Реакции, катализируемые цитохромом Р-450

Окисление ксенобиотиков при участии Р-450 — основной механизм их биотрансформации в I фазе метаболизма. Р-450 катализирует окисление практически всех классов органических молекул. Субстратом для энзимов являются и простые молекулы типа хлороформа и стероиды и сложные гетероциклические соединения, например антибиотик циклоспорин. Р-450 могут катализировать не только окисление, но и восстановление некоторых биосубстратов, например четыреххлористого углерода, галотана, некоторых других галогенированных углеводородов с образованием свободных радикалов. Такое необычное превращение реализуется в условия пониженного парциального давления кислорода в тканях [16, 22].

Механизмы воздействия ССl4

В опытах по изучению путей превращения четыреххлористого углерода в организме животных было доказано, что основным местом его метаболизма является печень.

Четыреххлористый углерод — гепатотропный яд. Тетрахлорметан вызывает дозозависимые поражения печени, но кроме специфического действия на печень он оказывают токсическое влияние на форменные элементы крови, соединительную ткань, морфофункциональное состояние ряда органов и систем [1].

Процессы трансформации данного вещества в печени протекают в мембранах эндоплазматического ретикулума и нуждаются в восстановленном НАДФ [1]. Действие четыреххлористого углерода на организм напоминает действие хлороформа, но изменения в органах (печень, почки, сердце) более глубокие (жировое перерождение) [2].

Повреждение печени, главным образом центральных зон дольки печени, происходит из-за локализации в гепатоцитах систем детоксикации, превращающих ССl4 в высокотоксичные радикалы [Slater, 1972; Zimmerman, 1978; Britton, Bacon, 1994]. Механизм токсического действия четырёххлористого углерода состоит в высвобождении свободных радикалов ССl3* (тетрахлорметил-радикал), ССl2** и др., относящихся к классу алкильных радикалов, которые образуются в гепатоцитах в результате расщепления ССl4 микросомальными ферментами. Четырёххлористый углерод подвергается дегалогенированию при участии цитохрома Р-450. Таким образом, ССl4 подвергается биотрансформации, приводящей к образованию реактивных продуктов в ходе первой фазы метаболизма ксенобиотика [16, 17].

Воздействие радикалов приводит к переокислению ненасыщенных липидов ЭПР, в связи с чем происходит инактивация глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и цитохрома Р450. Перекисное окисление мембранных липидов приводит к деструкции мембран, в результате цепной реакции из липидов мембраны образуются новые свободные радикалы, уже вторично повреждающие другие органеллы клетки. В конечном итоге это приводит к некрозу гепатоцитов [Slater, 1972; Recknagel, Grende, 1973] [3].

Традиционно считается, что некроз инициируется нефизиологическими агентами, а апоптоз преимущественно физиологическими. Однако последние исследования показали, что различия между некрозом и апоптозом на стадии их инициации не столь очевидны, и одни и те же факторы (например, активные формы кислорода, оксид азота) могут стимулировать оба процесса. Гепатотоксины вызывают гибель клеток как по механизмам некроза, так и апоптоза, что показано на примере тетрахлорметана, парацетамола и других ксенобиотиков, а соотношение между этими процессами определяется дозой, применением протекторов и другими факторами [5, 21, 30].

Повреждения печени имеют определенные топографические особенности, что отображает структурную и функциональную неоднородность этого органа. В первой зоне ацинуса гепатоциты прилежат к портальному тракту и получают больше кислорода и питательных веществ, в сравнении с гепатоцитами второй и особенно третьей зоны. Перипортальные гепатоциты (зона 1) содержат больше митохондрий и в них более интенсивно протекают энергетические процессы, бета-окисление жирных кислот, обмен аминокислот и синтез мочевины, глюконеогенез. В перивенозных гепатоцитах (зона 3) в большей мере представлены процессы окислительного метаболизма ксенобиотиков при относительном дефиците антиоксидантных и конъюгирующих ферментов. Вследствие этого в гепатоцитах 3 зоны образуется большее количество реакционноспособных метаболитов и они хуже обезвреживаются. Поэтому повреждение печени ксенобиотиками, как впрочем и воспалительное, ишемическое, вирусное повреждение, чаще имеют центролобулярную локализацию, затрагивая гепатоциты перивенозной зоны [5, 17, 24].