Метаболизм лекарств — drug metabolism

Метаболизм

Это совокупность реакций в организме, направленных на поддержание жизнедеятельности. Иначе говоря, метаболизм (или обмен веществ) — это получение энергии и ее распределение. Это сложный процесс, который подразделяется на две группы.

• Катаболизм. Это превращение сложных веществ в простые с выделением энергии;
• Анаболизм. Это превращение простых веществ в сложные с поглощением энергии.

Приведем пример. Спортсмен съел свой сбалансированный завтрак, после чего пища пошла по пищеводу и начала перевариваться. Во время этого продукты распадаются все на более простые составные, полезные вещества поглощаются, выделяется энергия. Это катаболизм.

Через некоторое время человек пошел заниматься с гантелями, как и каждое утро до этого. Простые вещества (аминокислоты) и энергия направляются в мышцы, там они синтезируют более сложные вещества (белок), образуется мускулатура. Это анаболизм. Некоторые спортсмены специально прибегают к анаболикам для более быстрого наращивания мышечной массы.

Источником энергии становятся химические реакции, распад сложных веществ. Чаще всего энергия хранится и переносится в клетке с помощью эфира аденозинтрифосфат (АТФ). Обмен веществ — это сложный процесс состоящий из нескольких этапов.

1. Сначала в организм попадают полезные вещества вместе с пищей;
2. Продукты питания перерабатываются в ЖКТ: питательные вещества распадаются и всасываются в кровь через стенки кишечника;
3. Далее продукты распада переносятся по кровеносной системе к клеткам;
4. Вредные вещества, полученные в процессе переработки, выводятся из организма.

Что влияет на метаболизм

• Статические факторы. На них невозможно повлиять или изменить их. К этой группе относятся генетическая информация, пол, возраст, телосложение;
• Динамические факторы. Это то, на что можно повлиять, критерии, которые можно изменить и улучшить обмен веществ. Сюда относится образ жизни, масса, моральное состояние (человек, подавленный стрессом, может страдать от переедания или недоедания), выработка гормонов, питание и другое.

Негативно повлиять на обмен веществ могут следующие вещи: стресс, неправильное питание, малоподвижный образ жизни, работа с вредными химикатами, сбой работы гормональной системы, инфекции.

Слишком активный метаболизм может грозить обладателю или обладательнице снижением иммунной защиты, анемией, нестабильным кровяным давлением, тахикардией. У девушек также могут наблюдаться проблемы с менструальным циклом.

Слишком медленный обмен веществ приводит к накоплению жировых отложений и последующим неприятным последствиям. Это могут быть не только проблемы с сердечно-сосудистой системой и гипертония, пониженный обмен веществ приводит также к возникновению сахарного диабета.

Эндогенные токсины

Детоксикация эндогенных реактивных метаболитов, таких как пероксиды и реактивные альдегиды, часто не может быть достигнута с помощью системы, описанной выше. Это результат того, что эти виды произошли от нормальных клеточных компонентов и обычно обладают своими полярными характеристиками. Однако, поскольку этих соединений немного, ферментативные системы могут использовать специфическое молекулярное распознавание для их распознавания и удаления. Таким образом, сходство этих молекул с полезными метаболитами означает, что для метаболизма каждой группы эндогенных токсинов обычно требуются разные ферменты детоксикации. Примерами этих специфических систем детоксикации являются система глиоксалазы , которая действует для удаления реактивного альдегид- метилглиоксаля , и различные антиоксидантные системы, удаляющие реактивные формы кислорода .

История

Исследования того, как люди трансформируют вещества, которые они принимают внутрь, начались в середине девятнадцатого века, когда химики обнаружили, что органические химические вещества, такие как бензальдегид, могут окисляться и соединяться с аминокислотами в организме человека. В течение оставшейся части девятнадцатого века было обнаружено несколько других основных реакций детоксикации, таких как метилирование , ацетилирование и сульфирование .

В начале двадцатого века работа перешла к исследованию ферментов и путей, ответственных за производство этих метаболитов. Эта область стала отдельной областью исследований после публикации Ричардом Уильямсом книги « Механизмы детоксикации» в 1947 году. Это современное биохимическое исследование привело к идентификации S- трансфераз глутатиона в 1961 году, а затем к открытию цитохрома P450 в 1962 году. и осознание их центральной роли в метаболизме ксенобиотиков в 1963 году.

