Гени цитохрому p450. Цитохром P450 і фармакокінетика лікарських засобів. Цитохроми і метаболізм лікарських засобів

цитохром Р450(CYP450) - велика група ферментів, що відповідає за метаболізм чужорідних органічних сполукі лікарських препаратів. Ферменти сімейства цитохрому Р450 здійснюють окисну біотрансформацію лікарських препаратів і ряду інших ендогенних біоорганічних речовин і, таким чином, виконують дезінтоксикаційну функцію. За участю цитохромів відбувається метаболізм багатьох класів лікарських засобів, таких як інгібітори протонної помпи, антигістамінні препарати, інгібітори ретровірусної протеази, бензодіазепіни, блокатори кальцієвих каналів та інші.

Цитохром Р450 представляє комплекс білка з ковалентно пов'язаних гемом (металопротеїни), що забезпечує приєднання кисню. Гем, в свою чергу, є комплексом протопорфірину IX і двовалентного атома заліза. Число 450 означає, що відновлений гем, пов'язаний з СО, відрізняється максимумом поглинання світла при довжині хвилі 450 нм.

Цитохроми Р-450 беруть участь не тільки в метаболізмі ліків, але і в перетворенні гемоглобіну в білірубін, синтезі стероїдів і ін. Всі ізоформи цитохрому Р-450 об'єднані в сімейства CYP1, CYP2, CYP3. Усередині сімейств виділені підродини A, B, C, D, E. В межах подсемейств ізоформи позначені порядковим номером. Наприклад, CYP2C19 - найменування 19-го по порядку цитохрому підродини «С», сімейства «2». Всього існує близько 250 різних видів цитохрома Р-450, з них приблизно 50 - в організмі людини і тільки шість з них (CYP1A2, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, CYP2E1, CYP3A4) мають відношення до метаболізму ліків.

На активність цитохромів Р-450 впливає безліч факторів - куріння, алкоголь, вік, генетика, харчування, хвороби. Ці фактори відповідають за формування індивідуальних особливостейроботи ферментів Р-450 і визначають ефекти лікарської взаємодії у конкретного пацієнта.

Важливість цитохромов Р450 для гастроентерології

Значно збільшений останнім часом інтерес гастроентерологів до ізоформами Р450 CYP2C19 і CYP3A4 обумовлений в їх роллю в метаболізмі похідних бензимідазолу, до яких відносяться всі лікарські препарати з групи по АТС A02BC «Інгібітори протонового насоса» (омепразол, панторазол, лансопразол, рабепразол і езомепразол) . Клінічно істотно, що ген CYP2C19 відрізняється поліморфних і від стану цього гена у пацієнта в значній мірі залежить величина терапевтичного ефекту різних ІПП.

Серед ІПП найбільше інгібуючу дію відносно CYP2C19 проявляє лансопразол, в меншій мірі омепразол і езомепразол. Ще нижче ефект рабепразолу, проте значне ингибирующее вплив на активність CYP2C19 надає його тіоефір, що утворюється в ході неферментного метаболізму. Найменший вплив на CYP2C19 надає пантопразол. Найбільше ингибирующее вплив на CYP3A4 in vitro у пантопразолу, далі (по мірі зменшення ефекту) омепразол, езомепразол і рабепразол і лансопразол. Для пацієнтів, які отримують кілька лікарських препаратів, з ІПП краще пантопразол (Бордін Д.С.).

Метаболізм п'яти інгібіторів протонного насоса.
Більш темні стрілки позначають більш значущі шляху метаболізму.
Малюнок взятий зі статті Marelli S., Pace F.

За активної участі CYP3A4 відбувається метаболізм домперидону, цизаприду і великого числа інших ліків.

Цілий ряд гастроентерологічних препаратів пригнічують цитохром CYP3A4, надаючи тим самим вплив на фармакокінетику прийнятих спільно ліків.

