isoprodol, voriconazole ואחרים
• מעכבי CYP2C19 חזקים: moclobemide, fluvoxamine, chloramphenicol (chloramphenicol)
• מעכבים לא ספציפיים של CYP2C19: PPI אומפרזול ולנסופרזול, סימטידין חוסם H2, NSAID אינדומתצין, כמו גם פלוקסטין, פלבמאט, קטוקונאזול, מודפיניל, אוקסקרבזפין, פרובנציד, טיקלופידין, טופירמט
• מעוררי CYP2C19: ריפמפיצין, ארטמיסינין, קרבמזפין, נורתיסטרון, פרדניזון, סנט ג'ון וורט.

השפעת גנוטיפים שונים של CYP2C19 על יעילות ההדברה הליקובקטר פילורי

לחולים עם הגנוטיפ של מטבוליזרים "מהירים" יש חילוף חומרים מהיר של מעכבי משאבת פרוטון, לכן, ההשפעה האנטי-הפרשה של נטילת האחרון פחות בולטת אצלם מאשר אצל אנשים עם פנוטיפים של מטבוליזרים "בינוניים" ו"איטיים". הבדלים בהשפעה נוגדת הפרשה עשויים לקבוע שיעורי חיסול נמוכים יותר הליקובקטר פילוריבמטבוליזרים "מהירים". לפיכך, יש יותר יעילות גבוההטיפול ביעור בחולים עם גנוטיפים של "איטיים" (88.9%) ו"בינוניים" (82.7%) גבוהים יותר בהשוואה לאלו "מהירים" (ראה איור).

ההשפעה של גנוטיפים שונים של CYP2C19 על היעילות של חיסול הליקובקטר פילורי.
BM - מטבוליזרים "מהירים", PM - מטבוליזרים "בינוניים", MM - מטבוליזרים "איטיים" (Maev I.V. et al.)

בשל העובדה שמחקרים גנטיים מולקולריים אינם נגישים לרופא המטפל, ניתן לחשוד במטבוליזרים "מהירים" בהתבסס על התמשכות תסמונת כאבי בטן ביום ה-3-4 מתחילת נטילת PPI, כמו גם תוך התחשבות ב דינמיקה אנדוסקופית איטית במהלך אפיתל של שחיקות והצטלקות פגמים כיבים במטופל. בתורו, ניתן לאמת את חוסר ההשפעה האנטי-הפרשה של טיפול ב-PPI על ידי השיטה של ​​מדידת pH תוך-גסטרי יומית (Maev I.V. וחב').

ציטוכרום CYP3A4

האנזים CYP3A4 מזרז את תגובת הסולפוקסידציה, מה שמוביל ליצירת קבוצה סולפונית. CYP3A4 הוא אחד הציטוכרומים החשובים ביותר עבור תרופות, מכיוון שהוא עובר טרנספורמציה ביולוגית על ידי לפחות, חלקית, כ-60% מהתרופות המחומצות. למרות שהפעילות של CYP3A4 משתנה מאוד, היא אינה כפופה לפולימורפיזם גנטי. מיקומו של CYP3A4 על הממברנות האפיקליות של האנטוציטים והפטוציטים של המעי הדק מקל על חילוף החומרים של תרופות לפני כניסת התרופה למחזור הדם, המכונה "אפקט המעבר הראשון".

פגם גנטי ב-CYP3A4 עלול לגרום תסמונת משניתמוארך מרווח QTבעת נטילת ציספריד וכתוצאה מכך, התפתחות של הפרעות קצב לב (Khavkin A.I. et al.).

• CYP3A4 הוא האנזים העיקרי בחילוף החומרים של התרופות הבאות: מדכאים חיסוניים (ציקלוספורין, סירולימוס, טקרולימוס), תרופות המשמשות בכימותרפיה (אנסטרוזול, ציקלופוספמיד, דוצטקסל, ארלוטיניב, טירפוסטין, אטופוסיד, איפוספמיד, פקליטקסל, טמוקסיפוסיד, וינבלסטינין, טמוקסיסיד, טמוקסין , גפיטיניב), אנטי פטרייתיים (קלוטרימזול, קטוקונאזול, איטראקונאזול),

ציטוכרומים P450

משפחת העל ציטוכרום P-450 (CYP-450) אחראית על חמצון מיקרוזומלי והיא קבוצה של אנזימים עם איזופורמים רבים (יותר מ-1000), אשר לא רק מבצעים חילוף חומרים של תרופות, אלא גם משתתפים בסינתזה של הורמונים סטרואידים, כולסטרול ועוד. חומרים.