Места

Количественно гладкая эндоплазматическая сеть из печени клетки является основным органом метаболизма лекарственных средств, хотя каждая биологическая ткань имеет некоторую способность к метаболизму наркотиков. Факторы, ответственные за вклад печени в метаболизм лекарств, включают в себя то, что это большой орган, что это первый орган, перфузируемый химическими веществами, абсорбированными в кишечнике , и что существует очень высокая концентрация большинства ферментных систем, метаболизирующих лекарства, по сравнению с другими органами. Если лекарство попадает в желудочно-кишечный тракт, где оно попадает в печеночную циркуляцию через воротную вену , оно хорошо метаболизируется и, как говорят, проявляет эффект первого прохождения .

Другие сайты метаболизма лекарственного средства включают в эпителиальные клетки на желудочно — кишечном тракте , легкие , почки , и кожу . Эти участки обычно несут ответственность за локализованные токсические реакции.

Противопоказания и побочные эффекты

Вышеперечисленные средства способны не только запустить метаболизм, но и навредить внутренним органам, если применять их неправильно.

Гормональные препараты противопоказаны при беременности, патологиях почек и печени и лицам младше 18 лет. К их побочным эффектам относятся вегетативные расстройства, отеки, повышение давления, усиленное потоотделение.

Анаболические стероиды не рекомендуется принимать женщинам, так как высока вероятность:

• излишнего оволосения тела по мужскому типу;
• огрубения голоса;
• увеличения мышечной массы;
• атрофия молочных желез и нарушение менструального цикла.

Продолжительный прием может спровоцировать нарушение в работе печени и стремительный набор веса.

Противопоказаниями к приему всех средств для запуска метаболизма являются:

• индивидуальная непереносимость компонентов;
• беременность и кормление грудью;
• детский возраст;
• сердечно-сосудистые заболевания;
• тяжелые патологии печени и почек;
• онкологические болезни;
• психические нарушения;
• прием несовместимых лекарственных средств.

Наиболее частыми побочными эффектами таблеток для стимуляции метаболизма выступают:

• сухость во рту;
• нарушения сна;
• головные боли;
• раздражительность;
• расстройство пищеварения;
• тошнота;
• усиленное потоотделение;
• кожный зуд.

Иногда может развиться привыкание и усугубление проблемы после отмены таблеток.

Виды препаратов

Все метаболические препараты по происхождению разделяют на природные и синтетические. Действующим веществом в них могут выступать гормоны, стероиды, витамины, растительные компоненты. Механизм метаболического действия у них разный: одни ускоряют усвоение углеводов, другие — всасывание белков, третьи — расщепление жиров.

Жиросжигающие

К расщепляющим липиды средствам относятся жиросжигатели. Они ускоряют выведение жиров из организма и наиболее эффективны, если совмещать их прием с физическими нагрузками. В эту группу входят L–Карнитин, Орсотен, Ксеникал.

К жиросжигателям относятся также анаболические стериодные препараты, воздействующие на гормональный фон за счет наличия в составе андрогенов. Наиболее популярные средства этой группы: Анадрол, Анавар, Данабол.

Мочегонные

Их действие основано на очищении организма от излишков жидкости и шлаков, которые приводят к замедлению биохимических процессов. Средства с мочегонными свойствами — Леспенефрил, Турбослим–Дренаж.

Снижающие аппетит

Снижение аппетита происходит 2 способами: выработкой ферментов, приводящих к набуханию пищи в желудке, и производством гормонов, воздействующих на центр насыщения в мозге. К этой группе относятся Слимия, Голдлайн, МКЦ, а также гормональные таблетки, направленные на лечение эндокринных заболеваний. Они нормализуют уровень глюкозы и холестерина в крови и угнетают аппетит, воздействуя на центр насыщения. Чаще всего назначают Редуксин, Сибутрамин, Л–Тироксин. Выбор препарата основывается на индивидуальных особенностях организма и осуществляется только врачом.

Стимуляторы

Это группа препаратов, ускоряющих расщепление жиров, углеводов и белков, но не оказывающих жиросжигающего действия. Длительная стимуляция метаболизма этими таблетками может вызвать привыкание. К этому типу средств относится Лецитин, L–Карнитин, Тавамин.

Витамины

Эта группа эффективна для ускорения метаболизма только при отсутствии заболеваний и гормональных расстройств. Витамины способствуют очищению организма от токсинов и выполняют функцию антиоксидантов.

Наиболее эффективные витамины и минералы для разгона метаболизма — это Омега–3, фолиевая кислота, кальций, хром, холин, витамин C.

Витаминные комплексы для коррекции обмена веществ следующие:

• Моно Окси;
• Альфа Вита;
• Вита Минералс;
• Вита Зеолит.