Проблема взаємодії ліків

У сучасній клінічній практиці широко поширене комбіноване застосування ліків, що пов'язано з наявністю у пацієнта декількох захворювань або недостатньою ефективністю монотерапії. При комбінованої терапії можлива взаємодія ліків. Більш одних ліків приймає приблизно 56% пацієнтів у віці до 65 років і 73% пацієнтів старше 65 років. Прийом двох ліків призводить до їх взаємодії у 6% пацієнтів. Призначення 5 (або 10) ліків підвищує частоту взаємодій до 50 (або 100)%.

Потенційно небезпечні комбінації ліків є серйозною клінічною проблемою. Є дані, що від 17 до 23% призначаються лікарями комбінацій ліків є потенційно небезпечними. Тільки в США через непередбаченого взаємодії ліків помирає 48 тисяч хворих на рік. FDA зняло з реєстрації кілька ліків (в тому числі прокінетік цизаприд) через їх потенційно небезпечних взаємодій з іншими ліками, що приводили, в тому числі і до летальних наслідків.

Основні механізми взаємодій ліків пов'язані зі зміною їх фармакокінетики або фармакодинаміки. Найбільш істотними, згідно сучасними уявленнями, Є зміни фармакокінетики при метаболізмі ліків за участю цитохромів Р-450.

Прикладом небезпечної взаємодії є недавно виявлене взаємодія ІПП і клопідогрелю, широко застосовується при лікуванні хворих на ішемічну хворобу серця. Для зменшення ризику гастроінтестинальних ускладнень хворим, які отримують ацетилсаліцилову кислоту в комбінації з клопідогрелем, призначають ІПП. Оскільки біоактивації клопідогрелю відбувається за участю CYP2C19, прийом ІПП, метаболізуються цим цитохромом, може знизити активацію і антиагрегантний ефект клопідогрелю. У травні 2009 року на конференції Товариства серцево-судинної ангіографії і втручань (SCAI) були представлені дані, що свідчать, що одночасне використання клопідогрелю і ІПП значно підвищує ризик виникнення інфаркту міокарда, інсульту, нестабільної стенокардії, необхідність повторних коронарних втручань і коронарної смерті (Бордін Д .З.).

цитохром CYP2C19

Ізоформа Р450 CYP2C19 (S-мефенітоін гідроксилаза) каталізує реакції 5-гідроксилювання пиридинового кільця і ​​5 "-деметілірованія в бензімідазольном кільці. В людському організмі CYP2C19 розташовується в гепатоцитах.

Всі типи мутацій гена CYP2C19 можуть бути були розділені на три групи:

1. Без мутацій (гомозиготи), вони ж швидкі метаболайзер ІПП.
2. Ті, хто має мутацію в одній алелі (гетерозиготи), проміжний тип метаболізму.
3. Ті, хто має мутації в обох аллелях, вони ж повільні метаболайзер ІПП.

Поширеність генотипів CYP2C19, тип метаболізму і ефект ІПП при лікуванні кислотозалежних захворювань дані в таблиці:

генотип CYP2C19	Поширеною-ненность (Ткач С.М. та ін., 2006)			Тип метаболізму	Період напіввиведення ІПП, T½, годину (Лапіна Т.Л.)	Кислото-інгібуючий ефект ІПП
		європеоїдна раса	монголоїдна раса
Без мутацій (гомозиготи)	90% європеоїдної популяції	50,6 %	34,0 %	Швидкий	1	низький
Мутація в 1-й алеї (гетерозиготи)	10% європеоїдної популяції	40,5 %	47,6 %	проміжний	-	середній
Мутація в обох алеях	20-30% азіатської популяції	3,3 %	18,4 %	повільний	2–10	високий

Повільні метаболізатори від швидких і проміжних відрізняються двократно вищими концентрацією ІПП в плазмі крові і періодом напіввиведення. Поліморфізм гена, що кодує ізоформу 2С19, визначає різну швидкість метаболізму ІПП у пацієнтів. У зв'язку з вищесказаним підбір ІПП рекомендується проводити під контролем добової рН-метрії(Хавкін А.І., Жихарева Н.С., Дроздовская Н.В.).

