Transcript Az endocitózis típusai

Toxikológiai ismeretek
1.
A biotranszformáció I. fázisa
Dr. Pálovics Ágnes
Tel.: 309-1000/1112 mellék
e-mail: [email protected]
Toxikológia


Anyag jellemzői- Xenobiotikum
Élő szervezet tulajdonságai
Fázisok
 Expozíció
 Toxikokinetika
 Toxikodinámia
2
Expozíció útjai

Nem inváziv utak
Bőrön át
Nyálkahártyákon át (tápcsatorna, tüdő, egyéb
nyálkahártyák)

Inváziv utak
injekció
Infúzió
Dialízis kezelés
Beültetett gyógyszer adagoló
3
Szájon át bejutó anyagok
Kulcsfontosságú tulajdonságok:


Méret
oldékonyság
4
al
de
hí
d,
85
ar
ab
in
óz
,1
10
m
an
nó
z,
19
0
la
kt
óz
,3
20
in
ul
in
ke
,5
m
00
én
0
yí
tő
,1
00
00
0
er
in
gl
ic
mikromol/100 g szövet
Molekulasúly és felszívódás
5
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
molekulasúly
5
Néhány vegyület oldékonysága és sejtekbe
jutása (alga sejteken) P=Coctanol/Cwater
vegyület
Pow
logpow
Mikrog/m3
propán
570
2,756
24 000
glikoll
50
1,699
12000
urea
15
1,176
1000
glicerin
7
0,845
210
szukróz
3
0,477
4
etanol
0,4898
-0,31
Nincs adat
6
A vékonybél nyálkahártyája
7
8
Diffúzió típusok és aktív transzport
9
Endocitózis és exocitózis
10
Az endocitózis típusai
pinocitózis
fagocitózis
receptor-függő endocitózis
11
Gyógyszermolekulák biológiai membránokon történő
átjutásának lehetséges mechanizmusai
Mechanizmus
Hajtóerő
Milyen molekulára jellemző
Passzív diffúzió a
lipid membránon át
Molekulák hőmozgása
koncentráció gradiens mentén
Hidrofób molekulák (etanol,
amidopirin
Amfetamin, lidokain)
Diffúzió a membrán
pórusain át
Molekulák hőmozgása
koncentráció gradiens mentén
Kis, hidrofil molekulák (122 – 188
Da ; anionok, kationok, acetilszalicilsav, antipirin)
Beáramlás a
membrán pórusain
át
Folyadékáramlás hidrosztatikus
vagy ozmotikus gradiens miatt
Kis, hidrofil molekulák
Facilitált diffúzió
Molekulák hőmozgása
Karrierhez kötődő molekulák
Aktív transzport
Szervezet energiabefektetése
Karrierhez kötődő molekulák
(tápanyagok, penicillinek)
Pinocitózis,
fagocitózis
Szervezet energiabefektetése
Nagyobb molekulák (ritka ;
botulintoxin, ellenanyagok
újszülött korban
Diffúzió a sejtek
között
Molekulák hőmozgása
hidrosztatikai vagy ozmotikus
gyógyszer átjutása a vérből a
szövetnedvbe
12
Felszívódás: a testidegen molekulák bejutása a
vérbe
Függ:
 méret
 Oldékonyság
 Szférikus jellemzők
 Közeg pH-ja (savas vagy bázikus jellegű
molekuláknál)
A gyógyszerek többsége gyenge szerves bázis.
13
A közeg pH-jának hatása néhány
molekula felszívódására



Nikotin
pK=8,5 száj nyálkahártyáján át (pH:6,2-7,2) jól
felszívódik
Nitroglicerin
gyenge bázis (koronaér tágító)-nyelv alá téve kell
elszopogatni
Acetil szalicilsav
gyenge sav a szájból nem, de a gyomorból jól
felszívódik
14
pH értékek a szervezetben













