دانلود مقاله دکترا بررسی متابولیسم داروی نوسکاپین در سلولهای مجزای کبد موش

فهرست مطالب

عنوان صفحه

بخش اول: مقدمه

مقدمه......................................................................................................................

1-1- اوپیوییدها.......................................................................................................

1-1-1- تاریخچه.....................................................................................................

1-1-2- آلکالوییدهای تریاک.....................................................................................

1-1-3- پپتیدهای اوپیویید درون زاد..........................................................................

1-1-4- آثار اوپیوییدها بر اعضای مختلف..................................................................

1-1-5- مصارف بالینی اوپیوییدها..............................................................................

1-2- متابولیسم........................................................................................................

1-2-1- تاریخچه.....................................................................................................

1-2-2- کلیات متابولیسم..........................................................................................

1-2-3- مکان های متابولیسم داروها..........................................................................

1-2-4- عوامل تعیین کننده سرعت تغییر شکل زیستی.................................................

1-2-5- تکنیک های تجربی بررسی متابولیسم............................................................

1-2-6- کاربرد و اهمیت بررسی متابولیسم.................................................................

1-3- جداسازی سلولهای کبد....................................................................................

1-4- روش های مطالعه شده برای شناسایی و اندازه گیری نوسکاپین و متابولیت هایش..

1-5- کلیاتی درباره کروماتوگرافی و HPLC..............................................................

1-5-1- تاریخچه.....................................................................................................

1-5-2- اساس کروماتوگرافی....................................................................................

1-5-3- فازهای متحرک و ساکن در کروماتوگرافی مایع..............................................

1-5-4- کروماتوگرافی مایع با کارآیی بالا..................................................................

1-5-5- اساس دستگاه HPLC..................................................................................

عنوان صفحه

1-6- نوسکاپین........................................................................................................

1-6-1- برخی اثرات نوسکاپین.................................................................................

1-6-2- فارماکوکینتیک نوسکاپین..............................................................................

1-6-3- مروری بر روند متابولیسم نوسکاپین..............................................................

بخش دوم: روشها و مواد

2-1- اهداف مطالعه..................................................................................................

2-2- دستگاه ها و وسایل ........................................................................................

2-3- مواد...............................................................................................................

2-4- تهیه بافرهای پرفیوژن.......................................................................................

2-4-1- محلول Stock بافر هنکس با غلظت 10 برابر.................................................

2-4-2- محلول Stock بافر کربس- هنزلیت با غلظت 2 برابر......................................

2-4-3- بافر هنکس یک...........................................................................................

2-4-4- بافر هنکس دو............................................................................................

2-4-5- بافر کربس آلبومین......................................................................................

2-4-6- بافر کربس- هپس.......................................................................................

2-5- تهیه محلول کلاژن و کوت کردن پلیت 6خانه.....................................................

2-6- محیط کشت...................................................................................................

2-6-1- مراحل تهیه محیط کشت: (1:1) DMEM, F₁₂................................................

2-7- سرم جنین گاو (FBS).....................................................................................

2-8- کیت استریل پرفیوژن.......................................................................................

2-9- تهیه هپاتوسیت های تازه..................................................................................

2-9-1- نگهداری سلولهای به دست آمده از کبد موش................................................

2-9-2- بررسی حیات سلولی و نحوه اثر دادن دارو روی سلولهای جدا شده از کبد موش.............

2-9-3- تهیه نمونه برای انجام آنالیز...........................................................................

2-10- روش سنتز مکونین (6 و 7- دی متوکسی فتالید)..............................................

2-11- دلایل انتخاب HPLC....................................................................................

عنوان صفحه

2-11-1- مشخصات دستگاه HPLC.........................................................................

2-11-2- انواع روش های HPLC آزمایش شده.........................................................

2-11-3- روش تهیه بافر 10X استات با 4 pH=........................................................

2-11-4- روش تهیه بافر فسفات سدیم Mm 25 با 5/4 pH=......................................

2-12- استخراج متابولیت از ادرار انسان.....................................................................

بخش سوم: نتایج

3-1- جداسازی سلولهای کبد....................................................................................

3-2- سنتز مکونین...................................................................................................

3-3- روش کروماتوگرافی با کارکرد عالی (HPLC)....................................................

بخش چهارم: بحث و نتیجه گیری

4-1- جداسازی سلول های کبد موش........................................................................

4-2- روش کروماتوگرافی با کارکرد عالی (HPLC)....................................................