• CYP2C19 активно метаболизирует наступні ліки: трициклічніантидепресанти (амітриптилін, кломипрамин, іміпрамін), антидепресант - селективний інгібітор зворотного захоплення серотоніну циталопрам, антидепресант - інгібітор МАО моклобемид, антіконвульсіонние і антіепеліптіческіе кошти (діазепам, примідон, фенітоїн, фенобарбітал, нордазепам), інгібітори протонної помпи (омепразол, панторазол, лансопразол, рабепразол і езомепразол), протималярійних засобів прогуаніл, НПЗП диклофенак та індометацин, а також: варфарин, гліклазид, клопідогрель, пропранолол, циклофосфамід, нелфінавір, прогестерон, Теніпозід, тетрагідроканнабінол, каризопродол, вориконазол і інші
• сильні інгібітори CYP2C19: моклобемід, флувоксамін, хлорамфенікол (левоміцетин)
• неспецифічні інгібітори CYP2C19: ІПП омепразол і лансопразол, Н2-блокатор циметидин, нестероїдні протизапальні засоби індометацин, а також флуоксетин, фелбамат, кетоконазол, модафинил, окскарбазепін, пробенецид, тиклопідин, топірамат
• індуктори CYP2C19: рифампіцин, артемізинін, карбамазепін, норетистерон, преднізон, звіробій.

Вплив різних генотипів CYP2C19 на ефективність ерадикації Helicobacter pylori

У пацієнтів з генотипом «швидких» метаболізаторов відзначається швидкий метаболізм інгібіторів протонної помпи, отже, антисекреторний ефект від прийому останніх має у них меншу вираженість, ніж у осіб з фенотипами «проміжних» і «повільних» метаболізаторов. Різниця в антисекреторного може визначити більш низький рівеньерадикації Helicobacter pyloriу «швидких» метаболізаторов. Таким чином, має місце більш висока ефективність ерадикаційної терапії у пацієнтів з генотипами «повільних» (88,9%) і «проміжних» (82,7%) метаболізаторов вище в порівнянні з «швидкими» (див. Малюнок).

Вплив різних генотипів CYP2C19 на ефективність ерадикації Helicobacter pylori.
БМ - «швидкі» метаболізатори, ПМ - «проміжні» метаболізатори, ММ - «повільні» метаболізатори (Маев І.В. та ін.)

В силу того, що молекулярно-генетичні дослідження малодоступні практикуючому лікарю, запідозрити «швидких» метаболізаторов можна орієнтуючись на збереження больового абдомінального синдрому на 3-4-й день від початку прийому ІПП, а також беручи до уваги повільну ендоскопічну динаміку при епітелізації ерозій і рубцювання виразкових дефектів у пацієнта. У свою чергу, недостатність антисекреторного від терапії із застосуванням ІПП можна верифікувати методом добової внутрішньошлункової рН-метрії (Маев І.В. та ін.).

цитохром CYP3A4

Фермент CYP3A4 каталізує реакцію сульфоксідірованія, що приводить до утворення сульфогрупи. CYP3A4 є одним з найважливіших для фармацевтики цитохромов, так як їм біотрансформується, по крайней мере, частково, близько 60% окислюваних препаратів. Хоча активність CYP3А4 широко варіює, він не схильний до генетичного поліморфізму. Розташування CYP3А4 на апікальних мембранах ентероцитів тонкої кишки і гепатоцитах полегшує виконання ним метаболізм ліків, що передує потрапляння речовини в системний кровотік, що відомо, як «ефект першого проходження».

Генетичний дефект CYP3A4 може бути причиною розвитку вторинного синдрому подовженого інтервалу Q-T при прийомі цизаприда і, як наслідок, розвитку серцевої Артима (Хавкін А.І. та ін.).