Vér
Szájüreg
Gyomor
Patkóbél (Duodénum)
Éhbél (Jejunum)
Csípőbélbél (Ileum)
Vastagbél
Végbél
Agyfolyadék
Hüvely
Vizelet
Izzadság
Tej
7,35-7,45
6,2-7,2
1-3
4,8-8,2
6,3-7,3
7,6
7,8-8,0
7,8
7,3-7,4
3,4-4,2
4,8-7,5
4,0-6,8
6,6-7,0
15
A biotranszformációs lépések áttekintése
gyógyszermolekula
erősen lipofil
metabolikusan stabil
lipofil
poláros
hidrofil
felhalmozódás
(zsírszövet)
I. fázis bioaktiváció vagy inaktiváció
oxidáció, redukció, hidrolízis
poláros
II. fázis bioinaktiváció
konjugáció
hidrofil
extracelluláris mobilizáció
keringés vérplazmával
kiválasztás epével
kiválasztás vizelettel
16
A biotranszformációs lépések áttekintése
gyógyszermolekula
erősen lipofil
metabolikusan stabil
lipofil
poláros
hidrofil
felhalmozódás
(zsírszövet)
I. fázis
bioaktiváció vagy inaktiváció
oxidáció, redukció, hidrolízis
poláros
II. fázis bioinaktiváció
konjugáció
hidrofil
extracelluláris mobilizáció
keringés vérplazmával
kiválasztás epével
kiválasztás vizelettel
17
A biotranszformáció I. fázisának lehetséges reakciói
reakció típusa
szubsztrát
termék(ek)
I.
A. Oxidáció (MFO)
aromás hidroxiláció
alifás hidroxiláció
R
epoxidáció
R
N-hidroxiláció
H2N
O-dealkiláció
R
N-dealkiláció
S-dealkiláció
R
R
R
OH
CH3
R
CH CH R1
R
CH2 OH
R1
HC
O
HOHN
O
ROH + CH2O
CH3
R-NH2 + CH2O
NH CH3
R
S
R-SH + CH2O
CH3
R
deamináció
S-oxidáció
O
R
S
CH
R1
R
S
CH3
NH2
R
C
CH3 + NH3
O
R1
18
Deklorináció
[CCl3.]
CCl4
CHCl3
oxidatív deszulfuráció
S
O
R3
O
P
R1
O
O
R3
P
O
R2
R1
O
O
R2
19
A biotranszformáció I. fázisának lehetséges reakciói
II.
reakció típusa
szubsztrát
termék(ek)
A.Oxidáció ( nem MFO)
II. Amino oxidáció
R
III. Dehidrogenáció
H3C
CH2 NH2
CH2 OH
R – CHO + NH3
CH3CHO + CH3COOH
B. Redukció
Azoredukció
R – N = N – R1
R – NH2 + R1 – NH2
nitroredukció
R – NO2
R – NH2
R
karbonil redukció
C
R
R1
CH
R1
OH
O
C. Hidrolízis
Észterek
R
C
O
amidok
R
O
R – CONH2
R1
C
OH +
R1
OH
O
R – COOH + NH3
20
A klórfentermin és az amfetamin biotranszformációja
I. fázis
CH3
Cl
CH2 C
CH3
NH2
Cl
CH2 C
CH3
NHOH
CH3
klórfentermin
CH2 CH
CH3
NH2
CH2 C
O
+
NH3
CH3
amfetamin
21
A kevert funkciójú oxidáz rendszer elhelyezkedése
a sima endoplazmás retikulumban
kofaktorok
xenobiotikum
fp1, fp2: flavoproteinek
b5:
citokróm b5
22
A citokróm P–450 abszorpciós spektruma
(szénmonoxid differencia spektruma)
23
A vas–protoporfirin IX. beépülése a citokróm P-450 molekulába
víz
H3C
CH2
N
H3C
CH3
N
Fe
N
Cys (a P-450 molekulából)
HO
N
H2C
O
CH3
HO
O
24
A citokróm P–450 monooxigenáz működésének vázlata
2+, 3+: a vas ion vegyértéke
e: elektron
SH: szubsztrát
SH + NADPH + H+ + O2
SOH + NADP + H2O
25
A citokróm P–450 molekulához kötődött I. és II. típusú
szubsztrát molekula differencia spektruma
