Смекни!
smekni.com

Биохимические механизмы гепатотоксичности ксенобиотиков (стр. 1 из 6)

БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ГЕПАТОТОКСИЧНОСТИ КСЕНОБИОТИКОВ


Из миллионов известных химических веществ более 63 тысяч находятся в широком использовании, а около 55 тысяч соединений, в том числе и лекарства, представляют опасность для человека и животных. Ежегодно более 1 млн человек страдает от побочных эффектов фармакотерапии и около 180 тысяч умирают от них, экономический ущерб составляет более 136 млрд долларов в год [Holland E.G., Degruy F.V., 1997 (-1)]. Однако большинство побочных эффектов дозо-зависимы и вполне предсказуемы.

Многие ксенобиотики способны вызывать поражение печени. Так, в США у 2–5% больных, госпитализированных по поводу желтухи, впоследствии выявляется лекарственное поражение печени, а от 15 до 30% случаев фульминантной печеночной недостаточности и около 40% случаев острого гепатита у лиц старше 50 лет связано с приемом лекарств [Lewis J.H, 1999; Bass N.M, Ockner B.A.., 1996 (2,3)]. Распространенность лекарственных поражений печени неодинакова в разных странах и зависит от структуры употребления лекарств. В России острые медикаментозные поражения печени выявляются у 2,7% госпитализированных больных и на первом месте находятся противотуберкулезные препараты, затем антибактериальные, нестероидные противовоспалительные, гормональные, цитостатические, гипотензивные, антиаритмические средства [Т.Е. Полунина, 1999, (4)]. В Англии первое место в этиологии фульминантной печеночной недостаточности занимает передозировка парацетамола, оттесняя на второй план острые вирусные гепатиты [J.H. Plevris et al.,1998(5)]. В США ежегодно острые отравления парацетамолом, требующие госпитализации, регистрируются с частотой 29 на 100000 населения, в Израиле – 57, в Великобритании – 200 [F.V. Schiodt et al., 1997; G.R. Bond, L.K. Hite, 1999 (6, 7)]. При этом в 18-30% случаев токсичность парацетамола была связана с его приемом в терапевтических целях, в остальных случаях - с суицидальными попытками.

К сожалению, большинство токсических поражений печени протекает скрыто, клинически их трудно отличить от других заболеваний печени. Если лекарственное поражение печени вовремя не диагностировано и прием лекарств продолжается, тяжесть поражения многократно возрастает [Sturgill M.G., Lambert G.H., 1997 (8)]. Общая смертность при медикаментозном поражении печени составляет около 5% [Werth B, et al., 1993 (9)]. При отравлениях парацетамолом даже в относительно невысоких дозах (в среднем 4-12 г) смертность может достигать 19% [F.V. Schiodt et al., 1997 (6)].

Печень является главным органом метаболизма ксенобиотиков и подвержена их токсическому влиянию. Функциональной единицей печени является ацинус, состоящий из трех концентрических зон гепатоцитов, расположеных вокруг портальной триады (терминальная ветвь воротной вены, печеночная артериола и желчный проток). Гепатоциты 1 зоны, наиболее близкие к портальной триаде, более устойчивы к повреждению. Гепатоциты зоны 3, наиболее отдаленные от портальной триады, получают меньшие количества питательных веществ и особенно восприимчивы к ишемическому, токсическому и вирусному повреждению.

Процессы первой фазы метаболизма ксенобиотиков преимущественно катализируются микросомальной монооксигеназной системой, основной компонент которой, - цитохром Р450, определяет функционирование всей системи метаболизма ксенобиотиков [Н.В. Адрианов, В.Ю. Уваров, 1988; Lewis, Lake, 1998]. Цитохром Р450 представлен набором белков, близких по строению, но разных по субстратной специфичности. Сегодня идентифицировано более 100 семейств цитохрома Р450 [Lewis, Lake, 1998; Omiecinski C.J. et al., 1999]. Многие ксенобиотики, первично нетоксичные для печени, способны превращаться в токсические метаболиты [Арчаков А.И., Карузина И.И. 1988, Hinson J.A; Forkert P.G., 1995 Chen, Cederbaum,1998; Omiecinski C.J. et al., 1999]. Благодаря реакциям второй фазы происходит конъюгация образованных метаболитов с глюкуроновой, серной, уксусной кислотой и глутатионом, что приводит к повышению их водорастворимости и облегчает выведения почками. Конъюгирование метаболитов предотвращает дальнейшее повреждение печени, так как большинство конъюгатов являются биологически инертными веществами [Hinson J.A.; Forkert P.G., 1995; Lee W.M., 1995].