• CYP3A4 є основним ферментом при метаболізмі наступних ліків: імуннодепрессанти (циклоспорин, сиролімус, такролімус), засоби, що застосовуються при хіміотерапії (анастрозол, циклофосфамід, доцетаксел, ерлотиніб, тірфостін, етопозид, ифосфамид, паклітаксел, тамоксифен, Теніпозід, вінбластин, віндезін, гефітиніб) , протигрибкові засоби (клотримазол, кетоконазол, ітраконазол),

Цитохроми Р450. Структура і функція

Серед ферментів 1-ї фази провідне місце займає система Р450 (P450 або CYP) з точки зору каталітичної активності щодо величезного числа ксенобіотиків. Найбільша концентрація Р450 виявляється в ЕПР гепатоцитів (микросомах). Печінкові мікросомальні цитохроми Р450 грають найважливішу роль у визначенні інтенсивності і часу дії чужорідних сполук і ключову - в детоксикації ксенобіотиків, а також в активації їх до токсичних і / або канцерогенних метаболітів. Р450-залежні монооксигенази - Мультиферментний електрон-транспортна система. Все цитохроми Р450 - гемсодержащих білки. Зазвичай гемовое залізо знаходиться в окисленні стані (Fe3 +). Відновлюючись до стану Fe2 +, цитохром Р450 здатний зв'язувати ліганди, такі як кисень або монооксид вуглецю. Комплекс відновленого цитохрому Р450 з СО має максимум поглинання 450 nм, що і стало підставою для

назви цих ферментів. Основна реакція, яку каталізують цитохроми Р450 - монооксигеназная, в якій один атом кисню взаємодіє з субстратом (RH), а інший відновлюється до Н2О. В якості відновника в реакції бере участь НАДФН:

RH (субстрат) + О2 + НАДФH + H + -> ROH (продукт) + Н2О + НАДФ +

Механізм, завдяки якому цитохром отримує електрон від НАДФH, залежить від внутрішньоклітинної локалізації Р450. В ЕПР, де розташована більшість гемопротеидов, що беруть участь в біотрансформації ксенобіотиків, електрон передається через флавопротеїнів, званий НАДФH-450 редуктаза. Одна молекула редуктази може доставляти електрони на кілька різних молекул Р450. В мітохондріях, де розташовані ітохроми Р450, які беруть участь в біосинтезі стероїдних гормонів і метаболізмі вітаміну D, електрон переноситься за допомогою 2-х білків: ферродоксіна або ферродоксін-редуктази.

На рис. 1 показаний каталітичний цикл Р450. 1-а частина циклу полягає в активації кисню, 2-я - в окисленні субстрату. Схема дії микросомальной монооксигеназной системи вперше була описана Естабруком з співавт., В даний час вона підтверджена багатьма дослідниками. Ця схема така: перша стадія полягає у взаємодії субстрату з окисленої формою 450. При зв'язуванні Р450 з субстратами

відбувається перехід гемового заліза з нізкоспінового в високоспіновое стан. Друга стадія полягає у відновленні утворився фермент-субстратного комплексу першим електроном, який надходить з НАДФН-специфічною ланцюга перенесення від НАДФН через

флавопротеид I (НАДФН-цитохром Р450 редуктазу). Третя стадія полягає в освіті потрійного комплексу: відновлений Р450-субстрат-кисень. четверта стадія

таке відновлення потрійного комплексу другим електроном, який, як

вважають, надходить з НАДН-специфічною ланцюга перенесення електронів, що складається з НАДН-

цитохром b5 редуктази або флавопротеїдів II і цитохрому b5. П'ята стадія складається з декількох процесів, що включають внутрішньо-молекулярні перетворення відновленого потрійного комплексу і його розпад з утворенням гідроксильованого продукту і води. На цій стадії цитохром Р450 переходить у вихідну окислену форму.