26
A benzol átalakulása fenollá
H
H
+
C
H
benzol
O
O
-
H
NIH-SHIFT
epoxid
O
OH
H
H
fenol
27
Reaktív köztes termékek keletkezése xenobiotikumokból
kevert funkciójú oxidáz enzimek segítségével
Vegyület
neve
bróm-benzol
képlete
feltételezett köztes termék
májsejtek nekrózisa
Br
Br
toxicitás típusa
O
H
H
H
O
H
vinil-klorid
májdaganat
H
Cl
H
Cl
HO
anilin
H2N
methemoglobinémia
NH
H3C
dimetil-nitrózamin
N
H3C
szén-tetraklorid
kloroform
H3C+
N
O
CCl4
CHCl3
karcinogenezis
májsejtek nekrózisa
.CCl
3
vesesejtek nekrózisa
28
Néhány citokróm P-450 enzim jellemzője
CYP 1 A-1 (bél)
CYP 1 A-2
(máj)
Indukálhatók: PAH, dohányfüst, de novo fehérjeszintézis
• Gy.j.: nem genotox karcinogén (omeprazol ind., mégis
forgalomban van)
• Szubszt.: teofillin, koffein, prekarcinogének aktiválása
(karcinogének inaktiválása)
• Int. akció: flavonoidok gátolják működésüket
•
Kis mennyiségben van, nem jelentős
• Szubsztrátja: kumarin, nikotin
CYP 2 A-6
•
CYP
B-6
•
CYP 2 C-9
•
CYP 2 C-19
•
Rágcsálókban van nagyobb jelentősége
• Szubsztrátja: ciklofoszfamid prodrug-aktív daganatellenes
szer
Gyengén indukálható (fenobarbitál, rifampicin)
• Szubsztrátja: tolbutamid, warfarin
Polimorf enzim
• Szubsztrátja: mefenitoin, thalidomide
29
További citokróm P-450 enzimek jellemzői
Polimorf (debrizokvint a kaukázusi populáció 8%-a gyengén
metabolizálja – nincs elegendő aktív enzim)
• Nem indukálható
• Szubsztrátja: bétablokkolók (propranolol)
• Gyógyszer.jelölt:: van-e más metabolikus út
CYP 2 D-6
•
CYP 2 E-1
•
CYP 3 A
•
CYP 4 A
•
Indukálható: alk, aceton: fehérjét st., izoniazid mRNS stab.
• Szubsztrátja: kis molekulák, oldószerek
Legtöbb gyógyszer átalakítása, legnagyobb mennyiségben
jelenlevő citokróm P-450
• Indukálható: fenobarbitál, dexametazon, rifampicin
• Bélfalban is nagyon aktív
Rágcsálókban indukálható peroxiszóma proliferátokkal
(klofibrát),
embernél: a fibrátok receptora nem fejlődik ki olyan
mértékben,
nincs jelentősége
30
CYP 26 A 1 all transz retinoic acid fő metabolizáló enzimje
Biotranszformáció a májon kívül
Biotranszformáció a szervezet minden sejtjében
történhet.
 Bélfal
 Légutak
 bőr
31
A citokróm P 450 molekulák jellemzői



Négy molekulacsaládba tartoznak, izoformák
száma az ember májában >40
Katalizált reakciók száma >60
Gyenge szubsztrát-specificitás
egy enzim több szubsztrátot is átalakíthat
egy szubsztrátot több enzim is átalakíthat (az
enzimek átvehetik egymás szerepét)
32
Nem az MFO által katalizált, de a
biotranszformáció 1. fázisához tartozó
reakciók

Nem az MFO katalizált oxidációs reakciók
aminooxidáció
dehidrogenáció

Redukció
Azonitrokarbonil-vegyületek

Hidrolízis: észterek amidok
33