הכמות הגדולה ביותר של ציטוכרומים נמצאת בהפטוציטים, כמו גם באיברים כמו המעיים, הכליות, הריאות, המוח, הלב. בהתבסס על ההומולוגיה של רצפי נוקלאוטידים וחומצות אמינו, איזואנזימי ציטוכרום מחולקים למשפחות, אשר, בתורן, מחולקות לתת-משפחות. נציגים של משפחות שונות נבדלים בספציפיות המצע ובווסת הפעילות (מעוררים ומעכבים). למרות שבני משפחות בודדים עשויים להיות בעלי סגוליות "צולבות" ו"צולבות" מעוררים ומעכבים. לפיכך, הוכח כי התרופה האנטי-ויראלית ritonavir עוברת חילוף חומרים על ידי שבעה אנזימים (CYP1A1, CYP2A6, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, CYP2E1, CYP3A4), וסימטידין מעכב ארבעה אנזימים (CYP2A2, CYP3, CYP3, CYP3). הציטוכרומים החשובים ביותר להמרה ביולוגית של תרופות הם CYP1A1, CYP2A2, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, CYP2E1, CYP3A4, CYP3A5. התרומה היחסית של ציטוכרומים שונים ואנזימי ניקוי רעלים שלב I אחרים במטבוליזם של תרופות מוצגת באיור 7.2.2.

כל איזואנזים ציטוכרום P-450 מקודד על ידי הגן שלו, הממוקם על כרומוזומים שונים. לחלק מהגנים הללו יש פסאודוגנים (עותקים שאינם מבוטאים) הממוקמים קרוב אליהם, אשר מסבכים באופן משמעותי את הבדיקות הגנטיות.

עקב פולימורפיזם של גנים מטבוליים, הפעילות של האנזימים המתאימים יכולה להשתנות באופן משמעותי בין אנשים. בהתאם למאפיינים הבין-אישיים הללו, נבדלות שלוש קבוצות של פרטים, הנבדלות בפעילות של אנזים מטבולי כזה או אחר. אלה הם מה שנקרא מטבוליזרים "ענפים" - אנשים עם מהירות רגילהמטבוליזם של תרופות (חלק הארי של האוכלוסייה), מטבוליזרים "איטיים" (אנשים עם קצב חילוף חומרים מופחת של תרופות מסוימות) ומטבוליזם "מהיר" ("פעיל יתר על המידה") - אנשים עם מהירות מוגברתטרנספורמציה ביולוגית של תרופות מסוימות. השיעור של מטבוליזרים "איטיים" ו"מהירים" עבור אנזימים מטבוליים בודדים חושף הבדלים משמעותיים בין אוכלוסיות. יחד עם זאת, לא תמיד יש מתאם מלא בין גנוטיפ לפנוטיפ בקצב חילוף החומרים של התרופה, מה שמעיד על הצורך להשתמש בבקרה ביוכימית בעת ביצוע גנוטיפ של אנזימים מטבוליים.

בואו נשקול תכונות פונקציונליותפולימורפיזם של הגנים העיקריים של משפחות העל ציטוכרום CYP-450 המעורבות במטבוליזם של תרופות. מידע מפורט על תכונות האנזימים המטבוליים, מאפייני המצע שלהם ופולימורפיזם גנטי ניתן למצוא בסדרה של מונוגרפיות ביתיות וספרי לימוד על פרמקוגנטיקה קלינית.

משפחת P-450 CYP1 מבצעת מטבוליזם של חלק קטן יחסית של קסנוביוטיקה, כשהחשובים שבהם הם פחמימנים ארומטיים פוליציקליים (PAH), המרכיבים העיקריים של עשן הטבק.