Цитохроми Р450 каталізують наступні типи реакцій: гидроксилирование алифатического або ароматичного атома вуглецю; епоксидування подвійного зв'язку;

окислення атома (S, N, I) або N-гідроксилювання; перенос окисленої групи;

руйнування ефірного зв'язку; дегідрогенірованіе. Деякі реакції, що каталізуються

цитохромом Р450, представлені на рис. 2 і 3. Кілька класів реагентів добре

гідроксилюється останній вуглець в ланцюзі, так зване омега гидроксилирование. так

ж буває внутрішнє гидроксилирование в декількох позиціях (позиції -1, - 2).

Це призводить до безлічі різних варіантів продуктів навіть з таким простим алканів, як гексан. Зауважимо, що циклічні вуглеводні теж піддаються гидроксилированию. В реакції гідроксилювання спочатку утворюється напівацеталю, який потім перетворюється в спирт і альдегід. При окисленні алкенів цитохромом Р450 утворюються двоатомний окису. Вони відрізняються за своєю стабільності і можуть бути високо реакційноздатними. Наприклад, вінілхлорид метаболічно перетворюється на окис, яка потім перетворюється в хлорацетальдегід - мутаген, який діє безпосередньо на ДНК. Ці дослідження привели до заборони на використання вінілхлориду в розпилювачі. Вінільні група стерину (вінілбензол) відома своїми канцерогенні властивості, але організм людини здатний нейтралізувати його, переводячи окис за допомогою ферменту епоксігідролази в диол. Але епоксігідролаза допомагає не завжди. Наприклад, цитохром Р450 синтезує епоксид афлотоксину В1 in vivо. Це з'єднання - високо реакційноздатні електрофіл, не стабільний і швидко формує аддукт з ДНК. До того ж диол, що утворюється з епоксиду, так само нестабільний і високо реакционноспособен. Окислення ароматичних сполук цитохромом Р450 так само дає епоксиди, але вони швидко переходять в фенол. В результаті гідроксилювання бензолу, отриманий фенол може знову гідроксильованого, переходячи в катехол або гідрохінон. Зауважимо, що катехол і гідрохінон можуть реагувати з киснем, пригнічуючи аналогічні реакції з хинонами і супероксидами, які є токсинами. Таке відоме з'єднання як 2,3,7,8-тетрахлордібензолдіоксін (ТХДД) не схильний до гидроксилированию і стійкий (період напіврозпаду в організмі людини - рік і більше).

Мікросомальне окислення - це послідовність реакцій за участю оксигеназі НАДФН, Що призводять до впровадження атома кисню в склад неполярной молекули і появи у неї гидрофильности і підвищує її реакційну здатність ..

реакції мікросомального окисленняздійснюються декількома ферментами, розташованими на мембранах ЕПР (в разі in vitroвони називаються мікросомальні мембрани). Ферменти організовують короткі ланцюга, які закінчуються цитохромом P 450.

Реакції мікросомального окислення відносяться до реакцій фази 1і призначені для додання гідрофобної молекулі полярних властивостей і / або для підвищення її гідрофільності, посилення реакційної здатності молекул для участі в реакціях 2 фази. У реакціях окислення відбувається утворення або вивільнення гідроксильних, карбоксильних, тіолових і аминогрупп, які і є гідрофільними.

Ферменти мікросомального окислення розташовуються в гладкому ЕПР і є оксидазами зі змішаною функцією(Монооксигенази).

цитохром P450

Основним білком мікросомального окислення є гемопротеинов - цитохром Р 450.У природі існує до 150 изоформ цього білка, що окислюють близько 3000 різних субстратів. Співвідношення різних ізоформ цитохрому Р450 різниться в силу генетичних особливостей. Вважається, що одні ізоформи беруть участь в біотрансформації ксенобіотиків, інші - метаболизируют ендогенні сполуки (стероїдні гормони, простагландини, жирні кислоти та ін.).