4-3- متابولیسم نوسکاپین.........................................................................................

4-4- متابولیسم نوسکاپین در ادرار انسان....................................................................

خلاصه انگلیسی.......................................................................................................

منابع........................................................................................................................

اختصارات...............................................................................................................

مقدمه:

متابولیسمیکی از مراحل مهم فارکوکینتیک داروها است. مطالعه در مورد متابولیسم داروها برای دستیابی به اطلاعاتی در مورد سمیت داروها و مکانیسم اثر آنها مفید است. روش های مختلفی برای بررسی متابولیسم وجود دارند که عبارتند از: خوراندن ترکیبات به حیوانات در حالت عادی یا با کانول در راههای صفراوی و مطالعه و جستجوی متابولیت های دارو در مایعات بیولوژیک مانند خون، ادرار، و... ، مطالعات آنزیمی بر روی برشهای بافتی، هموژنه ها و اجزای سلولی. مطالعه روی حیوان دارای مشکلاتی است بنابراین در این مطالعه از سوسپانسیون سلولهای جدا شده کبدی استفاده شده است. این روش علاوه بر بررسی متابولیسم در سایر مطالعات بیوشیمیایی از جمله مطالعه روی گلوکونئوژنز، گلیکولیز، سنتز پروتئین، لیپید، اسیدهای چرب و اوره، انتقالات غشاء و ... نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

1-1- اوپیوییدها

1-1-1- تاریخچه

کلمهاوپیویید برای همه مشتقات طبیعی و نیمه صناعی آلکالوییدی تریاک، داروهای مشابه صناعی و شبه اوپیوییدی که فعالیت آنها با آنتاگونیست اوپیوییدی، نالوکسان مهار می شود و همچنین چندین پپتید درون زاد که با چندین زیر گونه از گیرنده های اوپیویید تعامل می کنند، استفاده می شود.

اینمواد سالهاست به عنوان ضددرد، نشاط آور و ضد اسهال کاربرد دارند. اوپیوییدها از تریاک استخراج می شوند. تریاک ترشحات خشک شده کپسول نارس گیاه خشخاش با نام علمی Papaver somniferum است و آلکالوییدهای زیادی دارد که مسئول اثرات فارماکولوژیک آن هستند. مورفین یکی از آنها است. شواهدی در دست است که از حدود 6000 سال قبل در مصر باستان، یونان و روم قدیم از گیاه خشخاش استفاده شده است. این گیاه دارای دو محصول اصلی است، دانه های خشخاش که بدون مورفین و دارای روغن قابل مصرف اندو دیگری تریاک که دارای شهرت خطرناک و رعب آور است. دانه های خشخاش بعد از رسیدن دارای هیچ ماده خطرناکینیستند و قابل خوردن یا مصارف دیگر هستند (1و2).

درسال 1803 داروشناس آلمانی سرتورنور (Serturner) با جدا ساختن یک ماده قلیایی فعال خالص از تریاک، فارماکولوژی مدرن این داروها را پایه گذاری نمود. در تاریخ داروسازی، این اولین باری بود که از یک ماده طبیعی مشتقی باقدرت اثر استاندارد جدا می شد. سرتورنور با الهام از نام الهه رویاهای یونانی Morpheus نام مورفین را به این ترکیب جدید داد. استخراج صنعتی مورفین برای اولین بار در سال 1928 با دستگاههایی که توسط فردی به نام جانوس کابای Janos kabay تکامل یافته بود، عمل شد (2و3).

1-1-2- آلکالوییدهای تریاک

بیشاز 40 آلکالویید مختلف از تریاک و عصاره آن به دست آمده است. بعضی از این آلکالوییدها ترکیبات تغییر یافته آلکالوییدهای اصلی که به طور طبیعی در گیاه موجودند، می باشد. آلکالوییدهای اصلی تریاک دو دسته اند:

الف) فنانترن ها: مورفین (%21-%4)، کدئین (%5/2-%8/0)، تبائین (%2-%5/0)

ب) بنزیل ایزوکینولین ها: نوسکاپین (%8-%4)، پاپاورین (%5/2-%5/0)، نارسئین (%2-%1/0) (شکل 1-1).

