Анотація до роботи:

Качула С.О. Метаболізм ксенобіотиків- субстратів цитохрому Р450 в умовах голодування, введення індукторів та інгібіторів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 03.00.04 – біохімія.- Інститут геронтології АМН України, Київ, 2004 р.

В роботі доведено, що під час голодування в печінці, легенях та нирках щурів зростають активності цитохромів Р4502Е1 та 3А, але знижуються активності цитохромів Р4502D, 2C, 1A2, УДФ-глюкуронілтрансферази, фенолсульфотрансферази і глутатіон-S-трансферази. Голодування посилює Р4502E1-залежні етапи метаболізму ацетаніліду, бромбензолу, толуолу, але гальмує залежні від Р4502С реакції метаболізму толуолу і індометацину. Ці зміни корелюють з активацією процесів глюконеогенезу, ліполізу та кетогенезу. Введення ацетону імітує ефекти голодування, а активності, що індукуються ацетоном та голодуванням, не відрізняються за відношенням до інгібіторів ізоферментів цитохрому Р450.

Голодування, введення ацетону та фенобарбіталу посилюють гепато-, нефро- та пульмотоксичність бромбензолу і CCl₄, а субстрати кон’югації (УДФ-глюкоза, сульфат натрію), інгібітори P4502E1 (діетилдітіокарбамат та диметилсульфоксид) - знижують. Препарат часнику INOD'AIL володіє протекторними властивостями, які обумовлені гальмуванням залежної від Р4502Е1 токсифікації ксенобіотиків та посиленням їх детоксикації через кон’югаційні механізми.

У дисертації узагальнено експериментальні дані, які свідчать про системний вплив голодування на процеси біотрансформації ксенобіотиків. Обґрунтовані нові підходи до підвищення опору організму до токсичної дії ксенобіотиків – субстратів цитохрому Р4502Е1 на основі використання препаратів, здатних впливати на активність метаболізуючих ферментів.

1. Голодування посилює каталізовані цитохромом Р4502E1 анілін- та пара-нітрофенолгідроксилазні активності в печінці, нирках та легенях щурів, активує залежну від цитохрому Р4503А еритроміцин-N-деметилазну активність, але знижує метопролол-О- і індометацин-О-деметилазні та ацетанілідгідроксилазну активності, залежні, відповідно, від Р4502D, 2C, 1A2. Виразність цих змін корелює зі ступенем активації процесів глюконеогенезу, ліполізу і кетогенезу. Введення ацетону значною мірою імітує індуковані зміни в активності ферментів, а монооксигеназні активності, що індукуються голодуванням та ацетоном, не відрізняються між собою за відношенням до ізоферментних специфічних інгібіторів.

2. Фенобарбітал менше, ніж ацетон чи голодування підвищує активність цитохрому Р4502Е1, але більше стимулює активності асоційовані з Р4503А, і не гальмує, а посилює активності ізоформ Р4501A2, 2С, 2D. Монооксигеназні активності індуковані фенобарбіталом, за чутливістю до специфічних інгібіторів значно відрізняються від таких, що індукуються голодуванням та ацетоном. Препарат INOD'AIL пригнічує активності каталізовані Р4502Е1 і мало впливає на інші ізоформи цитохрому Р450.

3. Голодування обмежує здатність організму до кон’югації ксенобіотиків з глюкуроновою кислотою, сульфатом та глутатіоном, що є наслідком падіння активності УДФ-глюкуронілтрансферази, фенолсульфотрансферази, глутатіон-S-трансферази в печінці, але збільшує вміст КоА в печінці та посилює активність N-ацетилтрансферази.

4. Введення ацетону пригнічує процеси кон’югації з глюкуроновою кислотою, сульфатом та глутатіоном і знижує активність УДФ-глюкуронілтрансферази, фенолсульфотрансферази, глутатіон-S-трансферази, тоді як фенобарбітал і особливо препарат часнику стимулює ферментні системи кон’югації.

5. Голодування та введення ацетону активують Р4502E1-залежні етапи біотрансформації ацетаніліду, бромбензолу та толуолу, що проявляється посиленням екскреції з сечею меркаптурових кислот та гіпурової кислоти; гальмують Р4502С–залежне гідроксилювання толуолу, що проявляється зменшенням екскреції крезолів; посилюють Р4503А-залежний метаболізм амідопірину та екскрецію 4-аміноантипірину; гальмують залежне від Р4501A2 гідроксилювання ацетаніліду до парацетамолу.

6. Фенобарбітал та препарат INOD'AIL посилюють процеси кон’югації з оцтовою кислотою, що супроводжується посиленням екскреції з сечею ацетильованих сульфадимезину та 4-аміноантипірину; стимулює реакції кон’югацію з глюкуроновою та сірчаною кислотами, що проявляється зростанням екскреції глюкуронідних та сульфатних метаболітів ацетаніліду та бромбензолу.