Общая характеристика токсических повреждений печени. Существует два основных типа повреждения печени ксенобиотиками [Lee W.M., 1995; Sturgill M.G., Lambert G.H., 1997; F. Longo и соавт., 1998; Tanaka E., 1998]. «Предсказуемая» гепатотоксичность ксенобиотиков характеризуется дозо-зависимым образованием токсических метаболитов и зависимым от дозы масштабом повреждения гепатоцитов. Токсическое действие таких веществ возникает вследствие их приема в дозе, превышающей емкость систем биотрансформации (передозировка лекарств, дефицит субстратов конъюгации, коферментов и ферментов, необходимых для детоксикации) или влияния индукторов и ингибиторов метаболизирующих ферментов. Дозозависимое поражение печени способны вызывать тетрахлорметан, парацетамол, аспирин, тетрациклины, гризеофульвин, никотиновая кислота и ее производные, амиодарон, эстрогены, анаболические гормоны, меркаптопурин, метотрексат, полусинтетические пенициллины и цитостатические антибиотики и ряд других веществ.

Другие препараты, такие как эритромицин, изониазид, галотан, хлорпромазин, дают токсический эффект лишь у некоторых чувствительных лиц и независимо от дозы. Такую гепатотоксическую реакцию относят к проявлениям идиосинкразии [Е.В. Арзамасцев, Б.И. Любимов, 1995; D. Larrey, G.P. Pageaux, 1997]. Причинами идиосинкразии на лекарство могут быть генетические различия в активности метаболизирующих ферментов, наличие генетических дефектов в защитных механизмах, что увеличивает экспозицию к токсическим метаболитам, продуктам конъюгации метаболитов с белками и другими макромолекулами [D. Pessayre, D. Larrey, 1988, C.R. Wolf, G. Smith, R.L. Smith, 2000; Lazarou J. et al., 1998; Wormhoudt L.W. et al., 1999].

Например, у лиц с генетически низким уровнем изофермента СYP2D6, препараты типа дебризохина, пергекселина, пропранолола, хинидина, дезипрамина, гидроксилируемые этим ферментом, имеют очень длительный период полувыведения, а, следовательно, и высокую вероятность токсических проявлений [W.M. Lee, 1995; D. Larrey, G.P. Pageaux, 1997 Wynn R.L., Meiller T.F.., 1998]. Дефицит изоферментов М1 и Т1 глутатион-S-трансферазы повышает гепатотоксичность такрина у больных с болезнью Альцгеймера [SimonT, etal., 2000].

Повреждения печени ксенобиотиками весьма многообразны и могут быть острыми и хроническими. Острое повреждение печени классифицируют как цитотоксическое, холестатическое и смешанное. Хроническое поражение печени проявляется хроническим активным гепатитом, стеатозом, фосфолипидозом, вено-окклюзивной болезнью, циррозом печени, пелиозным гепатитом и другими состояниями [Lewis JH, Zimmerman HJ, 1989, Zimmerman HJ, 1993; Lammert F, Matern S., 1997].

Гистологическая классификация токсических повреждений печени ксенобиотиками приведена в табл. 1.

Таблица 1

Гистологическая характеристика некоторых типов токсического повреждения печени ксенобиотиками [Sturgill MG, Lambert GH, 1997].

