350 likes | 677 Vues
Prooksidativni efekti lekov a i nutrimenata. Doc. dr sc.ph. Mirjana Đukić Institut za toksikološku hemiju, Farmaceutski fakultet u Beogradu. Prooksidativni efekat ?. Kada jedinjenja deluju kao o ksidansi (tj. akceptori elektrona i vodonika, kada sami bivaju redukovani)
E N D
Prooksidativni efekti lekova i nutrimenata Doc. dr sc.ph. Mirjana Đukić Institut za toksikološku hemiju, Farmaceutski fakultet u Beogradu
Prooksidativni efekat ? • Kadajedinjenja deluju kao oksidansi (tj. akceptori elektrona i vodonika, kada sami bivaju redukovani) • Štetno deluju kroz proces stvaranja reaktivnih vrsta, tj. slobodnih radikala (SR) i nastanka oksidativnog stresa (OS).
Slobodni radikali • SR su atomi, molekuli ili joni koji sadrže jedan ili više nesparenih elektrona u zadnjoj molekulskoj/atomskoj orbitali. • Prisustvo nesparenog elektrona čini ih vrlo reaktivnim, što omogućava da oštete sve klase biomolekula u ćeliji. • Obeležavanje: tačka ispred valentnog statusa jona (O2).
oksidovan redukuvan + Mehanizam reakcija slobodnih radikala nesparen elektron elektron transfer + SLOBODNI RADIKAL biomolekula 11
Mete delovanja SR u ćeliji i oštećenja • Lipidne membrane (sub/celularne) • lipidna peroksidacija • Proteini (konstitutivni i funkcionalni (enzimi)) • oksidacija i posledično unakrsno vezivanje • Genetski materijal: DNK • hromozomske aberacije, aktivacija onkogena, apoptoza...(OH oksidiše šećernu komponentu, kida lanac DNK i oslobađaju se baze)
Direktno oksidacijom Stvaraju se sekundarne reaktivne vrste (ne/radikalske forme sa O, N, S i C) Indirektno drugim mehanizmima Supresijom antioksidativnog sistema odbrane (AOS) (inhibicija enzima AOS) Supresija reparativnih mehanizama AOS (inhibicijom reparativnih enzima) Utroškom redukovanih ekvivalenata (GSH, NAD(P)H) Oksidacijabiomolekula
Primarna enzimska neenzimska liposolubilna hidrosolubilna Sekundarna protein specifične oksidoreduktaze proteini koji vezuju metale sa prelaznimvalencama Antioksidativna zaštita
Antikancerogeni Analgo-antipiretici Lekovi Toksičniji metaboliti u odnosu na uneseni lek, uglavnom nastaju reakcijama oksidacije u prvoj fazi metabolizma lekova. Antibiotici Antiepileptici Antituberkulotik Anestetici
Antineoplastici • CISPLATIN– dozno zavisna nefrotoksičnost • BLEOMOCIN - dozno i vremenski zavisna intestinalna pulminalna fibroza kod ljudi. • ADRIAMICIN (doksorubicin) - kardiotoksičan • predklinička i klinička ispitivanja pokazuju da suplementacija α-tokoferolom ublažava nus efekte,in vitro, kao i in vivo.
O O H O O H O H H O O O H MeO O M e NH 2 O H Doksorubicin 34
O O O H O2 C C H O H 2 O H H O Superoksidni anjon radikl H C O O O H 3 H2O2 O 1e- H C 1e- 3 O N H OH B 2 O H O Molekularni kiseonik Hidroksil radikal OH O H C C H O H 2 O H Lipidna peroksidacija . H O H C O O O H 3 proteinii nukl. kiseline oštećenje O H C 3 O O2 N H 2 O H Nezasićene masne kiseline membrana Lipidni radikali Lipidna peroksidacija Semihinon radikal Adiranje kiseonika A Stvaranje SR metabolizmom doksorubicina NADPH NADP 35
Mehanizam delovanja NSAIDS • Blokiraju reakciju arahidonske kiseline sa ciklooksigenazama/peroksidazama i tako blokiraju nastanak i oslobadjanje inflamatornih medijatora (prostaglandini i leukotrijeni), medjutim ostaje aktivnost MPO • Prilikom antiinflamatornog delovanja NSAIDS ostaje aktivna mijeloperoksidaza (MPO, to je PMN peroksidaza) koja sama kao oksidacioni agens deluje na lekove i glavni je oksidant u fagocitnoj akciji („respisratory burst“ MPO-H2O2-Cl-), tj. produkuje SR, i otuda oštećenja tkiva prilikom upotrebe ovih lekova.
Paracetamol (acetaminofen) Tokom biotransformacije u jetri nastaje N-oksidovani reaktivni intermedijer N-acetil-para-benzo-hinon-imin koji iscrpljuje rezerve GSH i trajno povećava koncentraciju Ca2+ u hepatocitima izaziva oksidativni stes i nekrozu jetre. Vitamin C redukuje kovalentne veze reaktivnog metabolita i regeneriše GSSG (oksidovani glutation). N-acetil-p-benzohinonimin
Tetraciklini - pacijenti sa cističnom fibrozom (snižena aktivnost AOS, izmerene niže konc. vit. E u plazmi), su osetljiviji na než.dej.tetr. Antibiotici
Antiepileptici smanjuju nivoe vitamina E u plazmi Tiolni antioksidansi i vitamin C, ali ne i vitamin E sprečevaju autooksidaciju dopamina. Njihov zaštitni efekat se manifestuje inhibicijom dopamin indukovane apoptoze.