תפקיד חשוב במיוחד בכך שייך לגנים CYP1A1 ו-CYP1A2, הממוקמים על כרומוזום 15. הביטוי של שני הגנים מוסדר על ידי קומפלקס הנוצר על ידי הקולטן Ah עם מולקולת ה-PAH המושרה, החודרת לגרעין וממריץ באופן ספציפי את הביטוי של הגנים האלה.

CYP1A1 מקודד לחלבון בעל פעילות arylhydrocarbonate hydroxylase, השולט בחילוף החומרים הראשוני של PAHs המוביל ליצירת חומרים מסרטנים (למשל, benzopyrene, הנוצר במהלך עישון). פולימורפיזם גנים של CYP1A1 נגרם על ידי שלוש מוטציות: C4887A ו-A4889G באקסון 7 ו-T6235C באזור ה-3'-האגף. החלפת G4889(Val)+C6235 מאופיינת בהופעת האלל ה"מהיר" *2B. יש לו פעילות גבוהה פי 3 בהשוואה לאלל מסוג הבר. *2B מופיע בכמעט 7% מהקווקזים ונחשב לגורם סיכון לסרטן ריאות. הוכח כי בנוכחות האלל *2B במעשנים, הסיכון לפתח סרטן ריאות בהשוואה ללא מעשנים עולה ביותר משבעה. הסיכון גדל אף יותר אם בנוסף לאלל *2B של הגן CYP1A1, לאדם המעשן יש גם אלל "חסר" של הגן GSTM1. אללים *2A (C6235) ו-*4 (A4887(Asp) מופיעים באוכלוסייה בשכיחות של 1-3% בלבד. יתרה מכך, האלל *2A קשור לנטייה תורשתית ללוקמיה ועמידות לטיפול תרופתי במחלה זו. .

תוצר הגן CYP1A2 גורם לחילוף חומרים רק של PAH, אך גם תרכובות כמו קפאין, תיאופילין וכו'. הוכח שנוכחות האלל *1A של הגן CYP1A2 מעכבת את חילוף החומרים של תרופות כמו קפאין, דזפאם, ורפאמיל, מתדון, תיאופילין, אסטרדיול.

משפחת P-450 CYP2 מיוצגת על ידי קבוצה של אנזימים המשמעותיים ביותר מבחינה תפקודית, המטבולים מספר עצום של תרופות שונות. פעילותם מראה תלות מובהקת בפולימורפיזם גנטי.

תת-משפחת CYP2A היא האיזואנזים החשוב ביותר של תת-משפחה זו. הוא מעורב בהמרה של ניקוטין לקוטינין, בהידרוקסילציה של קומרין וציקלופוסמיד, ותורם לחילוף החומרים של ריטונוויר, אקמול וחומצה ולפרואית. CYP2A6 מעורב בפעילות ביולוגית של רכיבים של עשן טבק - ניטרוזמינים, הגורמים לסרטן ריאות. הגן CYP1A6 ממוקם על כרומוזום 19 בלוקוס 19q13.2. הגן מתבטא בעיקר בכבד. הוכח שהאלל *4 של הגן CYP1A6 מגן, כלומר, הוא קשור לסיכון נמוך יותר לסרטן ריאות. נוכחותם של האללים *2 ו-*3 קשורה לחילוף חומרים מופחת של קומרין, דבר שחשוב במינון תרופה זו עקב רעילות אפשרית בכבד.

תת-משפחת CYP2B. כל האנזימים בתת-משפחה זו מושרים על ידי פנוברביטל. האנזים המשמעותי ביותר הוא CYP2B6, אשר גורם למטבוליזם של תרופות ציטוטוקסיות רבות (ציקלופוספמיד), אנטי-ויראלים (efavirenz ו-nevirapine), תרופות נוגדות דיכאון (בופרופיון), חומרי הרדמה (פרופופול) ואופיואידים סינתטיים (מתדון), וכן מעורב במטבוליזם של סטרואידים אנדוגניים. הגן CYP2B6 ממוקם באותו מקום כמו הגן CYP2A6 ומתבטא בעיקר בכבד. נוכחותם של אללים איטיים של הגן CYP2B6 (*2, *4, *5, *6) מפחיתה את קצב חילוף החומרים תרופות אנטי-ויראליות, מה שמוביל לירידה בפינוי ומגביר את הסיכון לסיבוכים ממערכת העצבים המרכזית.