Характеристика повреждения Возможный механизм повреждения Представители ксенобиотиков
Зональный некроз Образование клеточных аддуктов, свободных радикалов, неоантигенов Ацетаминофен, галотан
Токсический гепатит Образование гаптенов Изониазид,фенитоин, сульфаниламиды
Mикровезикулярный стеатоз Дефицит ß-окисления жирных кислот Тетрациклин, вальпроевая кислота, тамоксифен
Макровезикулярный стеатоз Повышение синтеза триглицеридов и снижение их выхода из клетки Хроническое употребление этанола
Фосфолипидоз Образование лизосомальных включений Амиодарон
Гепатоканаликулярный холестаз Воспаление, повреждение билиарных канальцев Хлорпромазин
Каналикулярный холестаз Уменьшение текучести мембран, активности Na+/K+-ATФазы Стероидные гормоны
Вено-окклюзивные заболевания Тромбозы терминальных печеночных венул Радиация, азатиоприн, 6-тиогуанин
Пелиозный гепатит Повреждение синусоидальных мембран Стероидные гормоны, тамоксифен
Опухоль печени Неизвестен Стероидные гормоны

Более детальная классификация повреждений печени ксенобиотиками на основе клинических, гистологических и биохимических данных представлена в таблице 2, основанной на работах Farrell [1994, 1997].

Таблица 2

Классификация лекарственных поражений печени по Farrell [1994,

1997]

Нарушение функции печени
Индукция ферментов Фенитоин, варфарин
Гипербилирубинемия Новобиоцин,рифампицин
Острый некроз гепатоцитов
Фокальный некроз Изониазид, клоксациллин, галотан
Мостовидный некроз Изониазид, альфаметилдофа, фосфор
Зональный некроз Парацетамол, галотан, фосфор
Массивный некроз Галотан, вальпроевая кислота, НПВС
Жировая печень
Острые жировые изменения Тетрациклин, вальпроевая кислота, НПВС, кортикостероиды, аспарагиназа
Стеатогепатит Пергексилин малеат, амиодарон
Острый холестатический тип
Без гепатита Стероиды, анаболические андрогены
С гепатитом Хлорпромазин, эритромицин, флуклоксациллин
С повреждением желчных путей Хлорпромазин, флюклоксациллин, 4,4'-диаминодифенилметан
Холестатический тип
Синдром исчезновения желчных протоков Хлорпромазин, флюклоксациллин, амитриптилин
Склерозирующий холангит 5-фтордезоксиуридин
Хроническое паренхиматозное повреждение
Хроничекий активный гепатит Альфа-метилдофа, нитрофурантоин, дантролен
Фиброз или некроз Метотрексат, гипервитаминоз А
Сосудистые изменения
Расширение синусоидов Стероиды
Пелиозный гепатит Анаболические андрогены
Нецирротическая портальная гипертензия Винилхлорид, гипервитаминоз А, азатиоприн
Обструкция венозного оттока из печени 6-тиогуанин, ГКС, пирролизидиновые алкалоиды
Узловая регенеративная гиперплазия Азатиоприн, актиномицин Д
Другие сосудистые повреждения Стероиды
Опухоли печени
Гемангиома Стероиды
Фокальная узловая гиперплазия Стероиды
Аденома печени Стероиды
Гепатоцеллюлярная карцинома Стероиды
Гепатобластома, холангиосаркома, карциносаркома Стероиды
Гемоангиосаркома Винилхлорид, диоксид тория, мышьяк

Нарушение функции печени. Этот тип влияния ксенобиотиков на печень проявляется индукцией метаболизирующих ферментов [Pelkonen O., et al.. 1998]. Способность к индукции имеют барбитураты, антиконвульсанты, анальгетики, психотропные средства, антибиотики, протигрибковые препараты, гиполипидемические и антигистаминные препараты, стероиды, синтетические антиоксиданты, витамины и другие препараты. Хотя индукция метаболизирующих ферментов направлена на быстрейшее удаление чужеродного соединения из организма, длительное повышение активности ферментов нарушает обмен стероидных гормонов, витаминов (особенно ретинола и холекальциферола). Стимулирование синтеза гема может провоцировать гипербилирубинемию [Farell, 1994] и развитие порфирии [Bloomer J.R., 1998; M.F.M. James and R.J. Hift, 2000].