Микросомальное окисление u Характеристика микросом u Микросомальное окисление

Микросомальное окисление u. Характеристика микросом u. Микросомальное окисление u. Характеристика цитохромов u. Оценка микросомального окисления u. Метаболизм чужеродных соединений u. Микросомальное окисление в норме и при патологии

Микросомы – фрагменты эндоплазматического ретикулума Функции микросом Синтез белка в рибосомах u Включение ацетата в молекулу холестерина u Биосинтез гликозамингликанов, фосфолипидов, триглицеридов u Метаболизм ксенобиотиков u

Микросомы - фрагменты эндоплазматического ретикулума u Получают при центрифугировании в градиенте плотности сахарозы при 105000 g в течение 1 часа u К микросомам относятся две подфракции: 1) шероховатый ЭПР - при высокой концентрации сахарозы 2) гладкий ЭПР - при низкой концентрации сахарозы u ШЭР содержит рибосомы, способен к синтезу белка, гликозилированию и синтезу мембран u ГЭР содержит ферменты цепи переноса электронов, осуществляет процесс микросомального окисления и метаболизм ксенобиотиков u Маркерный фермент – глюкозо-6 -фосфатаза

Метаболизм ксенобиотиков в печени: 1. Химическая модификация 2. Реакции коньюгации

NADPH –зависимая цепь

NADH –зависимая цепь

Микросомальная система окисления НАДФН НАДН ФП 1 ФП 2 Цитохром b 5 цитохром P-450 цитохром С ФП 1 – NADPH – цит P 450–редуктаза ФП 2 - NADH – цит b 5–редуктаза

Гидроксилирование осуществляется по монооксигеназному типу: SH + НАДФН + О 2 + Н+ SOH + H 2 O + НАДФ+ SH – окисляемый субстрат НАДФН – донор электронов SOH – гидроксилированный продукт

Цитохром Р-450 Цитохром P-450 -комплекс белка с гемом (фосфолипидпротогемсульфидпротеиновый комплекс), гидрофобный белок, локализованный внутри мембраны (45 – 55 к. Dа) u Простетическая группа по типу гема протопорфирина IX содержит ион Fe 3+ в гидрофобной полости, активном центре цитохрома P-450. u Fe 3+ в поле лиганда сильно искажено, что регистрируется необычным для него спектром поглощения в области 450 нм u u

Цитохром Р 450 имеет участки связывания для кислорода и субстрата (ксенобиотика) u В восстановленной форме, присоединяя СО, образует спектральный комплекс с максимумом поглощения при 450 нм u Чем больше цитохрома P-450 содержится в мембране, тем в лучшем состоянии она находится. Стареющие мембраны имеют цитохром Р-420 (неактивная форма) u

CYP – обозначение, принятое в современной номенклатуре u u CYP 3 А 4 –выделен из ЭПР клеток печени человека с умеренно гидрофобными свойствами Способен метаболизировать не менее 50% лекарственных веществ, имеющихся в настоящее время на фармакологическом рынке u Реакции, осуществляемые CYP, не подчиняются кинетике Михаэлиса-Ментен В гидрофобном окологемовом кармане CYP 3 А 4 одновременно могут связываться две молекулы субстрата, по-разному расположенные в активном центре u Происходит расширение области активного центра (до 80% дополнительного объема) u

Значение u CYP 3 А 4, обладая широкой субстратной специфичностью и гетеротропной кооперативностью, может метаболизировать лекарства с непредсказуемыми последствиями при одновременном использовании разных лекарственных средств

Митохондриальные цитохромы u CYP 11 А, CYP 11 В 1 и CYP 11 В 2 – в коре надпочечников, участвуют в биосинтезе стероидных гормонов, способны продуцировать АФК u. В ткани печени и почек катализируют реакции биосинтеза жирных кислот из холестерола и образования провитамина D 3

Цитохром b 5 u u u Цитохром b 5 представляет собой гемопротеид м. м. 11– 13 к. Да, локализован на поверхности мембраны ЭР, имеет короткий спирализованный домен в липидном бислое содержит 1 моль Fe 3+ протопорфирина IX на 1 моль апофермента в окисленной форме цитохром b 5 имеет максимумом поглощения при 412– 426 нм

Оценка микросомального окисления u. В экспериметальных исследованиях выделяют микросомальную фракцию при 105000 g, 1 час u Записывают дифференциальный спектр в присутствии СО (восстановленный цитохром Р-450) u Добавляют индукторы: фенобарбитал, метилхолантрен