תת-משפחת CYP2C ממלאת תפקיד מפתח במטבוליזם של תרופות רבות. מאפיין נפוץ של איזואנזימים אלו הוא נוכחות של פעילות 4-הידרולאז נגד התרופה נוגדת פרכוסים מפניטואין.

חשוב במיוחד עבור פרמקוגנטיקה קלינית היא בדיקת פולימורפיזם של הגן CYP2C9 הממוקם בלוקוס 10q24. הגן מתבטא בעיקר בכבד והוא המטבוליזר העיקרי של מעכבי קולטן לאנגיוטנסין (לוסארטן ואירבסרטן). המצעים שלו כוללים גם נוגדי קרישה (וורפרין), תרופות להורדת גלוקוז (גליפיזיד), נוגדי פרכוסים (פניטואין, דיאזפאם), תרופות נוגדות דיכאון (אמיטריפטילין, קלומיפרמין, אימיפרמין), מעכבי משאבת פרוטון (אופרזול), תרופות נוגדות דלקת לא סטרואידיות (דיקלופנק, איבופרופן, פירוקסיקאם), טולבוטמין. כאמור, ניתוח פולימורפיזם גנטי CYP2C9 היה הבדיקה הגנטית הראשונה שאושרה רשמית (ראה לעיל). מספר הפרטים עם פעילות מופחתת של אנזים זה באוכלוסיית הבית הוא עד 20%. יחד עם זאת, על מנת למנוע תופעות לוואי לא רצויות, יש להפחית פי 2-4 את המינון הטיפולי של התרופות הנ"ל בנשאים של האללים *2 ו-*3 של הגן CYP2C9.

הגן CYP2C19 ממוקם בלוקוס 10q24.1-q24.3 ומתבטא בכבד. תוצר החלבון שלו הוא האנזים העיקרי בחילוף החומרים של מעכבי משאבת פרוטון (אומפרזול) ו נוגדי פרכוסים(פרוגואניל, חומצה ולפרואית, דיאזפאם, ברביטורטים). שכיחות האלל ה"איטי" שלו (*2) באוכלוסיית אירופה נעה בין 5 ל-200%.

תת-משפחת CYP2D. ציטוכרום CYP2D6 גורם לחילוף חומרים של כ-20% מכל התרופות המוכרות. הגן CYP2D6 ממוקם על כרומוזום 22 בלוקוס 22q13.1. האתר העיקרי לביטוי שלו הוא הכבד. נכון להיום, יותר מ-36 אללים זוהו בגן CYP2D6, חלקם מאופיינים בהיעדר מוצר חלבון, בעוד שאחרים מובילים להופעת אנזים בעל תכונות משתנות. תשתיות של האנזים CYP2D6 הן תרופות בשימוש נרחב בפרקטיקה קלינית, כגון חוסמי בטא, תרופות נוגדות דיכאון, חומרים אנטי פסיכוטרופיים, תרופות אנטי-ריתמיות, תרופות אנטי-פסיכוטיות, תרופות להורדת לחץ דם, מעכבי מונואוקסיד רדוקטאז, נגזרות של מורפיום, נוירוטרנסמיטורים (דופמינים, תרופות אנלוגיות). אם לוקחים בחשבון שכ-6-10% מהקווקזים הם מטבולי חילוף חומרים איטיים של אנזים זה, יש צורך ברור בבדיקה גנטית של CYP2D6 על מנת להתאים את המינונים של תרופות אלו. בנוסף, אללים "מוחלשים תפקודית" של גן זה קשורים לנטייה תורשתית ל מחלה רצינית, כגון סרטן ריאות, סרטן מעיים וכו'.