цитохром Р450взаємодіє з молекулярним киснем і включає один атом кисню в молекулу субстрату, сприяючи появі (посилення) у неї гидрофильности, а інший - в молекулу води. Основними його реакціями є:

• окислительное деалкилирование, що супроводжується окисленням алкильной групи (при атомах N, O або S) до альдегідної і її отщеплением,
• окислення (гідроксилювання) неполярних з'єднань з аліфатичними або ароматичними кільцями,
• окислення спиртів до відповідних альдегідів.

Робота цитохрому Р 450 забезпечується двома ферментами:

• НАДН-цитохром b 5 -оксідоредуктаза, містить ФАД,
• НАДФН-цитохром Р 450 -оксідоредуктаза, містить ФМНі ФАД.

Схема взаємного розташування ферментів мікросомального окислення та їх функції

Обидві оксидоредуктаз отримують електрони від відповідних відновлених еквівалентів і передають їх на цитохром Р 450. Цей білок, попередньо приєднавши молекулу відновленого субстрату, зв'язується з молекулою кисню. Отримавши ще один електрон, цитохром P 450 здійснює включення до складу гідрофобного субстрату першого атома кисню (окислення субстрату). Одночасно відбувається відновлення другого атома кисню до води.

Послідовність реакцій гідроксилювання субстратів за участю цитохрому Р450

Суттєвою особливістю мікросомального окислення є здатність до індукції або пригнічення, тобто до зміни потужності процесу.

Індукторами є речовини, що активують синтез цитохрому Р 450 і транскрипцію відповідних мРНК. вони бувають

1. широкого спектрадії, які мають здатність стимулювати синтез цитохрому Р 450, НАДФН-цитохром Р 450 -оксідоредуктази і глюкуронілтрансферази. Класичним представником є ​​похідні барбітурової кислоти - барбітурати,також в цю групу входять діазепам, карбамазепін, рифампіцинта ін.

2. вузького спектра дії, тобто стимулюють одну з форм цитохрому Р 450 - ароматичні поліциклічні вуглеводні ( метилхолантрен, спиронолактон), Етанол.

наприклад, етанолстимулює синтез ізоформи Р450 2Е1 (алкогольоксидаза) яка бере участь у метаболізмі, етанолу, нітрозамінів, парацетамолу та ін.
глюкокортикоїдиіндукують ізоформу Р 450 3А.

Інгібітори мікросомального окислення зв'язуються з білковою частиною цитохрому або з залізом гема. Вони діляться на:

1. оборотні

• прямогодії- чадний газ ( СО), антиоксиданти,
• непрямогодії, Тобто впливають через проміжні продукти свого метаболізму, які утворюють комплекси з цитохромом Р 450 - еритроміцин.

2. необоротніінгібітори - аллопуринол, аміназин, прогестерон, оральні контрацептиви, тетурам, фторурацил,

Оцінка реакцій 1-ї фази

Оцінку мікросомального окислення можна проводити наступними способами:

• визначення активності ферментів після біопсії,
• з фармакокінетики препаратів,
• за допомогою метаболічних маркерів ( антіпіріновой проба).

антіпіріновой проба

Обстежуваний приймає вранці натщесерце амидопиринз розрахунку 6 мг / кг ваги. Збирається 4 порції сечі в інтервалі відповідно від 1 до 6 годин, 6-12, 12-24 та 45-48 годин. Обсяг сечі вимірюється. Чи не пізніше, ніж через 24 години сеча центрифугируется або фільтрується. Далі досліджується концентрація 4-аміноантипірину і його метаболіти N-ацетил-4-аміноантипірину в сечі.