Бады

Растительные биодобавки уступают синтетическим по эффективности, но у них меньше побочных эффектов и противопоказаний. Их назначают в дополнение к привычному рациону питания. К таковым относятся БАДы на основе левзеи, женьшеня, сенны александрийской, лимонника, родиолы розовой, кофеина бензоата.

Барьеры проницаемости и детоксикация

Точные соединения, которым подвергается организм, будут в значительной степени непредсказуемыми и могут значительно отличаться со временем; это основные характеристики токсического стресса ксенобиотиков. Основная проблема, с которой сталкиваются системы детоксикации ксенобиотиков, заключается в том, что они должны быть способны удалять почти безграничное количество ксенобиотических соединений из сложной смеси химических веществ, участвующих в нормальном метаболизме . Решение, которое было разработано для решения этой проблемы, представляет собой элегантное сочетание физических барьеров и ферментативных систем с низкой специфичностью .

Все организмы используют клеточные мембраны в качестве гидрофобных барьеров проницаемости для контроля доступа к своей внутренней среде. Полярные соединения не могут диффундировать через эти клеточные мембраны , а поглощение полезных молекул опосредуется транспортными белками, которые специально отбирают субстраты из внеклеточной смеси. Это избирательное поглощение означает, что большинство гидрофильных молекул не могут проникать в клетки, поскольку они не распознаются какими-либо конкретными переносчиками. В противоположность этому , диффузия гидрофобных соединений через эти барьеры невозможно контролировать, а организмы, следовательно, не может исключить липидные -soluble ксенобиотиков с использованием мембранных барьеров.

Однако наличие барьера проницаемости означает, что организмы смогли развить системы детоксикации, которые используют гидрофобность, общую для проницаемых через мембраны ксенобиотиков. Таким образом, эти системы решают проблему специфичности, обладая такой широкой субстратной специфичностью, что они метаболизируют практически любое неполярное соединение. Полезные метаболиты исключаются, поскольку они полярны и обычно содержат одну или несколько заряженных групп.

Детоксикация реактивных побочных продуктов нормального метаболизма не может быть достигнута с помощью описанных выше систем, потому что эти виды происходят из нормальных клеточных компонентов и обычно имеют свои полярные характеристики. Однако, поскольку этих соединений немного, определенные ферменты могут распознавать и удалять их. Примерами таких специфических систем детоксикации являются система глиоксалазы , которая удаляет химически активный альдегид- метилглиоксаль, и различные антиоксидантные системы, устраняющие активные формы кислорода .

Факторы, влияющие на метаболизм лекарств

Продолжительность и интенсивность фармакологического действия большинства липофильных препаратов определяется скоростью их метаболизма до неактивных продуктов. Система монооксигеназы цитохрома P450 является наиболее важным путем в этом отношении. В общем, все, что увеличивает скорость метаболизма ( например , индукцию ферментов ) фармакологически активного метаболита, снижает продолжительность и интенсивность действия лекарства. Верно и обратное ( например , ингибирование ферментов ). Однако в тех случаях, когда фермент отвечает за метаболизм пролекарства в лекарство, индукция фермента может ускорить это преобразование и повысить уровни лекарства, потенциально вызывая токсичность.

На метаболизм лекарств также могут влиять различные физиологические и патологические факторы. Физиологические факторы, которые могут влиять на метаболизм лекарства, включают возраст, индивидуальные особенности ( например , фармакогенетику ), энтерогепатическое кровообращение , питание , кишечную флору или половые различия .

В целом, лекарства метаболизируются медленнее у плода , новорожденного и пожилых людей и животных, чем у взрослых .

Генетическая изменчивость ( полиморфизм ) объясняет некоторую вариабельность действия лекарств. С N-ацетилтрансферазами (участвующими в реакциях фазы II ) индивидуальные вариации создают группу людей, которые ацетилируют медленно ( медленные ацетилирующие вещества ), а тех, кто ацетилирует быстро, в популяции Канады приходится примерно 50:50 . Это изменение может иметь драматические последствия, поскольку медленные ацетилиры более склонны к дозозависимой токсичности.

Ферменты монооксигеназной системы цитохрома P450 также могут различаться у разных людей, при этом дефицит наблюдается у 1–30% людей, в зависимости от их этнического происхождения.

Доза, частота, способ введения, тканевое распределение и связывание с белками препарата влияют на его метаболизм.

Патологические факторы также могут влиять на метаболизм лекарств, включая заболевания печени , почек или сердца .

Методы моделирования и симуляции in silico позволяют прогнозировать метаболизм лекарств в виртуальных популяциях пациентов до проведения клинических исследований на людях. Это может быть использовано для выявления лиц, подвергающихся наибольшему риску побочных реакций.