7. Голодування, введення ацетону та фенобарбіталу посилює гепатотоксичність тетрахлорметану та токсичні ефекти бромбензолу щодо печінки, нирок і легенів, що є наслідком активації залежних від Р4502E1 реакцій утворення токсичних метаболітів та гальмування шляхів, пов’язаних з кон’югацією цих метаболітів з глюкуроновою кислотою та сульфатом.

8. Зменшення токсичного впливу бромбензолу досягається шляхом профілактичного застосування інгібіторів Р4502Е1 (діетилдітіокарбамату та диметилсульфоксиду), субстратів кон’югації (УДФ-глюкози та сульфату натрію) та препарату часнику, які гальмують ССl₄-залежну пероксидацію ліпідів мікросом, утворення токсичних метаболітів бромбензолу, а препарат часнику, крім того, ще і посилює кон’югацію токсичних метаболітів бромбензолу з глюкуроновою кислотою та сульфатом.

Публікації автора:

1. Качула С.О. Вплив голодування та УДФ-глюкози на кінетику елімінації індометацину з плазми крові щурів та маркерні активності цитохрому Р450 2С і активність УДФ-глюкуронілтрансферази в печінці // Вісник Вінницького державного медичного університету.- 2003.- №2.2.- С.648-651.

2. Качула С.О. Вплив ацетону, фенобарбіталу та препарату INOD'AIL на токсичність бромбензолу і тетрахлорметану та біотрансформацію бромбензолу у щурів // Медична хімія.- 2003.- Т.5. №4.- С.46-50.

3. Качула С.О., Пентюк О.О. Вплив голодування щурів та ацетону на ферментні системи біотрансформації та токсичність ксенобіотиків - субстратів CYP2E1 //Укр. біохім. журн.- 2004.- Т.76.- № 1.- С.114- 123. [Здобувачем виконана експериментальна частина роботи].

4. Качула С.О., Герич О.Х., Пентюк О.О. Вплив інгібіторів на активність метаболізуючих ферментів і токсичність бромбензолу та тетрахлорметану у щурів // Медична хімія.- 2004.- Т.6.- №1.- С.14-19. [Здобувач дослідив вплив інгібіторів на моделях голодування та введення ацетону].

5. Качула С.А., Пентюк А.А., Тертышная Е.В., Вовк О.Г. Изучение взаимосвязи гепатотоксического действия бромбензола и маркерных активностей цитохрома P450 и ферментов конъюгации // Современные проблемы токсикологии.- 2002.- №2.- С.40-44. [Здобувачем виконана вся експериментальна частина роботи та взята участь в обговоренні].

6. Пентюк О.О., Андреев А.П., Блажієвська Г.Й., Качула С.А., Коваленко Є.М., Полеся Т.А., Паламарчук О.В., Сокур С.О., Григор’янц В.Г. Вплив гіперкетонемії на маркерні активності ізоформ цитохрому Р-450 та гепатотоксичність тетрахлорметану, парацетамолу та гідразину // Ліки.- 1999.- №2. - С. 72-75. [Здобувачем дослідив вплив гіперкетонемії на активність ізоформ цитохрому Р450 та токсичність тетрахлорметану].

7. Деклараційний патент на винахід № 64515 А, Україна, МПК 7 G01N30/22. Спосіб визначення концентрації індометацину в біологічних рідинах / Качула С.О., Пентюк О.О., Ільченко О.В., Волощук Н.І. - № заявки 2003065692; заявл. 19.06.2003; опубл. 16.02.2004; бюл.№2. [Здобувачем дана оцінка методу при вивченні фармакокінетики індометацину].

8. Вплив гіперкетонемії та фенобарбіталу на вміст відновленого глутатіону в ізольованих гепатоцитах щурів при їх інкубації з тетрахлорметаном, парацетамолом та гідразином / Григор’янц В.Г., Сокур С.О., Мороз Л.В., Качула С.А., Коваленко Є.М., Дмітрієва К.Ю., Істошин В.М., Пентюк О.О. // Українська наукова конф. з міжнародною участю “Актуальні проблеми клінічної фармакології”.- Вінниця,1998.- С.234-235.

9. Вплив патологічних станів, що супроводжуються гіперкетонемією, на маркерну активність CYP2Е1, метаболізм та токсичність його субстратів / Качула С.О., Штатько О.І., Борисенко Б.О., Смірнова О.В., Сливка О.Я. // Матеріали VIII Українського біохімічного з’їзду, м.Чернівці, 2002.- Укр. біохім. журн. – 2002. – Т.74.- № 4а (додаток 1) - С.138.

10.Роль метаболізуючих ферментів у гепатотоксичності лікарських засобів та модельних ксенобіотиків / Пентюк О.О., Личик Г.З., Тертишна О.В., Паламарчук О.В., Качула С.О., Полеся Т.Л., Дудник В.М. // Матеріали ІІ Національного з'їзду Фармакологів України.- Дніпропетровськ, 2001.- С.189.