تریاکهمچنین محتوی 3 تا 5 درصد اسیدمکونیک است که به حال آزاد یا ترکیب با مورفین، کدئین یا سایر آلکالوییدها دیده می شود. اسیدمکونیک به صورت منشور کریستالیزه شده در آب و الکل محلول است و با کلرور فریک تولید رنگ قرمز می کند. این رنگ در اثر افزودن اسید کلریدریک تغییر نمی کند. از آنجا که اسیدمکونیک فقط در تریاک وجود دارد، می توان از این آزمایش جهت تجسس تریاک استفاده نمود (2).

شکل 1- آلکالوییدهای اصلی تریاک (2و4

1-1-3- پپتیدهای اوپیویید درون زاد

آلکالوییدهایاوپیوییدی (مانند مورفین)، بی دردی را از طریق تأثیر بر مناطقی از مغز که دارای پپتیدهایی با ویژگی های فارماکولوژیک شبه اوپیویید هستند، تولید می کنند.

عبارتیکه در حال حاضر برای این مواد درون زاد به کار می رود پپتیدهای اوپیویید درون زاد (Endogenous Opioids) است. سه خانواده از پپتیدهای شبه تریاک درونزاد عبارتند از: آندروفین ها، داینورفین ها، انکفالین ها. آلکالوییدهای اوپیوییدی از طریق تأثیر بر گیرنده های این پپتیدهای درون زاد اثرات خود رااعمال می کنند.

جدول 1-1- گیرنده های اوپیوییدی (1)

1-1-4- آثار اوپیوییدها بر اعضای مختلف

1) بی دردی: اوپیوییدها قوی ترین داروهای موجود برای تسکین درد هستند.
آلگونیست های قوی (یعنی آنهایی که بالاترین میزان تأثیر ضد دردی را دارند)عبارتند از مورفین، متادون، مپردین و فنتانیل. کدئین، هیدروکدون و اکسی کدون آگونیست های ضعیف تا متوسط هستند. پروپوکسی فن یک داروی آگونیست بسیارضعیف است.

2) آرام بخشی و سرخوشی: این اثرات مرکزی ممکن است در دوزهای پایین که برای حداکثر بی دردی لازمند، رخ دهند. بعضی از بیماران دچار خماری (dysphoria)
می شوند. در دوزهای بالاتر، این داروها ممکن است سبب تیرگی شعور شده و اثرات تخدیری (narcosis) داشته باشند.

3) تضعیف تنفسی: اعمال اوپیوییدها در مدولا سبب مهار مرکز تنفسی می شود که با کاهش پاسخ دهی به تغییرات دی اکسیدکربن همراه است. افزایش PCO₂ ممکن است سبب اتساع عروق مغزی، افزایش جریان خون مغز و افزایش فشار داخل جمجمه شود.

4) اعمال ضدسرفه ای: سرکوب رفلکس سرفه با مکانیسم های ناشناخته، اساس استفاده بالینی اوپیوییدها به عنوان ضدسرفه است.

5) تهوع و استفراغ: تهوع و استفراغ بر اثر فعال شدن مرکز شیمیایی استفراغ (CTZ) ایجاد می شود و با حرکت افزایش می یابد.

6) اثرات معده ای روده ای:این داروها از طریق کاهش پریستالتیزم روده ای موجب یبوست می شوند که به خاطر تأثیر روی گیرنده های اوپیویید در سیستم عصبی روده است. این عمل قوی اساس استفاده از این داروها به عنوان عوامل ضد اسهال است.

7) عضلات صاف:اوپیوییدها موجب انقباض عضله صاف مجاری صفراوی می شوند (که می تواند تولیدکولیک صفراوی کند)، تونوس اسفنگستر میزراه و مثانه را افزایش دهند، و کاهشدر تونوس رحم ایجاد می کنند که ممکن است سبب طولانی شدن زایمان شود.

8) تنگی مردمک (میوزیس): انقباض مردمک اثر مشخصه همه اوپیوییدهاست به جز مپریدین که تأثیر مهار کننده موسکارینی دارد.

1-1-5- مصارف بالینی اوپیوییدها

1) بی دردی:این داروها برای درمان درد نسبتا" متوسط تا شدید به کار می روند. در شرایطحاد، آگونیست های قوی معمولا" به صورت تزریقی تجویز می شوند. بی دردی طولانی مدت که عوارض جانبی آن قدری کمتر است، می تواند با تزریق اپی دورال بعضی از داروهای آگونیستی قوی (مثل مورفین) حاصل شود. فنتانیل از راه پوستیبرای تأثیر ضددرد استفاده شده است. برای درد با شدت متوسط و در شرایط مزمنآگونیست های متوسط از راه خوراکی تجویز می شوند.