Nitrati • Organski nitrati - brza vazodilatacija (terapija anginepektoris) • metabolisanjem se oslobađa NO, snažan vazodilatator • Razvoj tolerancije prema nitratima se odigrava paralelno sa smanjivanjem broja sulfhidrilnih grupa u tkivima usled stvaranja RNS i ROS. • Klinička ispitivanja su pokazala da vitamin C i N-acetil cistein mogu donekle da spreče toleranciju koja se javlja pri tretmanu nitratima.
Acetil transferaza Izoniazid (NH) Acetilizoniazid Izonikotinična kiselina (ekskretovan urinom) Acetilhidrazin - H2O Kovalento vezivanje Za makromolekule AntituberkulotikBioakivacija izoniazida 20
Opšti anestetikBioaktivacija halotana F C l F C l F C l 1 F C C H F C C O H F C C O oksidacija F B r F B r F - HBr - e 2 Halotan Trifluoroacetil _ hlorid F C l Celularni F C C H protein - HCl F B r - Br F O . F F O F C C O H F C C H F C C P r o t e i n F F C l F Trifluoroacetatna kiselina Antigen Kovalento vezivanje Lipidna peroksidacija Imuno-posredovana Direktna ctotoksičnost Nekroza jetre 36
hidrosolubilni: vit C (askorbinska kis.) GSH - glutation, Urea liposolubilni: vit E (tokoferol), vit A (retinol), provit. A (karoten), koenzim Q (ubihinon) Antioksidansi Prirodni i sintetski Poseduju različite afiniteti prema substratu Antioksidansi su jedinjenja koja u malim koncentracijama u poređenju sa odgovarajućim supstratom, značajno odlažu/sprečavajuili menjaju oksidaciju biosupstrata.
Vitamin E antioksidans lipofilnog karaktera - osam različitih strukturnih izomera tokola, podeljenih u dve grupe: četiri tokoferola (, , , ) i četiri tokotrienola (takođe , , , ). • Iako svih osam izomera ima isto fiziološko i farmakološko dejstvo, -tokoferol je najaktivniji. • Za dejstvo je izuzetno važno u kom obliku je primenjen Istraživanja ukazuju da -tokoferol sukcinat ostvaruje povoljan efekat kod raka dojke, dok -tokoferol acetat ne daje rezultate. IJ=0.67 d/ -tokoferol (acetata) IJ=0.45 dl/ -tokoferol (acetata)
Antioksidantno delovanje zasnovano je na redukcionoj osobini - fenolna grupa i kiseonik su u para položaju (lako dolazi do oksidacije u tokoferilhinon). Zaustavlja lipidnu peroksidaciju i na taj način održava stabilnost ćelijskih membrana Vit C redukuje nastali tokoferil-radikal u tokoferol, i tako ga regeneriše.
generički naziv za L - askorbinsku kiselinu (ASK) i njen oksidovani oblik dehidroaskorbinsku kiselinu (DHAK). Hidrosolubilan je vitamin. Neke životinjske vrste imaju sposobnost da ga sintetišu. . Vitamin C Antioksidantna aktivnost: redukciono sredstvo
Toksičnost vitamina Hidrosolubilni vitamini - retko ispoljavaju toksičnost jer se uneti višak ekskretuje putem urina Liposolubilni - mogu ispoljiti toksičnost ako se unesu u prekomernoj dozi, jer se deponuju u masnom tkivu (poseban oprez sa vitaminom A i D)
Preporučeni dnevni unosi Recommended daily allowance (RDA) odrasle osobe
GSH glutation - L- glutamil- L- cisteinilglicin • Štiti ćeliju od oksidativnog stresa (sulfhidrilna grupa cisteina čini GSH dobrim nukleofilom, tj. redukcionim agensom) • U fazi konjugacije sa potencijalno toksičnim elektrofilima, kao što su epoksidi ili metaboliti lekova (paracetamol) stvara konjugate.
Antioksidansi u visokim dozama ili u kombinaciji • Deluju prooksidativnono, nakon redukcije supstrata prelaze u stabilnu radikalsku formu (GSH, Vit E) • b-karoten podleže autooksidaciji u prisustvu O2 i ispoljava prooksidantne osobine
Prooksidantni efekat na primeru vit C • oslobadja Fe iz apoferitina • redukuje Fe3+ u Fe2+, kao i Cu i druge... • Regenerisanjem vit E, GSH i dr. antioksidansa povećava njihovu koncentraciju što doprinosi njihivom prooksidantnom dejstvu Fentonova reakcija OH•
Metali sa promenljivom valencom stvaraju SR (Fe, Cu, Mn, Cr) Prooksidativni efekat metala Direktni gvožđe, bakar, hrom, mangan Fentonova reakcija (Fe, Cu): Fe2+atp + H2O2 +H+ Fe3+atp+HO + H2O rxnG -21 kJ/mol spontana reakcija