Изучение фенотипической активности изофермента CYP3A4 у детей

Изучение фенотипической активности изофермента СУР3Л4 у детей

Б. И. КАНТЕМИРОВА1, А. Х. ЧЕРНЫШЕВА1, А. К. СТАРОДУБЦЕВ2, Д. А. СЫЧЕВ2

1 Кафедра педиатрии лечебного факультета и Кафедра фармакологии Астраханской государственной медицинской академии, Астрахань

2 Кафедра клинической фармакологии и пропедевтики внутренних болезней Первого московского государственного медицинского университета им. И. М. Сеченова, Москва

Study on Phenotypical Activity of Isoenzyme CYP3A4 in Children

B. I. KANTEMIROVA, A. KH. CHERNYSHEVA, A. K. STARODUBTSEV, D. A. SYCHEV

Department of Pediatrics and Department of Pharmacology, Astrakhan State Medical Academy, Astrakhan, Astrakhan Department of Clinical Pharmacology and Propedeutics of Internal Diseases,

I. M. Sechenov 1st Moscow State Medical University, Moscow

Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии определена концентрация кортизола и 6-в-гидроксикортизола в моче 30 соматически здоровый детей. По соотношению 6-в-гидроксикортизол/кортизол определена активность изофермента СУР3Л4 цитохрома Р450. Выявлена различная степень активности СУР3Л4 у детей в зависимости от возраста и пола. В возрасте от 4 до 9 лет показатель соотношения 6-в-гидроксикортизол/кортизол составил 9,21+0,67, что статистически достоверно выше, чем у детей от 0 до 3 лет (р<0,001). У детей женского пола в возрасте от 0 до 3 лет показатель активности изофермента СУР3Л4 быш достоверно ниже (р<0,05) по сравнению с детьми женского пола более старших групп и детьми мужского пола от 0 до 3 лет. Полученные результаты могут использоваться для дальнейших исследований с целью совершенствования процесса дозирования лекарственных препаратов и предупреждения возникновения нежелательных побочных реакций.

Ключевые слова: ксенобиотики, биотрансформация, цитохром Р450, изофермент CYP3A4.

The urine levels of cortisol and б-в-hydroxycortisol in 30 healthy children were determined with high performance liquid chromatography. The activity of cytochrome P450 isoenzyme CYP3A4 was estimated by the ratio of 6-/8-hydroxycortisol and cortisol. Differences in the CYP3A4 activity depended on the age sex. At the age of 4 to 9 years the value of the ratio was 9.21+0.67 which in fact was statistically higher than that in the children at the age of 0 to 3 years (p<0.001). In the female children at the age of 0 to 3 years the value of the isoenzyme CYP3A4 activity was actually lower (p<0,05) vs. the female children of the higher ages and the male children at the age of 0 to 3 years. The results are useful for further researches on improvement of drugs dosing and prevention of adverse reactions.

Key words: xenobiotics, biotransformation, cytochrome P450, isoenzyme CYP3A4.

Введение

В последние десятилетия, в связи с интенсивными темпами роста химической, пищевой и фармацевтической промышленности, в своей жизнедеятельности человек постоянно встречается с огромным количеством новых соединений и ксенобиотиков. Результат эндогенного взаимодействия организма с химическими агентами окружающей среды индивидуален и зависит от генетической предрасположенности, возраста, пола, этнической принадлежности, состояния здоровья, индивидуальных особенностей метаболизма, образа жизни и свойств назначаемых лекарственных препаратов [1—4].

© Коллектив авторов, 2012

Адрес для корреспонденции: 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, 121. Астраханская государственная медицинская академия

По некоторым оценкам, от 50 до 90% неблагоприятных фармакологических ответов определяется генетическими особенностями [1, 2, 5, 6]. Химические соединения, попавшие в организм, подвергаются метаболизму посредством ферментных систем биотрансформации. Активность этих ферментов предопределяет протекание процесса обезвреживания токсичных соединений и их метаболитов. Основные процессы биотрансформации химических веществ происходят в печени при участии изоферментов системы цитохрома Р450 [2, 3, 7].

В педиатрии процессы метаболизма лекарственных средств (ЛС) в различные возрастные периоды имеют свои особенности. У новорожденных детей значительно снижена активность ферментов первой и второй фазы биотрансформации. Повышение активности метаболизма

Таблица 1. Содержание кортизола, 6-^-гидроксикортизола и активность CYP3A4 по соотношению 6-уЗ-гид-роксикортизол/кортизол мочи у детей в различные возрастные периоды

Показатели Возрастные периоды, лет

0-3 4-9 9-17

6-/3-гидроксикортизол мочи, мкг/мл Кортизол мочи, мкг/мл 6-/3-гидроксикортизол /кортизол мочи 160,58+18,53 р1 — не достоверно 30,18+2,73 5,58+0,47*** Р1<0,001 164,53+30,88 29,06+3,90 9,21+0,67***^ Р1<0,001 171,28+28,69 25,11+3,92 5,83+1,22* Р2 — НД Рз <0,05

Примечание. р1 - достоверность различий между показателями соотношения 6-^-гидроксикортизол/кортизол мочи детей от 0 до 3-х лет и детей от 4-х до 9 лет; р2 - достоверность различий между показателями соотношения 6-^-гидроксикортизол /кортизол мочи детей от 0 до 3 лет и детей от 9 до 17 лет; р3— достоверность различий между показателями соотношения 6-^-гидроксикортизол/кортизол мочи детей от 4-х до 9 лет и детей от 9 до 17 лет; *** — р<0,001; ** — р<0,01; * — р<0,05.