Білки цитохромов Р450людини - велике сімейство з 56 різних ферментів, що кодуються різними генами CYP. Всі ферменти Р450 - гемсодержащих білки печінки; Fe + 2 в геме дозволяє їм приймати електрони від донорів електронів, наприклад нікотинамідаденіндінуклеотидфосфат (НАДФ), і використовувати їх для каталізірованія безлічі різних функцій, що частіше за все - з'єднання одного з атомів молекулярного кисню (О2) з атомами вуглецю, азоту або сірки.

У разі багатьох лікарських засобів під дією цитохромов Р450відбувається додавання до молекули гідроксильної групи. Цей процес зазвичай називають I фазою метаболізму ліків - введення до складу більш полярної групи, що забезпечує легкий доступ до бічної групі. гідроксильна група, Приєднана в I фазі, створює точку приєднання до ліків вуглеводної або ацетильной групи, що призводить до детоксикації лікарського засобу і значно полегшує його виділення (фаза II метаболізму ліки).

цитохроми Р450згруповані в 20 сімейств згідно гомології амінокислотної послідовності. Три сімейства - CYP1, CYP2 і CYP3 містять ферменти, які не специфічні до субстратів і беруть участь у метаболізмі великого числа чужорідних речовин (ксенобіотиків), включаючи ліки. Для фармакогенетики особливо важливі конкретно шість генів (CYP1A1, CYP1A2, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6 та CYP3A4), оскільки закодовані ними шість ферментів відповідають за I фазу метаболізму у понад 90% всіх зазвичай використовуваних лікарських засобів.

тільки CYP3A4включений в метаболізм понад 40% всіх ліків, що використовуються в клінічній медицині. Крім того, багато генів CYP дуже поліморфні, з алелями, що мають реальні функціональні наслідки для реакції на лікарську терапію. Аллели CYP можуть призводити до відсутності, зменшення або підвищення активності ферменту, впливаючи на швидкість метаболізму багатьох лікарських засобів. Наприклад, CYP2D6 - первинний цитохром в I фазі метаболізму активний більш ніж для 70 різних ліків. Описано 26 алелей в гені CYP2D6, що впливають на його активність, знижуючи, усуваючи або підвищуючи її (блок).

Міссенс-мутаціїзменшують активність цих цитохромів; аллели, при яких активність відсутня повністю, викликані мутаціями сплайсингу або зсуву рамки. На відміну від них, аллель CYP2D6 * 1XN представляє серію копій числового поліморфізму алелей, коли ген CYP2D присутній в трьох, чотирьох і більше копій в одній хромосомі. Як і слід було очікувати, копії призводять до високої активності ферменту. Існує більше десятка алелей, які не впливають на функцію білка і вважаються диким типом. Різні комбінації чотирьох класів алелей призводять до кількісних відмінностей метаболічної активності, хоча деякі комбінації зустрічаються дуже рідко і недостатньо вивчені. Зазвичай виділяють три основних фенотипу: з нормальним, зниженим і швидким метаболізмом.

Індивідууми зі зниженим метаболізмоммають явний ризик накопичення токсичного рівня ліків. При швидкому метаболізмі є ризик недостатнього ефекту при використанні звичайних доз, неадекватних для підтримки терапевтичного рівня препарату в крові.

зміни ферментів цитохромів Р450важливі не тільки для детоксикації лікарських засобів, вони також беруть участь в активації деяких препаратів. Наприклад, кодеїн - слабкий наркотик, який надає болезаспокійливу дію за рахунок перетворення в морфін - активний метаболіт з 10-кратно підвищеним дією.

перетворення виконує фермент CYP2D6. Особи з низьким метаболізмом, викликаним втратою активних алелей в гені CYP2D6, не здатні перетворити кодеїн в морфін, тому отримають невелику терапевтичну користь. І, навпаки, для пацієнтів з підвищеною швидкістю метаболізму низькі дози кодеїну можуть виявитися токсичними.