תת-משפחת CYP2E. ציטוכרום CYP2E1 הוא אנזים הניתן להשראת אתנולין. המצעים שלו הם פחמן טטרכלוריד, דימתילניטרוסאמין. ישנן עדויות לכך ש-CYP2E1, יחד עם CYP1A2, מעורב בהמרה של אקמול ל-N-acetylbenzoquinoneimine, בעל אפקט כבד עוצמתי. בנוסף, זהו האיזואנזים החשוב ביותר בקבוצת הציטוכרומים המחמצנים את הכולסטרול של ליפופרוטאין בצפיפות נמוכה, אשר בתורו מוביל להיווצרות רובדים טרשתיים. הגן CYP2E1 ממוקם במיקום 10q24.3-qter ומתבטא בכבד של בני אדם בוגרים. פולימורפיזם Taq1 בגן CYP2E1 מוביל לירידה בפעילות של אנזים זה. הומוזיגוטים M/M עבור האלל המוחלש של מוצג הגן CYP2E1 רגישות מוגברתלתרופות הנ"ל עקב ניקוי רעלים מושהה.

משפחת ציטוכרום P-450 CYP3

תת-משפחת CYP3A היא המספר הרב ביותר. הוא מהווה כ-30% מכלל האיזואנזימים של ציטוכרום P-450 בכבד ו-70% מכלל האיזואנזימים בדופן מערכת העיכול. האנזימים המשמעותיים ביותר הם CYP3A4 ו-CYP3A5, שהגנים שלהם ממוקמים בלוקוס 7q22.1. הגן CYP3A4 מתבטא בעיקר בכבד וב מערכת עיכול- CYP3A5.

האנזים CYP3A4 מבצע חילוף חומרים של למעלה מ-60% מכלל התרופות וממלא תפקיד מרכזי במטבוליזם של טסטוסטרון ואסטרוגנים. וריאנטים אללים של הגן CYP3A4 הם רבים מאוד, אך הנתונים על השפעתם על הפרמקוקינטיקה של התרופות המקבילות סותרים.

האנזים CYP3A5 גורם לחילוף חומרים של חלק מהתרופות איתן CYP3A4 מקיים אינטראקציה. הוכח שנוכחות האלל *3 של הגן CYP3A5 מובילה לירידה בפינוי של תרופות כמו אלפרזלאם, מידאזולם וסאקווינביר.

Paraoxonase הוא אנזים האחראי לסינתזה של paraoxonase, חלבון פלזמה בדם. בנוסף, האנזים משבית תרכובות זרחן אורגניות, זרחנים אורגניים, קרבמטים ואסטרים של חומצה אצטית. חלק מהחומרים הללו הם חומרי לוחמה כימיים - סארין, סומאן, טבון. מבין שלושת האיזופורמים הידועים, האנזים PON1 הוא החשוב ביותר. הגן שלו ממוקם במיקום 7q21.3. הפולימורפיזם המשמעותי והנחקר ביותר הוא החלפת גלוטמין בארגינין בעמדה 192 (פולימורפיזם L/M). הוכח שהאלל M קשור לחילוף חומרים מופחת של תרכובות זרחן אורגניות.

האלל M והגנוטיפ M/M מגבירים את הסיכון ללקות במחלת פרקינסון, במיוחד בשילוב עם אלל GSTP1 gene 5, וקשורים להיווצרות פלאקים טרשתיים.

אלכוהול ואלדהיד דהידרוגנאז

אלכוהול דהידרוגנאז הוא אנזים מפתח בקטבוליזם של אתנול וכוהלים אחרים, המחמצן אלכוהולים לאלדהידים. אצל מבוגרים, הגן ADH1B מתבטא בכבד. יש דינמיקה מסוימת של רמת הביטוי שלו בהתאם לגיל. הגן ADH1B (ADH2) ממוקם במיקום 4q22. הפולימורפיזם הנחקר ביותר הוא G141A. הוכח כי אלל A קשור לפעילות מוגברת של האנזים, מה שמוביל להצטברות מוגזמת של תוצרי ביניים מטבוליים - אלדהידים, בעלי השפעה רעילה בולטת. לאנשים עם אלל A של הגן ADH1B יש רגישות מוגברת לאתנול והם פחות רגישים לאלכוהוליזם.