ЛС последовательно возрастает к 2—3 годам. Некоторые ферментные системы печени созревают к 18—20-летнему возрасту [8]. В этой связи актуальным является изучение активности системы биотрансформации в зависимости от возраста с целью совершенствования процесса дозирования лекарственных препаратов и предупреждения возникновения нежелательных побочных реакций.

Изофермент СУР3Л4 метаболизирует более 60% всех лекарственных препаратов, включая антибактериальные ЛС, катализирует реакцию 6-в-гид-роксилирования эндогенных стероидов, в том числе тестостерона, прогестерона, кортизола [2—4, 9].

СУР3Л4 не определяется в печени новорожденных, к четвертому месяцу жизни возрастает до 40% от взрослого уровня и до 72% к 12 месяцам жизни [10, 11]. Выявлено, что основной рост активности происходит в первые два с половиной года жизни, а после 5 лет темпы роста снижаются [4]. Освещение вопросов изучения фенотипической и физиологической активности СУР3Л4 у детей в зависимости от возрастных периодов и пола в доступной литературе мы не встретили.

Учитывая участие СУР3Л4 в метаболизме большинства лекарственных препаратов и эндогенных стероидов, возрастную изменчивость, немногочисленные данные литературы, нам представилось важным изучить активность изофермента СУР3Л4 в зависимости от пола и возраста детей.

Цель исследования — изучить активность изофермента СУР3Л4 по соотношению 6-^-гид-роксикортизола к кортизолу мочи в зависимости от возраста и пола детей.

Материал и методы

Оценку активности изофермента СУР3Л4 цитохрома Р450 печени осуществляли путём вычисления соотношения 6-/3-гидроксикортизола к кортизолу мочи. Кортизол мочи и его метаболит 6-/3-гидроксикортизол определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии у 30 соматически здоровых детей. Возраст детей составлял от 0 до 17 лет, из них женского пола — 12 человек, мужского — 18.

Результаты и обсуждение

Наименьшая активность СУР3Л4 по соотношению 6-в-гидроксикортизол/кортизол мочи выявлена в группе детей от 0 до 3 лет —5,58±0,47. В дальнейшем отмечалось увеличение данного показателя в группе детей 4-9 лет до 9,21±0,67 (^<0,001 по сравнению с детьми от 0 до 3-х лет). В старшей возрастной группе у детей 9—17 лет данный показатель был ниже, чем у детей от 4 до 9 лет и составил 5,83±1,22 (р<0,05), что, по-видимому, можно объяснить различной фенотипической активностью СУР3Л4 в различные возрастные периоды. Можно предположить, что наиболее «безопасным» периодом в плане метаболизма лекарственных средств, биотрансформирующих-ся при участии СУР3Л4, является период от 4 до 9 лет, когда активность изофермента СУР3Л4 максимальная (табл. 1).

При сравнении показателей активности СУР3Л4 в зависимости от пола в каждой возрастной группе (табл. 2) оказалось, что наименьшая активность изофермента СУР3Л4 наблюдалась у детей женского пола в возрасте от 0 до 3 лет — 4,93±0,92. В дальнейшем, в возрастном периоде от 4 до 9 лет данный показатель максимально увеличивался и составлял 10,07±2,30 (разница статистически достоверна — р<0,05). В возрасте от 9 до 17 лет показатель активности СУР3Л4 у детей женского пола составлял 9,91+3,45.

Следовательно, наиболее уязвимыми в плане возникновения нежелательных побочных реакций, по данным нашего исследования, являются дети женского пола в возрасте от 0 до 3-х лет.

Активность СУР3Л4 у детей мужского пола, в зависимости от возраста, менялась противоположно смене активности СУР3Л4 у детей женского пола. Максимальная активность в нашем исследовании была выявлена в возрасте от 0 до 3 лет, с дальнейшим некоторым уменьшением к 4—9 годам. В возрасте 9—17 лет активность СУР3Л4 у детей мужского пола практически не менялась (см. табл. 2).