2) سرکوب سرفه:ضددردهای اوپیوییدی از جمله موثرترین داروهای موجود ضدسرفه محسوب می شوند.این اثر با دوزهای کمتر از حد لازم برای ایجاد بی دردی حاصل
می شود. گیرنده هایی که در اثر ضدسرفه اوپیوییدها دخالت دارند ظاهرا" با گیرنده های مسئول اعمال دیگر اوپیوییدها متفاوتند. برای مثال، اثر ضدسرفه توسط ایزومرهای دیگر اوپیوییدها که خاصیت ضددرد و اعتیادآوری ندارند، هم ایجاد می شود. مکانیسم فیزیولوژیک سرفه پیچیده است و اطلاعات کمی از چگونگیاثر اوپیوییدها در تسکین سرفه وجود دارد. به نظر می رسد آثار مرکزی و محیطی این داروها، هردو در تسکین سرفه سهیم باشند. روشاول ترین اوپیوییدها در تسکین سرفه، دکسترومتورفان، کدئین، لووپروپوکسی فن و نوسکاپین می باشند.کلیه این داروها (به استثنای کدئین) تا حد زیادی فاقد عوارض جانبی اوپیوییدها می باشند.

3) درمان اسهال: اوپیوییدهای انتخابی ضد اسهال شامل دیفنوکسیلات و لوپرامید هستند. آنها به صورت خوراکی مصرف می شوند.

4) درمان ادم حاد ریوی:مورفین به خاطر اثرات همودینامیک آن در ادم پولمونر حاد مفید است. تأثیر آرامبخش آن نیز احتمالا" در تسکین نشانه های ریوی نقش دارد. در این مورد بهصورت تزریقی مصرف می شوند.

5) وابستگی اوپیوییدها: متادون در درمان حالات قطع مصرف اوپیویید و در برنامه های نگهدارنده برای معتادین به کار می رود (1).

1-2- متابولیسم

1-2-1- تاریخچه

احتمالا"اولین مشاهده از متابولیسم ترکیبات خارجی توسط گنلین (Gnelin) انجام شده است. وی متوجه شد که احشا حیواناتی که با تلور (Tellurium) مسموم شده اند بوی شبیه به بوی سیر می دهد. در سال 1855 وهلر (Wohler) نشان داد که این بوناشی از مشتق متیله یعنی دی متیل تلورید می باشد.

اولینمکانیسم کنژوگه شناخته شده، بیوسنتز اسید هیپوریک می باشد که توسط کلر (Keller) در سال 1842 بعد از مباحثات زیاد از پیشتاز اولیه آن که اسید بنزوئیک است گزارش گردید. از آن پس مطالعه متابولیسم ترکیبات خارجی با پیشرفت شیمی آلی رشد کرد و همچنانکه ترکیبات جدیدی سنتز می شوند سمیت و سرنوشت آنها در بدن مورد مطالعه قرار می گیرد. اکسیداسیون بیولوژیک بنزن بهفنل و تولوئن به بنزوئیک اسید توسط شولزن و نونین (schultzen , Naunyn) درسال 1867 نشان داده شده است و این امر سپس با نشان دادن وجود کنژوگاسیون اتری سولفات (باومان 1876 Baumann)، کنژوگاسیون گلوکورونید (شمیدبرگ schmiededberg و میر meyer سال 1879) و سنتز اسید مرکاپتوریک (جافه Jaffe وباومان Baumann و پروسه Preuse مستقلا" در سال 1879) تعقیب شد. این راههایمختلف متابولیکی در ابتدا منحصرا" واکنش بیوشیمیایی ترکیبات خارجی تلقی میشد تا اینکه سرانجام در حدود اوایل قرن بیستم اهمیت آنها در کاهش سمیت اینترکیبات مورد قدردانی قرار گرفت.

واکنشهای مختلف متابولیک به تدریج یکی بعد از دیگری کشف گردیدند مثلا" تبدیل سیانور به تیوسیانات (لنگ 1894 Lang)، احیای ترکیبات نیتروحلقوی (میر 1905)و کنژوگاسیون اسید فنیل استیک با گلوتامین (Theirfelder and shermin 1914).