Субстраты гидроксилирования u u I типа – гексобарбитал, амидопирин, фенобарбитал – максимум поглощения 390 нм, минимум 420 -425 нм II типа – анилин, метилхолантрен – максимум поглощения 425 -435 нм, минимум 390 -400 нм

Регистрация гидроксилирования

Антипириновая проба

Механизм гидроксилирования Схема Эстабрука 1)Связывание окисленной формы цитохрома P-450 с субстратом (Fe 3+ – S); 2) Восстановление образовавшегося комплекса в НАДФНспецифичной цепи переноса электронов (Fe 2+ – S); 3) Образование тройного комплекса: восстановленная форма цитохрома P-450 – S – O 2; 4) Активирование молекулярного кислорода в этом комплексе путем его восстановления (Fe 2+ – S – O 2· –); 5) Распад комплекса на окисленный цитохром P-450, окисленный субстрат и гидроксил (Fe 3+, SOH, OH–).

Механизм гидроксилирования

Окисление ксенобиотиков

Дезалкилирование кодеина

Гидроксилирование ароматических соединений

Гидроксилирование алифатических соединений

Окисление природных субстратов

дроксилирование стероидных гормонов, холестерола и гема печени - стероидные гормоны в 2β-, 6β-, 7α-, 16αоложениях; холестерол в 7α-положении. кисление гема в билирубин. В реакции спользуются НАДФН и О 2; от гема отщепляется железо, образуется биливердин, который затем осстанавливается в билирубин. ерекисное окисление ненасыщенных жирных кислот существляется в НАДФН-специфичной цепи. Редокс-цепь ЭПР осуществляет биосинтез ростагландинов через образование ндопероксидов, промежуточных соединений

Окисление этанола При хроническом алкоголизме окисление этанола на цитохроме Р-450 происходит более активно u в крови накапливается ацетальдегид и ацетат СН 3 – СН 2 ОН + НАДФН + Н+ + О 2 → СН 3 – СНО + НАДФ+ + Н 2 О → СН 3 СООН u Наблюдается искажение действия лекарств u Развивается толерантность к u

Реакции восстановления – продукты восстановления обладают высокой канцерогенной активностью u 1. Восстановление нитросоединений

Реакции восстановления u 2. Восстановительное дегалоидирование

Реакции коньюгации u u u вторая фаза биотрансформации лекарственных средств и ксенобиотиков Химические соединения, которые при действии монооксигеназ получили реакционноспособные группы (OH, COOH, NH 2, SH- и др) вступают в реакции с эндогенными соединениями: глюкуроновая кислота, сульфаты, ацетил-, метил-, глицин Сульфаниламиды коньгируют с остатком уксусной кислоты Ароматические спирты, кислоты – с глюкуроновой кислотой , глицином, глутамином. u Путем коньюгации у человека метаболизируют салицилаты, алкалоиды опия, барбитураты, амидопирин, глюкокортикоиды. u Коньюгация приводит к повышению их растворимости в воде, что облегчает выведение коньюгатов из организма

Индукторы цитохрома Р-450 u Лекарственные препараты: фенобарбитал, анальгетики (амидопирин), противовоспалительные средства (бутадион), антигистаминные (димедрол), транквилизаторы (седуксен) u Стероиды (тестостерон, гидрокортизон, преднизолон) u Инсектициды (ДДТ) u Канцерогены (метилхолантрен)

«Эффект Митридата» uцарь Митридат советовал принимать небольшие дозы яда, чтобы избежать острого отравления

Ингибиторы цитохрома Р-450 u Обратимые – эфиры, спирты, кетоны, антиоксиданты, производные бензола, алкиламины u Необратимые – алканы, олефины, меркаптиды, ионы металлов, ингибиторы белкового синтеза, тетрахлорметан

Тетрахлорметан

Химические канцерогены Полициклические углеводороды Бензпирен бензантрацен Нитрозамины Диметилнитрозамин Диэтилнитрозамин Алкилирующие агенты Циклофосфамид Диэтилстильбестрол Природные агенты Актиномицин Д Афлатоксин В Неорганические соединения Арсенат, асбест, кадмий, хром, бериллий

нитрозамины

Афлатоксины

афлатоксин

Циклофосфамид

Токсификация

Нафтиламин

Бензпирен

Детоксикация