קיימים גם שני דהידרוגנאזים של אלדהיד בתאי כבד: ALDH1 (ציטוזולי) ו-ALDH2 (מיטוכונדריה). הגן ALDH2 ממוקם בלוקוס 12q24.2, המוצר שלו ממלא תפקיד מפתח בהמרה של אלדהידים רעילים לחומצות קרבוקסיליות המתאימות, הנשלפות בקלות מהגוף. ALDH2 ממלא תפקיד חשוב בקטבוליזם של אלכוהול. זה ידוע כי נציגי הגזע הצהוב שיכרון אלכוהולנגרם מהיעדר ALDH2 בכמעט 50% מהאוכלוסייה. פולימורפיזם בגן ALDH2 מביא להחלפת Glu בעמדה 487 של החלבון (אלל ALDH2*1) באלל Lys (ALDH2*2). האלל ALDH2*2 מקודד לאנזים בעל פעילות מופחתת. בהטרוזיגוטים, פעילות האנזים מופחתת פי 10. האנזים ALDH2 מעורב בפתוגנזה של סוגי סרטן שונים הקשורים לצריכת אלכוהול מופרזת - קרצינומה של הכבד, סרטן הוושט, הלוע וחלל הפה.

צריכת אלכוהול אינטנסיבית אצל אנשים עם גרסאות אלליות לא חיוביות של הגנים ADH1B ו-ALDH2 יכולה להוביל להתפתחות מהירה של סיבוכים בכבד: מחלת אלכוהול ושחמת כבד.

Cytochrome P450 family 2 subfamily C polypeptide 9 (CYP2C9). זיהוי המוטציה A1075C (Ile359Leu).

שם גן -CYP2C9

לוקליזציה של הגן על הכרומוזום– 10q23.33

• *1/*1
• *1/*3
• *3/*3

התרחשות באוכלוסייה

אלל CYP2C9*3מתרחש באירופים בשכיחות של 6%.

קשר של סמן עם מטבוליזם של תרופות

זה נחקר כדי לקבוע את היעילות הפיזיולוגית של השימוש בתרופות: נוגדי קרישה פומיים מקבוצת הקומרין (וורפרין), נגזרות של סולפונילאוריאה, משככי כאבים לא נרקוטיים (טנוקסיקאם, פלורביפרופן, לורנוקסיקם, פירוקסיקאם), לוסרטן ואירבסרטן (חוסמי קולטן לאנגיוטנסין II ).

מידע כללי על המחקר

התרופה הנפוצה ביותר למניעה וטיפול בסיבוכים תרומבואמבוליים היא וורפרין (קומדין). זה נקבע לשימוש ארוך טווח בסדרה של מקרים הקשורים לעלייה בקרישת דם, כמו גם ב תקופה שלאחר הניתוחעל מנת למנוע היווצרות קרישי דם עקב ניתוח. לעתים קרובות נהוג לרשום את התרופה לאנשים שסבלו משבץ או אוטם שריר הלב.

כדי להשיג את השפעת התרופות, יש צורך בפעילות ביולוגית שלהן בגוף (הפיכה לצורה פעילה) בתאי כבד (הפטוציטים) על ידי מערכת האנזים ציטוכרום P450 (CYP). הגנים המקודדים לאנזימים אלה הם פולימורפיים, ולעתים קרובות נמצאו אללים המקודדים ליצירת אנזימים עם תפקוד מופחת או נעדר.

פעילות הציטוכרומים, בנוסף למאפיינים המבניים של הגנים המקודדים להם, מושפעת מגורמים כמו גיל, משקל גוף, אורח חיים, הרגלים רעים, תכונות תזונתיות, מחלות נלוות, תרופות. גורמים אלה אחראים להיווצרות מאפיינים בודדים של עבודתם של אנזימים P450 וקובעים את אופי המטבוליזם של רוב התרופות. האנזים העיקרי של טרנספורמציה ביולוגית נוגדי קרישה עקיפיםהוא איזואנזים של ציטוכרום P450 CYP2C9.

