Farmacocinetica

METABOLISMO DEI FARMACI.

Abbiamo visto questo termine quando abbiamo parlato dell'effetto del primo passaggio epatico. Intendiamo la fase che precede

l'eliminazione del farmaco. Il farmaco deve essere degradato o strutturalmente modificato per essere eliminato. Mentre la lipofilia è

un parametro fondamentale per l'assorbimento, per l'eiminazione la caratteristica primaria è l'idrofilia. Se abbiamo una sostanza

lipofilica sta al nostro organismo renderle più polare.

La biotrasformazione avviene principalmente nel fegato, che però non è l'unica sede del metabolismo: ci sono anche polmoni,

intestino, plasma. Per i farmaci che hanno un elevato metabolismo, devo dare una dose maggiore oppure devo cambiare via di

somministrazione.

Le reazioni di metabolismo di un farmaco possono dar vita a metaboliti attivi e non.

Esempi delle diverse sedi di metabolismo:

• La succinilcolina è idrolizzato da pseudocolinesterasi plasmatiche.

• I prostanoidi sono metabolizzati nei polmoni.

• la tiramina è un derivato della tirosina che viene metabolizzata da enzimi al livello intestinale (iMAO). Si trova nei

formaggi morbidi. Si assume con la dieta e poi si metabolizza al livello intestinale. Se il paziente prende farmaci inibitori

del iMAO, come gli antidepressivi e assume tiramine, queste non vengono più metabolizzate, Essendo un derivato della

tirosina, si formano tante catecolamine e può portare ad una crisi ipertensiva.

Reazioni che appartengono alla fase del metabolismo.:

• Reazione di fase 1: c'è un aumento di polarità. Ci sono reazioni chimiche che rendono la molecola più polare oppure si

smascherano gruppi polari o si aggiunge un gruppo polare.

• Reazione di fase II: si forma un coniugato ancora più polare.

Una volta che il farmaco è reso più polare nella reazione di fase I, va in reazione di fase II, ma non è sempre così.

Reazioni di fase I.

• ossidazione: la maggior parte dei farmaci viene ossidata dai citocromi. I citocromi p450 sono enzimi localizzati al livello

epatico nel REL. Ecco perchè il fegato è l'organo che va a metabolizzare i farmaci.

• dealchilazione

• deaminazione

• idrolisi

• deacetilazione

• epossidazione.

Facilitano al comparsa, l'aggiunta e lo smascheramento di gruppi idrofili.

CITOCROMI P450.

Sono proteine caratterizzate dal gruppo EME. Si chiamano così perchè quando sono trattati con il CO hanno uno spettro con un picco

di assorbimento a 450 nm e assumono un colore rosa (pink). Esistono almeno 74 isoforme di citocromi p450 che hanno tutte una

classificazione che ci dice l'appartenenza di quel particolare citocromo:

• I numeri romani indicano la famiglia di appartenenza. La differenza tra le famiglie consiste nella sequenza amminoacidica

che differisce in misura del 70%.

• Le lettere rappresentano la sottofamiglia. Le sottofamiglie si differenziano perchè c'è una sequenza amminoacidica diversa

in misura del 30%.

• I numerini sono molto specifici perchè danno l'isoforma specifica, mi dicono l'interazione che possono avere.

Queste percentuali indicano il contenuto del citocromo al livello del fegato umano. Il CYTPIIIA45 è responsabile del metabolismo

di circa il 50% dei farmaci assunti.

OSSIDAZIONE.

Il citocromo e il farmaco si incontrano e formano un composto binario. A questo punto c'è una reazione di ossido-riduzione a monte

che coinvolge il cofattore NADPH, che cede un elettrone alla flavoproteina. La flavoproteina prende l'elettrone, riducendosi, e poi

ricede un elettrone al complesso binario farmaco-citocromo. Il questo modo il ferro del gruppo EME si va a ridurre. In presenza di

ossigeno (ossigeno:substrato → 1:1) si forma un complesso ternario molto instabile. Inoltre la presenza di questo elettrone mi fa

ossidare il ferro. La molecola di ossigeno a questo punto si divide: un atomo si riduce formando acqua, l'altro si lega alla molecola

del farmaco. In definitiva abbiamo l'ossidazione del farmaco che ora ha un gruppo OH.

Le ossidasi che intervengono in questa reazione vengono chiamate ossidasi a funzione mista perchè da una molecola di ossigeno un

atomo si riduce e un altro di ossida sul farmaco.

Il questo riquadro vediamo gli enzimi necessari: NADPH, flavoproteina, Cyt P450, ossigeno.

Il citocromo non fa tutto. Ci sono reazioni di fase I che sono mediate da altri enzimi.

L'etanolo è metabolizzato dalle deidrogenasi che si trovano nel citoplasma. Solo per il 25% è metabolizzato dal citocromo p450. Un

alcolista cronico ha un sistema di metabolismo per via p450 maggiore. Questo perchè andiamo a saturare la via di smaltimento vie

deidrogenasi.

Il cloramfenicolo è inattivato dal fegato attraverso una microriduzione ad opera di enzimi specifici. Poi ci sono enzimi particolari

come la dopa decarbossilasi.

Se il metabolita che si forma dopo la fase I ha un'attività modificata che succede?

I composti che si formano dalla reazione di fase Isono generalmente inattivi, a parte qualche eccezione: il minoxidil per agire ha

bisogno di essere attivato da una reazione di fase II. La morfina quando si coniuga mi va a fare coniugati che hanno attività

analgesica maggiore della morfina.

