Farmacologia generale - metabolismo epatico dei farmaci

Processo di glucuronidazione della Uridina-Ribosio

O O O COO1) nucleofilo R O OO O -YOH Uridina-Ribosio O. P. O. P.O(*)OH - -2-O OH OHPO OO O O3 +OHOHOH O P. O. P.O2) Ossidazione - - Uridina-RibosioOHOH OOUridina_Ribosio GlucuronidasiAc. glucuronico + R-Y-Hα-glucosio-1-fosfatoCioè, il reagisce dapprima con Uridintrifosato (UTP) per dareuridindidfosfato-α-glucosio con eliminazione di pirofostato inorganico e con conservazione diαconfigurazione del C1 del glucosio. Poi il gruppo alcolico 1ª in C6 viene deidrogenato adaldeide e quindi ossidato ad acido. Poi il centro nuclefilo , HY: (dove YH = OH, NH, SH) , delsubstrato dà una tipica S 2 da retro con inversione di configurazione catalizzata da UDPG-Ntransferasi (*). La sostituzione è resa possibile dal fatto che il gruppo uscente uridindifosfato èuna base molto debole essendo l'anione (fosfato) coniugato con un acido forte (uridin diβ-glucoronide.fosforico). Si ottiene quindi un La UDP-glucuronil transferasi ha

sensibili agli alcali ed ai nucleofili e, data la mobilità del gruppo acilico, possono dar luogo a reazioni di trans-esterificazione, che possono portare al trasferimento dell'acile su altri ossidrili della stesso residuo glucuronico o su gruppi amminici di proteine o altre biomolecole. La proteina così acilata può comportarsi da aptene e causare risposte immunologiche in seguito ad una successiva esposizione alla sostanza acida-COO (vedi precedente schema). Questa ipersensibilizzazione è responsabile delle reazioni anafilattiche all'acido acetilsalicilico e ad altri FANS. La frequenza di queste risposte immunotossiche dipendono dalla reattività dell'acil glucuronide e dalla stabilità della proteina antigenica: antiinfiammatori come il benoxaprofene, zomepirac, indoprofene ... sono stati ritirati dal commercio. Questa reattività degli O-acilglucoronidi può essere responsabile di glucuronide IV°

substratiI C2- , C3- e C4-O-acilglucuronidi ottenuti per trasposizione dei C1-O-acilglucuronidi sono dei regioisomeri non8più riconosciuti dalle glucuronidasi e quindi resitenti all'idrolisi.

93SolfoconiugazionePreferenziale per fenoli: Catecolamine Acidi BiliariOrmoni steroideiFarmaci Fenolici e Derivati tirosiniciSolfonati anche: alcoli amine >> tioliLimitata dalla disponibilità di solfato:• A basse concentrazioni di substrato prevale su glucuronazione• Ad alte “ “ cede alla “Alcuni solfoconiugati possono risultare attivi:Minoxidil solfato Morfina 6-solfatoAltri tossici per spiccate proprietà alchilantiSedi principali: fegato e intestino→ →42-SO + 2 ATP (ATP-solforilasi + Chinasi) 3-Fosfoadenosina-5-fosfosolfato + 2 ADP +PPi NH2 NN O O OAr OH-N CH O P O S O +N 2 -Ar O SO O- OO O32-OH OPO Anidride mistalegame deboleCONIUGAZIONE con AMINOACIDISostanze con gruppi COOH ramificate, alicicliche e aromaticheLineari:

beta-ossidazione e acetato

AA principale: Glicina (taurina per ac. biliari)

Coniugati sempre non tossici → ADP + R-CO-S-CoA

R-COOH + HS-CoA + ATP (acilsintetasi) 94→R-CO-S-CoA + H N-CH -COO- HS-CoA + R-CO-NH-CH -COO-2 2 2(aciltransferasi)

OCOOH -N COO+ -CHH N COO23 H

Acido ippurico 95

ACETILAZIONE

Avviene principalmente su gruppi amminici:

• ammine 1ª aromatiche e alifatiche
• aminoacidi
• idrazine
• sulfanilamidi: N1 e/o N4

Alcuni coniugati conservano attività: N-acetil-procainamide

Polimorfismo ereditario:

• Individui acetilatori lenti più predisposti alla tossicità acuta
• “ “ veloci: più predisposti alla tossicità cronica
• tumore alla vescica e fegato

Ac S CoA RNHSO NH COCHRNHSO NH 2 32 2 acetiltransferasi(*)

Ossidrilazione catalizzata da CYP 450+[Ar-NH ]: ione nitrenio, fornisce legami covalenti con ac. nucleinici e proteine

cancerogeno (tumore alla vescica)

OO OAcCoA CYP450Ar NH Ar NH CAr NH C CHCH2 3

3Acetil N_ossidoO +Ar NHAr NH O C CH 3 arilnitrenioAcetilidrossilammina 96Coniugazione con Glutatione : Sintesi MercapturicaCoinvolge sostanze alchilanti: suscettibili all'attacco nucleofilicoProtegge dall'alchilazione proteine, enzimi, ac. nucleiniciMETILAZIONEO- e N-Metilazioni : più attive su composti endogeniMolto spesso si osserva incremento di attività:S-M ETILAZIONE DETOSSIFICANTE • disulfiram, captopril, penicilamina 97• 6-propiltiouracile, 6-mercaptopurina• R-SH e H S2 98% Metabolismo: Coniugazione del CianuroComplessasione con Fe dei Citocromi ed EmoglobinaProgramma di TossicologiaPolimorfismo GeneticoGrande variabilità nel metabolismo dei farmaci CYP 450-dipendenti:→ polimorfismo genetico , maggiore causa→ induzione enzimatica→ funzionalità epatica e renale, malattie→ sesso, età, attività fisica, rischi professionali, bioritmi, dieta …Pol. Gen. : diversità genetica

Nell'espressione naturale di isoforme di CYP 450

Isoforme: diversa capacità di catalizzare le biotrasformazioni

Risposte insolite o esagerate a normali dosaggi di un farmaco

CYP 450 che catalizza ossidrilazioni e demetilazioni

ossidative (CY2D6):

• Fenotipo Attivo Metabolizzatori estensivi: alta capacità di detossificazione ma maggior rischio per estensiva attivazione di percancerogeni
• Fenotipo Poco Attivo Metabolizzatori scadenti (5-10% caucasici): Risposte esagerate sia terapeutiche che tossiche. Insensibili alla codeina per mancata O-demetilazione

Polimorfismo è stato associato anche aad altri processi enzimatici:

• Acetilasi di idrazine, amine aromatiche, benzodiazepine...
• Colinesterasi serica
• Alcool deidrogenasi, aldeide deidrogenasi
• Epossido idrolasi
• Xantinossidasi

Ad es.: 50% degli orientali mancano di aldeide deidrogenasi...

Metabolismo Extraepatico:

F :EGATO SEDE PRIMARIA

Molti Enzimi

metabolizzanti gli xenobiotici sono ubiquitari

Superfici gastrointestinale e polmomare: relativamente più ricche:

Presenti: varie famiglie di CYP 450 (ossidazioni e demetilazioni)

Enzimi di coniugazione, acetilazione, idrolisi …

Per os sono particolarmente evidenti interazioni fra farmaci e farnaci/dieta:

Induzioni e Inibizioni↑

Induttori (es. fumo): biodisponibilità di altri farmaci↓

Inibitori ( es. eritromicina, steroidi ):α

Cavoletti di Bruxelles: rallentano la 2 -ossidrilazione del testosterone

Vit B6 dietaria aumenta l'attività della L-AA-decarbossilasi intestinale

Tiramina (formaggi, vino rosso, banane ) come substrato inibisce le MAO intestinali e sistemiche

Paracetamolo (fenoli) co-somministrato a etinilestradiolo ne aumenta del 48%la conc. Ematica competendo per la solfoconiugazione.β

Microflora intestinale: produce -glucuronidasi, solfatasi e varie glucosidasi

Ruolo importante nel metabolismo presistemicoβ →-glucoronidasi,

solfatasi, … riciclo entero-epatico

Farmaci: digossina, contraccettivi, cloramfenicolo

Endogeni: H. Tiroidei, Ac. biliari, ac. folico, colesterolo

Riduttasi: NO2 nitroimidazoli

Ar-N=N-Ar sulfalazina, prontosil rosso, … (prodrugs)