Випадки повільного і швидкого метаболізмумають ще одне ускладнення, істотне для застосування фармакогенетики в персоналізованої генетичної медицини. Частота багатьох алелів цитохромов Р450 різниться в різних популяціях. Наприклад, фенотип з повільним метаболізмом CYP2D6 присутній у 1 з 14 європеоїдів, рідко зустрічається у монголоїдів і практично відсутній у американських індіанців і жителів Океанії. Аналогічним чином аллели з повільним метаболізмом гена CYP2C19 мають виражену етнічну мінливість, складаючи 3% у європеоїдів і майже 16% у всіх монголоидов, що мають повільний метаболізм.

Цитохром P450, сімейство 2, субсемейство C, поліпептид 9 (CYP2C9). Виявлення мутації A1075C (Ile359Leu)

Назва гена -CYP2C9

Локалізація гена на хромосомі- 10q23.33

• *1/*1
• *1/*3
• *3/*3

Зустрічальність в популяції

аллель CYP2C9 * 3зустрічається у європейців з частотою 6%.

Асоціація маркера з метаболізмом лікарських препаратів

Досліджується для виявлення фізіологічної ефективності застосування препаратів: пероральних антикоагулянтів з класу кумаринів (варфарин), похіднихсульфонілсечовини, ненаркотичних анальгетиків (теноксикам, флурбипрофен, лорноксикам, піроксикам), лозартану та ірбесартану (блокатори рецепторів ангіотензину II).

Загальна інформація про дослідження

Для попередження і лікування тромбоемболічних ускладнень найбільш часто застосовується препарат варфарин ( "Кумадіна"). Він призначається для тривалого прийому в серії випадків, пов'язаних з підвищеним згортанням крові, а також в післяопераційний період з метою запобігання утворенню тромбів внаслідок хірургічного втручання. Часто практикується призначення препарату людям, які перенесли інсульти, інфаркт міокарда.

Для досягнення ефекту лікарських препаратів необхідна їх біоактивації в організмі (трансформація в активну форму) в клітинах печінки (гепатоцитах) системою ферментів Р450 (CYP). Гени, що кодують ці ферменти, поліморфні, причому часто зустрічаються алелі, що кодують утворення ферментів зі зниженою або відсутньою функцією.

На активність цитохромів, крім особливостей будови кодують їх генів, впливають такі чинники, як вік, маса тіла, спосіб життя, шкідливі звички, особливості дієти, супутні захворювання, прийом лікарських препаратів. Ці фактори відповідають за формування індивідуальних особливостей роботи ферментів Р450 і визначають характер метаболізму більшості ліків. Головним ферментом біотрансформації непрямихантикоагулянтів є ізофермент цитохрому Р450 CYP2C9.

ген CYP2C9локалізована на 10-й хромосомі в ділянці 10q23.33. Існують варіанти гена (алелі) CYP2C9, Що кодують утворення ферменту зі зниженою або відсутньою функцією. Варіант гена, що несе точкову заміну аденіну на цитозин в позиції 1 075 (A1075C), веде до зниження метаболічної активності ферменту і позначається як CYP2C9 * 3. Заміна одного нуклеотиду тягне за собою заміну амінокислоти ізолейцину на лейцин (Ile359Leu) в ферменті CYP2C9. Таким чином, синтезується фермент зі зміненою функцією, активність якого становить менше 5% від активності ферменту * 1. Основний (незмінений) варіант гена позначається як CYP2C9 * 1.

Найбільш поширений генотип, який зумовлює нормальний метаболізм варфарину і позначається, як CYP2C9 * 1 / * 1.

генетичний маркер CYP2C9 * 3(Генотипи * 3 / * 3 і * 3 / * 1) пов'язаний зі зміною функціональної активності ферменту цитохрому P450, що знижує швидкість виведення варфарину з організму. Наявність у пацієнта алеля * 3 призводить до істотного зниження активності ізоферменту цитохрому, що збільшує антикоагуляційний ефект препаратів до 7 разів і може служити причиною розвитку таких ускладнень, як великі внутрішні кровотечі і епізоди надмірної гіпокоагуляції.