Методы оценки и регуляция активности генетически детерминированных метаболических ферментных систем организма человека

Биомедицина • № 3, 2010, С. 39-41

Методы оценки и регуляция активности генетически детерминированных метаболических ферментных систем организма человека

С.Ю.Гармонов1, И.Э.Кравченко2, Нгуэн Зунг Чунг1, И.Ф.Мингазетдинов1, Т.А.Киселева2, В.Х.Фазылов2

1 Казанский государственный технологический университет, Казань

2 Казанский государственный медицинский университет, Казань

Системы ацетилирования и окисления, находящиеся под контролем ферментов N-ацетилтрансферазы (NAT) и ми-кросомальных оксидаз (МО), осуществляют биотрансформацию большого количества лекарственных веществ (ЛВ). Активность этих генетически детерминированных систем является главным фактором, определяющим колебания концентрации лекарств в организме пациентов, и, в конечном итоге, их ответ на лекарства, применяемые при наиболее частых и социально значимых заболеваниях (инфекционных, сердечно-сосудистой системы, органов дыхания, печени). Все это обуславливает необходимость разработки более совершенных методов био-фармацевтического анализа для установления фармакокинетических параметров тест-препаратов этих процессов метаболизма в биологических жидкостях. Последнее служит основой индивидуализации дозирования ЛВ, учета биохимических фенотипов при терапии различных патологических состояний и проведения мониторинга лекарственных препаратов. При этом сложный многокомпонентный состав биологических жидкостей особенно при низких содержаниях анализируемых веществ требует использования избирательных и чувствительных методов определения ЛВ. В то же время не менее значимым является требование

высокой производительности, надежности и возможности получения большого объема аналитической информации при проведении биофармацевтическо-го анализа в клинических условиях. Таким требованиям удовлетворяют хроматографические и оптические методы, которые все более интенсивно используются в контроле генетически детерминированных биохимических процессов метаболизма ЛВ в организме человека.

В связи с этим биофармацевтические исследования активности ферментов метаболизма и влияния на нее лекарственных препаратов позволяют разработать алгоритмы персонализации лекарственной терапии, совершенствовать требования к экспертизе новых препаратов, а также снизить проявление нежелательных лекарственных реакций и расходы на медицинскую помощь.

Цель работы состояла в разработке комплекса хроматографических и спектрофотометрических методов биофар-мацевтического анализа для установления активности метаболических систем ацетилирования и окисления организма человека, а также оценке влияния лекарственного препарата ксимедона на фармакокинетику тест-препаратов этих ферментных систем при сахарном диабете 2 типа и стрептококковой ангине.

С.Ю.Гармонов1, И.Э.Кравченко2, Нгуэн Зунг Чунг1, И.Ф.Мингазетдинов1, Т.А.Киселева2, В.Х.Фазылов2

Материалы и методы

Фенотипы ацетилирования и окисления в группах здоровых добровольцев (95 человек), больных сахарным диабетом 2 типа (127 человек) и ангиной (75 человек) определялись путем измерения фармакокинетических параметров экскреции свободных тест-маркеров с мочой и слюной пациентов методами спек-трофотометрии и высокоэффективной жидкостной хроматографии. В качестве тест-маркеров использованы изониазид, антипирин и месалазин. Фармакокинетические данные обследуемых обрабатывали по программе АСКИД с использованием одночастевой модели со всасыванием 1 порядка и одночастевой модели с внемодельным всасыванием по программе M-IND.

Результаты и их обсуждение

Разработаны новые методы оценки активности генетически детерминированных ферментных систем микросо-мального окисления и ацетилирования на основе использования высокоэффективной жидкостной хроматографии и спек-трофотометрии. Представлены оригинальные методические приемы экспрессной и доступной для клинической практики косвенной оценки биохимических фенотипов метаболизма путем определения фармакокинетических параметров различных тест-маркеров в моче и слюне. Разработаны методики биофармацев-тического анализа активности микросо-мальных оксидаз и ^ацетилтрансферазы на основе оценки фармакокинетических параметров антипирина в слюне за 12 часов, экскреции изониазида и месалази-на в моче за 6 часов методами ВЭЖХ и спектрофотометрии, обосновано их ис-

пользование для персонализации лекарственной терапии.

Изучена фармакокинетика тест-препаратов ацетилирования и окисления при сахарном диабете 2 типа, стрептококковой ангине и роже, при этом установлены пути регуляции активности этих ферментных систем лекарственным препаратом ксимедоном. По данным фармакокинетики антипирина и изониазида у здоровых добровольцев при совместном приеме с иммуномодулятором ксиме-доном выявлено индукционное влияние ксимедона на активность этих ферментных систем. Найдены дозозависимые и временные схемы введения ксимедона с целью получения максимального эффекта индукции.

Установлено соотношение фенотипов метаболизма у больных сахарным диабетом 2 типа (быстрый фенотип ацетилирования - 62%; фенотипы окисления: средний - 22%, медленный - 78%; п=127 чел.) и стрептококковой ангиной (фенотипы окисления: медленный - 54%, средний -34%; быстрый - 12%; быстрый фенотип ацетилирования - 57%; п=75 чел.) в сравнении со здоровыми добровольцами (фенотипы ацетилирования: быстрые - 45%, медленные - 55%; фенотипы окисления: быстрые - 21%, средние - 43%, медленные - 36%; п=95 чел.).

Имеются тенденции к увеличению выявленных групп фенотипов с увеличением длительности заболеваний, тяжестью осложнений, динамикой биохимических и иммунологических показателей.

С увеличением стажа сахарного диабета 2 типа, декомпенсации углеводного обмена и прогрессирования диабетической нефропатии отмечается тенденция к увеличению быстрого фенотипа ацети-лирования, что является фактором глубоких метаболических нарушений. По-

Методы оценки и регуляция активности генетически детерминированных метаболических ферментных систем организма человека

казано, что быстрый фенотип ацетили-рования определяет нестабильность почечных цитомембран. Выявлено, что у больных сахарным диабетом 2 типа с увеличением длительности заболевания, наличием декомпенсации и стадий ми-кро- и макроальбуминурии наблюдается замедление элиминации тест-препарата окисления антипирина.

В острый период заболевания ангиной соотношение фенотипов ацетилиро-вания и окисления у больных достоверно не отличалось от группы сравнения. В периоде реконвалесценции в группе сравнения имеется тенденция к увеличению скорости ацетилирования у 21,4% больных. После курса лечения ксимедоном у 65 % больных с медленным ацетилирова-нием индукция к концу лечения привела к переходу в быстрый фенотип, что имело достоверную разницу с группой сравнения (р<0,05). В периоде ранней рекон-валесценции в группе сравнения происходит уменьшение количества больных с медленным фенотипом окисления (до 33,3%), увеличение со средним фенотипом (до 54,8%) и сохраняется достовер-

но малое количество с быстрым фенотипом окисления (11,9%). На фоне лечения ксимедоном к периоду ранней рекон-валесценции происходит перераспределение фенотипов окисления и их соотношение приближается к группе здоровых лиц (по 41,2% медленный и средний фенотипы и 17,6% - быстрый фенотип).

Выводы

Разработанные подходы по фено-типированию можно использовать для оценки особенностей ферментативной активности и ингибирующих эффектов лекарственных средств в процессе терапии сахарного диабета 2 типа и стрептококковой ангины, которые пригодны для раннего выявления тяжести течения и осложений, индивидуального подбора и коррекции лекарственной терапии.

Работа выполнена в рамках Гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых ученых - докторов наук № МД-2523.2008.3.