Таблица 2. Содержание кортизола, 6-^-гидроксикортизола и активность CYP3A4 по соотношению 6-в-гид-роксикортизол/кортизол мочи у детей в разные возрастные периоды в зависимости от пола ребенка

Показатели Возрастные периоды, лет

0-3 4-9 9-17

6-/3-гидрокортизол мочи

Кортизол мочи

6-/3-гидрокортизол/кортизол мочи 4,93+0,92* 10,07+2,30* 9,91+3,45

Л<0,05 Р1<0,05 Рз - НД

Р2 - НД Р8 - НД Р9 - НД

Содержание 6-/3-гидрокортизола

Содержание кортизолав моче

6-/3-гидрокортизол/кортизол мочи 6,58+0,70 6,22+1,36 5,83+1,21

Р4 - НД НД - Р6 - НД

Примечание. р1 — достоверность различий между показателями соотношения 6-^-гидроксикортизол/кортизол мочи детей женского пола от 0 до 3-х лет и детей женского пола от 4-х до 9 лет; р2 — достоверность различий между показателями соотношения 6-^-гидроксикортизол/кортизол мочи детей женского пола от 0 до 3-х лет и детей женского пола от 9 до 17 лет; р3 — достоверность различий между показателями соотношения 6-^-гидроксикортизол/кортизол мочи детей женского пола от 4-х до 9 лет и детей женского пола от 9 до 17 лет; р4 — достоверность различий между показателями соотношения 6-3-ги-дроксикортизол/кортизол мочи детей мужского пола от 0 до 3-х лет и детей мужского пола от 4-х до 9 лет; р5 — достоверность различий между показателями соотношения 6-^-гидроксикортизол/кортизол мочи детей мужского пола от 0 до 3-х лет и детей мужского пола от 9 до 17 лет; р6— достоверность различий между показателями соотношения 6-^-гидроксикорти-зол/кортизол мочи детей мужского пола от 4-х до 9 лет и детей мужского пола от 9 до 17 лет; р7— достоверность различий между показателями соотношения 6-^-гидроксикортизол/кортизол мочи детей женского пола от 0 до 3-х лет и детей мужского пола от 0 до 3-х лет; р8 — достоверность различий между показателями соотношения 6-^-гидроксикортизол /кортизол мочи детей женского пола от 4-х до 9 лет и детей мужского пола 4-х до 9 лет; р9 — достоверность различий между показателями соотношения 6-^-гидроксикортизол/кортизол мочи детей женского пола от 9 до 17 лет и детей мужского пола 9 до 17 лет; *** — р<0,001; ** — р<0,01; * — р<0,05.

Вывод

Проведённое нами исследование показало различную степень активности изофермента CYP3A4 в зависимости от пола и возраста детей.

Данные особенности, на наш взгляд, являются результатом различия возрастных и половык при-

ЛИТЕРАТУРА

1. Баранов В. С, Баранова Е.В., Иващенко Т. Э., Асеев М. В. Геном человека и гены «предрасположенности». СПб.: 2000; 272.

2. Кукес В. Г. Метаболизм лекарственных средств: клинико-фармакологические аспекты. М.: 2004; 144.

3. Кукес В. Г., Сычев Д. А., Раменская Г. В., Игнатьев И. В. Фармакогенетика системы биотрансформациии транспортеров лекарственных средств: от теории к практике. Биомедицина 2007; 6: 29—46.

4. Щепотина Е. Г. Полиморфизм генов цитохрома Р450 подсемейства ЗА и вариабельная активность CYP3A4: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Новосибирск, 2008; 24.

5. Steinbrook R Testing medications in children. N Eng J Med. 2002; 347: 18.

6. William E. E, Pharm.D, Howard L. M. Pharmacogenomics — drug disposition, drug targets, and side effects. N Engl J Med 2003; 348: 538—549.

способительных реакций, заслуживают пристального внимания и нуждаются в более глубоком изучении на большей по численности группе исследования, с целью совершенствования процесса дозирования лекарственных препаратов и предупреждения возникновения нежелательных побоч-ныгх реакций.

7. Кукес В. Г., Грачев С. В., Сычев Д. А. Метаболизм лекарственных средств. Науч основ персонализир мед 2008; 304.

8. Зборовский А. Б., Тюренков И. Н. Осложнения фармакотерапии. Руководство для врачей. М.: 2003; 544.

9. Смирнов В. В., Савченко А. Ю., Раменская Г. В. Разработка методики количественного определения эндогенного кортизола и 6-/3-гидро-ксикортизола в моче с целью определения активности изофермента CYP 3A4. Биомедицина 2010; 4: 56—60.

10. Johnson T. N., Rostami-Hodjegan A., Tucker G. T. Prediction of the clearance of eleven drugs and associated variability in neonates, infants and children. Clin Pharmacokinet 2006; 45: 9: 931—956.

11. Johnson T. N., Rostami-Hodjegan A., Tucker G. T. Development of CYP2D6 and CYP3A4 in the first year of life. Clin Pharmacol Ther 2007; 81: 4: 510—516.