ولیبه هر حال شاید مهم ترین این پیشرفت های جدید کشف Brodie و همکارانش بود که آنزیمهایی که بسیاری از تغییرات متابولیک را انجام می دهند در رتیکولوم اندوپلاسمیک (میکروزوم) سلول کبدی نشان دادند. این امر سبب درک عمیق تری ازمکانیسم واکنش های غیرسمی شدن گردید و سرانجام منجربه این نتیجه گردید که این واکنش ها روندهای اختصاصی برای حذف ترکیبات خارجی از بدن هستند و ربطی به متابولسیم سوبستراهای معمولی ندارند (5).

1-2-2- کلیات متابولیسم

انسانهاروازنه در معرض تعداد گسترده ای از مواد بیگانه هستند که اصطلاحا" xenobiotics نامیده می شوند. موادی که از طریق شش ها یا پوست جذب بدن می شوند یا خیلی عمومی تر به صورت غیرعمدی و به شکل مواد موجود در غذاها یا نوشیدنی ها یا عمدا" به شکل دارو به منظور اهداف درمانی یا تفریح و خوشگذرانی به کار می روند. قرار گرفتن در معرض xenobiotic های محیطی می تواند ناخواسته یا تصادفی باشد و در صورتیکه این ترکیبات در هوا، آب و غذا موجود باشند کاملا" اجتناب ناپذیرند (1). گیاهان و حیواناتی که به عنوان منابع غذایی توسط انسان مورد استفاده قرار می گیرند مملو از ترکیبات شیمیائی گوناگون هستند. زندگی امروزی انسان باعث رشد و پیدایش اقلام یکبار مصرفی می شوند که سبب آلودگی محیط می شوند. پیشرفت در صنعت اغلب با رشد و زایش مواد جدید شیمیایی همراه است. رشد و پذیرش صنعت داروسازی استفاده عمومی از داروهای درمانی و سایر xenobiotic ها را عرضه کرده است (6).

همزمانبا تکامل سلولهای یوکاریوت و تکامل تنوع گونه ای و تیره ای ارگانیسم ها مکانیسم هایی برای مقابله با تاخت و تاز مواد شیمیائی گوناگون ذکر شده در پاراگراف بالا به وجود آمده است (6).

مسلما"دفع کلیوی در پایان فعالیت بیولوژیکی تعدادی از داروها خصوصا" آن عده ای که صاحب حجم مولکولی کوچک و یا ویژگی قطبی بالا هستند (به دلیل وجود گروههای عاملی که در pH فیزیولوژیک یونیزه اند) نقش محوری را بازی می کند. اما بسیاری از داروها چنین ویژگی فیزیکوشیمیایی را نشان نمی دهند و در pH فیزیولوژیک بدن تمایل دارند که به شکل غیریونیزه و لیپوفیل باقی بمانند و اغلب دارای اتصال بالا به پروتئین های پلاسما هستند. چنین موادی که به آسانی از گلومرول ها فیلتره نمی شوند. از سوی دیگر طبیعت لیپوفیل غشاء توبول های کلیوی جذب مجدد ترکیبات هیدروفوب را تسهیل می کند. بنابراین بسیاری از داروها می بایست طول اثر طولانی می داشتند اگر پایان اثر آنها تنها از طریق دفع کلیوی صورت می گرفت (1).

ترکیباتxenobiotic که برای فیلتره شدن به وسیله کلیه بیش از حد لیپوفیل هستند مستقیما" توسط بدن متابولیزه می شدند تا ترکیباتی با قطبیت بالاتر به وجود آورند که قابلیت دفع از طریق کلیه را داشته باشد (7). محصولات متابولیکی، اغلب فعالیت فارماکودینامیکی کمتری نسبت به والدین خود دارند و یا فاقد فعالیت هستند. با این وجود تعدادی از محصولات سوخت و ساز داروها (Biotransformation) ارائه کننده فعالیت بیشتر و یا خصوصیات سمی همچون سمیتسلولی (cytoxicity)، جهش زایی (Mutagenicity)، خاصیت ناقص کننده جنین (Teratogenicity) و سرطان زایی (carcinogenicity) می باشند (1).

اکثریتسوخت و سازهای متابولیکی در نقطه ای بین جذب دارو به گردش عمومی خون و حذفکلیوی رخ می دهند. در حالت کلی، این واکنش ها را می توان در دو دسته بزرگ تحت نام واکنش های فاز اول و واکنش های فاز دوم جای داد. واکنش های فاز اولمعمولا" داروی اصلی را با افزودن یا نمایان کردن گروههای عاملی (-OH , -NH₂, SH) به متابولیت قطبی تر تبدیل می کنند. در اغلب موارد، این متابولیت هاغیرفعال هستند ولی مواردی وجود دارد که فعالیت، فقط اندکی تغییر می یابد (1).