• il metabolita è attivo: è il caso dei profarmaci. I profarmaci hanno un interesse importante non solo economico ma anche

farmacocinetico. Un profarmaco ci dà la possibilità di superare limiti di assorbimento e biodisponibilità.

• Il metabolita è tossico.

REAZIONI DI FASE II.

Dalla fase I abbiamo ottenuto un composto polare. Le reazioni di fase II sono reazioni di coniugazione, che consistono in un legame

con una molecola endogena.

Le reazioni di coniugazione sono fatte dalle trasferasi, che si trovano nel RE degli epatociti.

Reazioni di fase II:

• glucuronazione: si introduce una molecola di acido glucuronico.

• Acetilazoine: enzima N-acetiltrasferasi.

• Metilazione: le COMT che si associamo alle ????

• solfatazione: il minoxidil si trasforma nel composto attivo con questa reazione.

• Coniugazione con glutatione

• coniugazione don glicina.

Reazione.

Le trasferasi trasferiscono acido glucuronico o sul farmaco, se è già polare, oppure su un metabolita di fase I in cui sono stati

smascherati i gruppi più polari. Si forma un glucuronato che si elimina facilmente.

Metabolismo dell'aspirina.

L'aspirina va in fase 1 con una deacetilazione. Ottengo l'acido salicilico, che poi passa in fase II e si forma un coniugato con una

molecola di glicina.

Il paracetamolo viene usato come arma di suicidio perchè facilmente si può andare in tossicità. La molecola viene quasi

completamente metabolizzata da reazioni di fase II:

• per il 35% con la glucuronaizone

• per il 60% con la solfatazione

• per il 5% con il citocromo p450.

Se assumo una dose standard di paracetamolo al giorno non ho nessun effetto perchè verrà gucuronato o solfatato. Se il parcetamolo

viene metabolizzato dal citocromo, si forma un metabolita attivo che forma addotti con acidi nucleici. Se assumiamo paracetamolo

succede che la piccola percentuale di citocromo mi aumenta sempre più perchè si saturano le vie di solfatazione o glucuronazione. Se

mi si forma questo metabolita attivo potenzialmente tossico, ma ho ancora scorta di GSH (glutatione) io sto superando le dosi ma non

avverto nulla. Se però continuo, ad un certo punto oltre alle vie di metabolizzazione si esauriscono anche le dosi di GSH e vado

incontro a una grave epatotossicità. Tutto questo giro può durare 24 ore, prima non ho nulla.

Come recupero il paziente?

Dipende da quanto tempo è passato e da come sta. Se sono passate 8-16 ore posso dare acetil-cisteina perchè è un precursore del

glutatione. Se passano 24-36 ore la situazione è grave.

Il paracetamolo ha anche le fasi invertite: prima va in fase II e poi passa in fase I.

Metabolismo a fasi invertite.

L'isoniazide è un antitubercolare. Va subito in fase II con una acetilazione e questi sono gli enzimi responsabili. Si forma il derivato

acetilato che poi passa in fase I con l'idrolisi. C'è una divisione della struttura molecolare. Si forma acido isonicotinico e poi

l'acetilidrazina. Quindi parte della molecola è un metabolita epatotossico.

La caratteristica particolare è la reazione di acetilazione ad opera di enzimi che sono variabili geneticamente ( N-acetiltrasferasi).

Nel grafico il gruppo a destra mostra acetilanti lenti, in cui si ha meno epatostossicità perchè fanno meno metaoblita potenzialmente

tossico. Il 50% della popolazione degli USA, Neri, Europei e una piccola concentrazione di asiatici possiedono questa variante.

L'altro gruppo a sinistra comprende acetilanti rapidi.

Gli individui con acetilanti lenti sono due volte fortunati:

1. hanno rischio di epatotossicità inferiore,

2. 2) hanno concentrazione di farmaco maggiore.

Gli acetilanti rapidi invece sono doppiamente sfigati. Gli acetilanti lenti hanno anche effetti collaterali classici dell'isoniazide:

neuropatia.

Polimorfismo genetico.

La succinilcolina viene idrolizzata da enzimi particolari. È un bloccante neuromuscoalre ed è usata negli interventi chirurgici. Ha

un'azione che dura 4-5 minuti perchè al livello plasmatico ci sono enzimi che la idrolizzano e sono le pseudocolinesterasi, chiamate

così per distinguerle dalle acetilcolinesterasi che si trovano nel sistema nervoso. Sono enzimi prodotti dal fegato e poi rilasciati nel

plasma. Se do acetilcolina e viene subito metabolizzata, solo una piccola parte del farmaco raggiungerà la placca. L'attività di questo

enzima è fondamentale per determinare quanta succinilcolina arriva alla placca.

Anche questa pseudocolinesterasi è soggetta a polimorfismi. Ci sono soggetti con enzima normale; poi ci sono gli omozogoti che

hanno un allele autosomico, che è l'enzima anormale; e poi gli eterozigoti che hanno una miscela di enzima buono e cattivo.

Se un individuo ha una poca attività pseudocoliensterasica significa che quando do succinilcolina che non viene degradata e quindi i

pazienti andranno in paralisi postoperatoria.

Come faccio a capire che il paziente a cui do il farmaco è a rischio? Esiste un test ematico che viene chiamato test del numero di

dibucaina. Facciamo un prelievo di sangue che viene incubato con la dibucaina che inibisce la pseudocolinesterasi. Inibisce molto

bene l'enzima buono, invece inibisce in modo minore l'enzima cattivo. Dal test ricaviamo numeri: se il numero è alto significa che la

dibucaina è molto affine all'enzima e quindi l'enzima è normale. Se invece dà un numero tra 40 e 60 l'affinità comincia a scendere. Il

numero