גֵן CYP2C9ממוקם על כרומוזום 10 באזור 10q23.33. יש וריאנטים של גנים (אללים) CYP2C9, המקודד ליצירת אנזים עם תפקוד מופחת או נעדר. וריאנט הגן הנושא החלפה נקודתית של אדנין לציטוזין בעמדה 1075 (A1075C) מוביל לירידה בפעילות המטבולית של האנזים ומסומן CYP2C9*3. החלפת נוקלאוטיד בודד גורמת להחלפה של חומצת האמינו איזולאוצין ללאוצין (Ile359Leu) באנזים CYP2C9. כך, מסונתז אנזים בעל תפקוד שונה שפעילותו נמוכה מ-5% מפעילות האנזים *1. הגרסה העיקרית (ללא שינוי) של הגן מוגדרת כ CYP2C9*1.

הגנוטיפ הנפוץ ביותר גורם למטבוליזם תקין של וורפרין והוא מוגדר CYP2C9 *1/*1.

סמן גנטי CYP2C9*3(גנוטיפים *3/*3 ו-*3/*1) קשור לשינוי בפעילות התפקודית של האנזים ציטוכרום P450, המפחית את קצב סילוק הוורפרין מהגוף. הימצאות האלל *3 בחולה מביאה לירידה משמעותית בפעילות האיזואנזים הציטוכרום, מה שמגביר את השפעת נוגד הקרישה של התרופות עד פי 7 ועלול לגרום להתפתחות סיבוכים כגון דימומים פנימיים נרחבים ואפיזודות של תת קרישה מוגזמת.

חמצון מיקרוזומלי הוא רצף של תגובות הכוללות חמצןו NADPH, המוביל להחדרת אטום חמצן להרכב של מולקולה לא קוטבית ולהופעת הידרופיליות בה ומגבירה את התגובתיות שלה.

תגובות חמצון מיקרוזומלימבוצע על ידי מספר אנזימים הממוקמים על הממברנות של הרשת האנדופלזמית (במקרה בַּמַבחֵנָההם נקראים ממברנות מיקרוזומליות). אנזימים מארגנים שרשראות קצרות המסתיימות בציטוכרום P 450.

תגובות חמצון מיקרוזומליות כוללות לתגובות שלב 1ונועדו להקנות תכונות קוטביות למולקולה הידרופוביה ו/או להגביר את ההידרופיליות שלה, לשפר את התגובתיות של מולקולות להשתתף בתגובות שלב 2. בתגובות חמצון מתרחשת היווצרות או שחרור של קבוצות הידרוקסיל, קרבוקסיל, תיול ואמיניות שהן הידרופיליות.

אנזימי חמצון מיקרוזומליים ממוקמים ברטיקולום האנדופלזמי החלק והם נמצאים אוקסידאזים בתפקוד מעורב(מונואוקסיגנאזות).

ציטוכרום P450

החלבון העיקרי של חמצון מיקרוזומלי הוא המופרוטאינים - ציטוכרום P 450.בטבע, יש עד 150 איזופורמים של חלבון זה, שמחמצנים כ-3000 מצעים שונים. היחס בין איזופורמים שונים של ציטוכרום P450 משתנה עקב מאפיינים גנטיים. הוא האמין כי איזופורמים מסוימים מעורבים בטרנספורמציה ביולוגית של קסנוביוטיקה, בעוד שאחרים מעבירים חילוף חומרים אנדוגניים (הורמונים סטרואידים, פרוסטגלנדינים, חומצות שומן וכו').

ציטוכרום P450מקיים אינטראקציה עם חמצן מולקולרי וכולל אטום חמצן אחד במולקולת המצע, התורם למראה (הגדלה) של ההידרופיליות שלו, והשני - במולקולת המים. התגובות העיקריות שלו הן:

• דה-אלקילציה חמצונית, מלווה בחמצון קבוצת האלקיל (באטומי N, O או S) לאלדהיד וסילוקו,
• חמצון (הידרוקסילציה) של תרכובות לא קוטביות עם טבעות אליפטיות או ארומטיות,
• חמצון של אלכוהולים לאלדהידים המתאימים.