اگرمبولیت فاز اول به اندازه کافی قطبی باشد می تواند به راحتی دفع شود با این وجود بسیاری از محصولات فاز اول به سرعت حذف نمی شوند و دستخوش واکنش بعدی می شوند که در آن مواد درون زاد (Endogenous) همانند گلوکورونیک اسید،سولفوریک اسید، استیک اسید یا اسید آمینه با گروه عاملی تازه تثبیت شده ترکیب می شود تا کنژوگه ای با قطبیت بالا به وجود آورد (1).

بسیاریاز آنزیم های متابولیزه کننده داروها در غشاهای لیپوفیلی شبکه اندوپلاسمیککبد و دیگر بافتها واقع شده اند. وقتی که این غشاهای لایه لایه توسط هموژنیزه کردن و جدا کردن بخشهای سلولی از هم، جدا می شوند به شکل وزیکول هایی درمی آیند که میکروزوم نام دارد. میکروزومها بسیاری از خواص ظاهری و عملکردی غشاء دست نخورده را که شامل ویژگی سطح صاف و خشن شبکه اندوپلاسمیک صاف (بدون ریبوزوم) و شبکه اندوپلاسمیک خشن (آراسته به ریبوزوم) است را حفظمی کنند. میکروزومهای صاف پر از آنزیمهای مسئول متابولیسم اکسیداتیو داروها می باشند. به خصوص میکروزومها محتوی آنزیم هایی هستند که به نام اکسیدازهای با عملکرد مختلط یا مونواکسیژناز شناخته می شوند. فعالیت این آنزیم ها نیازمند حضور عامل احیا کننده NADPH و اکسیژن مولکولی است. در حالت کلی یک مولکول اکسیژن به ازاء یک مولکول دارو مصرف (احیاء) می شود، بهنحوی که یک اتم اکسیژن در ساختمان محصول و اتم دیگر به شکل آب ظاهر می گردد (1).

دراین روند اکسایش و کاهش، دو آنزیم میکروزومی نقش کلیدی ایفا می کنند. اولین آنزیم، یک فلاوپروتئینی به نام احیاء کننده NADPH-Cytochrome P450 میباشد. دومین آنزیم یک هموپروتئین است که سیتوکروم P450خوانده می شود. سیتوکروم P450 هموپروتئین داخل سلولی است که اکسیژن مولکولی را فعال می کندو از آن در متابولیسم اکسیداتیو انواع مختلفی از مواد شیمیایی آلی لیپوفیلبهره می گیرد. تفاوت عمده دسته P450 از دیگر هموپروتئین های سلولی، در نقشگروه تیول متعلق به اسید آمینه سیستئین پروتئین است که به عنوان یک لیگاندبه آهن- هِم مورد استفاده قرار می گیرد. اکثر هموپروتئین ها در پستانداران(مانند هموگلوبین، سیتوکروم b پراکسیداز) دارای نیتروژن از گروه ایمیدازولاسید آمینه هیستیدین می باشند که به عنوان لیگاند مشابه به کار می رود. نقش گروه تیول به عنوان لیگاند تغییر دانسیته الکترون حلقه پور فرین در حالرزونانس هِم است که سبب تأمین مرکز الکترونی جهت فعال سازی اکسیژن مولکولیمی شود (6).

نامسیتوکروم P450 برگرفته از ویژگی طیف نوری این هموپروتئین ها می باشد. و برای بار اول توسط مارتین گلین کن برگ (martin Klingenberg) در سال 1958 میلادی شناسایی شد. وی متوجه شد که یک سری از هموپروتئین ها دارای طیف جذبیمنحصربه فردی با حداکثر جذب در 450 نانومتر می باشند و این خصیصه به عنوانعلامتی برای این دسته از هموپروتئین ها درآمد و نام سیتوکروم P450 را به خود گرفتند (6).

P450متعلق به کلاسی از آنزیم ها هستند که اکسیژناز نامیده می شوند. در شکل1-2 فهرست کلی این آنزیمها و ابر خانواده (super family) آنها آورده شده است. به طور دقیق P450 ها ، مونواکسیژناز و یا اکسیژنازهای با عملکرد مختلط هستند

شکل1-2- طبقه بندی 40 سیتوکروم شناخته شده انسان به صورت خانواده (8).

دربسیاری از موارد آنزیم های P450 واکنش هایی را برای تبدیل اکسیداتیو یک ماده شیمیایی کاتالیز می کنند (شکل 1-3). در حالت کلی P450 ها دستخوش یکسریواکنشهای چرخه می شوند. که در آن (الف) شکل فریک (Fe³⁺) هموپروتئین ابتدا با مولکولی از ماده شیمیایی تشکیل کمپلکس می دهد. (ب) کمپلکس سوبسترا- P450 فریک با انتقال یک الکترون از NADPH احیاء می شود. (ج) کمپلکس سوبسترا- فروس با اکسیژن مولکولی واکنش
می دهد تا کمپلکس سه گانه اکسیژن- سوبسترا-P450 فروس را تشکیل دهد (د) کمپلکس مذبور به توسط انتقال دومین الکترون از NADPH بیشتر احیاء می شود. در این مرحله حد واسط احیاء شده با دو الکترون تولید می گردد که بعد از آرایش مجدد، سوبسترای با اکسیژن ملحق شده حاصل می شود. (و) کمپلکس P450 فریک و محصول شیمیایی اکسید شده از هم جدا می شوند و P450 فریک آزاد می تواند دوباره در متابولیسم مولکول دیگر شرکت کند (6و9). شکل 1-4 نشان دهندهچرخه کاتالیتیکی سیتوکروم P450 می‌باشد.

شکل 1-3- معادله واکنش های اکسیداز (اکسیژناز) با عملکرد مختلط وابسته به P450 و دو نوع متفاوت سیستم حامل انتقال دهنده الکترون مرتبط با P450 های مختلف بسته به موقعیت داخل سلولی (9)

خصوصیاتاکسید کنندگی قدرتمند اکسیژن فعال شده، امکان اکسیداسیون تعداد زیادی از سوبستراها را بوجود می آورد. ویژگی سوبسترا در این کمپلکس آنزیمی چندان مهمنیست و تنها مورد مشترک در بین داروها و مواد گوناگون که از لحاظ ساختمان شیمیایی بی ارتباط هستند و بعنوان سوبسترا در این سیستم به کار می روند، حلالیت چربی بالا می باشد

شکل 1-4- چرخه کاتالیتیک P450 توضیح دهنده نقاط کلیدی در چرخه که سوبسترا با آنزیم و اکسیژن فعال شده واکنش می دهد (10)

1-2-3- مکان های متابولیسم داروها

مهمترینعضو برای متابولیسم داروها کبد است. کلیه ها نقش مهمی در متابولیسم برخی داروها دارند. تعداد کمی از داروها (مانند استرها)، در بسیاری از بافتها (کبد، خون، دیواره روده و غیره) به علت توزیع وسیع آنزیم هایشان متابولیزه می شوند (1).

1-2-4- عوامل تعیین کننده سرعت تغییر شکل زیستی

سرعتتغییر شکل زیستی یک دارو در بین افراد مختلف ممکن است تفاوت چشمگیر داشته باشد. این تفاوتها اغلب به علت تفاوت های ژنتیکی یا القاء شده توسط دارو میباشند. در مورد تعداد کمی از داروها، تفاوتهای مرتبط با سن یا بیماری در متابولیسم دارو اهمیت دارند. جنس صرفا" در مورد تعداد کمی از داروها مانند اتانول مهم است. (متابولیسم الکل در خانمها کمتر از آقایان می باشد) از آنجا که سرعت تغییر شکل زیستی اغلب عامل اصلی تعیین کننده کلیرانس است تفاوتهای متابولیسم دارو را در هنگام طراحی برنامه مقدار بندی باید مدنظر داشت. سیگار کشیدن که از علل رایج القای آنزیمها در کبد و ریه می باشد ممکناست متابولیسم برخی داروها (ملنند تئوفیلین) را افزایش دهد (1).