העבודה של ציטוכרום P 450 מובטחת על ידי שני אנזימים:

• NADH-ציטוכרום b 5 oxidoreductase, מכיל תַחבִּיב,
• NADPH-ציטוכרום P 450 oxidoreductase, מכיל FMNו תַחבִּיב.

ערכת המיקומים היחסיים של אנזימי חמצון מיקרוזומליים ותפקידיהם

שני האוקסידורודוקטאזים מקבלים אלקטרונים מהמקבילים המופחתים המקבילים ומעבירים אותם לציטוכרום P 450. חלבון זה, לאחר שהצמיד בעבר מולקולה של המצע המופחת, נקשר למולקולת חמצן. לאחר שקיבל אלקטרון נוסף, ציטוכרום P 450 משלב את אטום החמצן הראשון במצע ההידרופובי (חמצון המצע). במקביל, מתרחשת הפחתת אטום החמצן השני למים.

רצף של תגובות של הידרוקסילציה של מצעים בהשתתפות ציטוכרום P450

מאפיין חיוני של חמצון מיקרוזומלי הוא היכולת לעורר או לעכב, כלומר. לשינוי בכוח התהליך.

מעוררים הם חומרים המפעילים את הסינתזה של ציטוכרום P 450 ואת השעתוק של ה-mRNA המתאים. הם

1. ספקטרום רחב פעולות שיש להן את היכולת לעורר את הסינתזה של ציטוכרום P 450, NADPH-ציטוכרום P 450 oxidoreductase וגלוקורוניל טרנספראז. הנציגים הקלאסיים הם נגזרות חומצה ברביטורית - ברביטורטים,קבוצה זו כוללת גם דיאזפאם, קרבמזפין, ריפמפיציןוכו.

2. ספקטרום צרופעולות, כלומר. לעורר את אחת הצורות של ציטוכרום P 450 - פחמימנים פוליציקליים ארומטיים ( מתילכולנתרן, ספירונולקטון), אתנול.

לדוגמה, אתנולממריץ את הסינתזה של האיזופורם P 450 2E1 (אלכוהול אוקסידאז), המעורב בחילוף החומרים של אתנול, ניטרוסאמינים, אקמול וכו'.
גלוקוקורטיקואידיםלגרום לאיזופורם P 450 3A.

מעכבי חמצון מיקרוזומליים נקשרים לחלק החלבון של ציטוכרום או ברזל heme. הם מחולקים ל:

1. הָפִיך

• ישירפעולות- פחמן חד חמצני ( שיתוף), נוגדי חמצון,
• עקיףפעולות, כלומר השפעה באמצעות תוצרי ביניים של חילוף החומרים שלהם, היוצרים קומפלקסים עם ציטוכרום P 450 - אריתרומיצין.

2. בלתי הפיךמעכבים - אלופורינול, אמינזין, פרוגסטרון, אוראלי אמצעי מניעה, teturam, פלואוראורציל,

הערכת תגובות שלב 1

ניתן להעריך את החמצון המיקרוזומלי בדרכים הבאות:

• קביעת פעילות האנזים המיקרוזומלית לאחר ביופסיה,
• על הפרמקוקינטיקה של תרופות,
• שימוש בסמנים מטבוליים ( בדיקת אנטיפירין).

בדיקת אנטי-פירין

הנבדק לוקח את זה בבוקר על בטן ריקה אמידופיריןבשיעור של 6 מ"ג/ק"ג משקל גוף. 4 מנות שתן נאספות במרווחים של 1 עד 6 שעות, 6-12, 12-24 ו-45-48 שעות, בהתאמה. נפח השתן נמדד. לא יאוחר מ-24 שעות לאחר מכן, השתן עובר צנטריפוגה או סינון. לאחר מכן, נבדק הריכוז של 4-aminoantipyrine והמטבוליט שלו N-acetyl-4-aminoantipyrine בשתן.