1-2-5- تکنیک های تجربی بررسی متابولیسم

تعیینسرنوشت ترکیبات خارجی با استفاده از تکنیک های معمولی بیوشیمیایی نظیر خوراندن ترکیبات به حیوانات در حال عادی و یا با کانول در راههای صفراوی، تجربیات کبد پرفیوزه و مطالعات آنزیمی بر روی برشهای بافتی، هموژنه ها (Homogenates) و اجزای سلولی صورت می گیرد. از آنجائی که محصولات متابولیسمسرانجام توسط حیوان دفع
می گردند، روش مستقیم و در عین حال مشکل عبارت است از جدا کردن متابولیتها و
کنژوگه های آنها از مواد دفعی حیوان و تعیین ساختمان شیمیایی آنها. برای آزاد کردن متابولیتها از مشتقات کنژوگه آنها هیدرولیز آنزیمی به هیدرولیز اسید ترجیح دارد، چون روش دوم اختصاصی نبوده و غالبا" منجربه تشکیل مواد ثانویه می گردد برای مثال اسیدهای مرکاپتوریک از اسیدهای پره مرکاپتوریک و فنلها از مشتقات کنژوگه سیکلوهگزا دی ان، دی هیدرو دی اول و
هیدروکربن ها از دی هیدرومونو اول ها تشکیل می گردند. اغلب ترکیبات خارجی به وسیله راههای مختلف چندی متابولیزه می شوند به عنوان مثال داروی کلروپرومازین به بیش از 20 متابولیت گوناگون متابولیزه می شود. واضح است کهبررسی کیفی متابولیسم آن در مقابل بررسی کمی به صورت یک صورت حساب از سرنوشت این ترکیب چندان اهمیت ندارد. استفاده از مارکه کردن توسط رادیوایزوتوپها همراه با آنالیزهای رقیق کردن و تکنیک اتو رادیوگرافی در مورد رادیو ایزوتوپها تا حدود زیادی سبب تبدیل مطالعه متابولیسم ترکیبات خارجی به یک رشته علمی کمی گردیده است. همچنین این تکنیکها سبب شده اند متابولیتهایی که محصولات متابولیسم معمولی واسطه هستند نیز مشخص گردند و نشان داده اند که تا چه حد ترکیبات خارجی وارد راههای متابولیک معمولی می گردند.

بسیاریاز ترکیبات رادیو اکتیو در اثر نگهداری تا حدودی تجزیه می گردند و در نتیجه به طور خود به خود سبب ایجاد ترکیبات اکسیده می شوند که احتمال دارد با متابولیتها اشتباه شوند. برای مثال ¹⁴C- سیلکوهگزان به طور رادیوشیمیائی دهیدروژنه شده به ¹⁴C- بنزن تبدیل
می گردد و همچنین ¹⁴C- و یا ³⁶Cl-آلدرین در اثر نگهداری به دیلدرین و سایر مشتقات پلار تبدیل می گردد. با چنین روش حساس خلوص مطلق ترکیب مارکه شده اولیه ضروری است و این امر باید قبل از استفاده مخصوصا" پس از نگهداری طولانی ماده مورد بحث باید محرز گردد.

درتمامی این روشها بیوشیمیایی از تکنیکهای ضروری کروماتوگرافی (جذبی، روی کاغذ، روی لایه نازک و فاز گازی)، طیفی (جذب ماوراء بنفش و مادون قرمز و فلورسانس)، الکتروفورز و ... به طور گسترده استفاده شده است و از طیف نگاریرزونانس مغناطیسی هسته و الکترون پارامگنتیک رزونانس در تشخیص واسطه های ناپایدار متابولیسم نیز استفاده گردیده است. بسیاری از ترکیبات خارجی سبب القاء تشکیل آنزیمهایی که متابولیسم آنها را کاتالیز می کنند می شوند. در پاره ای از موارد یک آنزیم به خصوص بیشتر از دیگران فعال می گردد و منجربه ازدیاد یک واکنش به خصوص متابولیکی می شود که به این طریق می توان متابولیتهایی جزئی را زیاد نمود و در نتیجه سبب سهولت جدا کردن و تشخیص آنها شد. (به عنوان مثال متابولیسم استامید فلئورن به N- هیدروکسی- 1- استامید و فلئورن) مطالعه توالی واکنشهای مختلف متابولیک و فاکتورهایی که آنها را کنترل می کنند و سرعت نسبی راههای گوناگون از طریق مطالعه کینتیکی امکان پذیر است. ولی این بخش از متابولیسم ترکیبات خارجی به طور وسیعی تحت بررسی قرار نگرفته است (5).

تعداد صفحات:80

متنکامل را می توانید دانلود نمائید چون فقط تکه هایی از متن در این صفحه درجشده (به طور نمونه) و ممکن است به دلیل انتقال به صفحه وب بعضی کلمات و جداول و اشکال پراکنده شده یا در صفحه قرار نگرفته باشد که در فایل دانلودیمتن کامل و بدون پراکندگی با فرمت وردwordکه قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است.