Под метаболизмом (биотрансформацией) лекарственных препаратов понимают комплекс их превращений в организме, в результате которых образуются полярные водорастворимые вещества - метаболиты. В большинстве случаев метаболиты менее активны и менее токсичны исходных соединений. Но из правила есть исключения, когда метаболиты активнее исходных соединений.
Метаболизм лекарственных препаратов в организме определяется генетическими факторами, полом, возрастом, особенностями питания, заболеванием и его тяжестью, факторами внешней среды, а также путем поступления в организм.
При пероральном приеме лекарственный препарат, прежде всего, всасывается слизистой пищеварительного канала, и уже здесь начинает претерпевать метаболические изменения. Некоторые лекарственные препараты метаболизируются не только ферментами пищеварительного канала, но и кишечными бактериями.
Принимаемые внутрь лекарственные препараты из-за поступления в системный кровоток через печень делятся на два типа, соответственно, с высоким и низким печеночным клиренсом. Для первого типа характерна высокая степень экстракции гепа- тоцитами из крови, которая в значительной мере зависит от скорости внутрипеченочного кровотока. Печеночный клиренс лекарственных препаратов второго типа определяется не скоростью кровотока, но емкостью ферментативных систем печени и скоростью их связывания с белками печени. Печени принадлежит исключительное место в метаболизме лекарственных препаратов, поэтому всегда необходимо уделять исключительное внимание ее функциональному состоянию. При заболеваниях печени метаболизм лекарственных препаратов всегда нарушается, и обычно замедляется. При циррозе печени их биодоступность возрастает из-за развития портокавальных анастомозов и поступления части в системный кровоток, минуя печень. В таких случаях может увеличиваться их токсическое влияние на мозг.
Метаболизм лекарственного препарата при приеме внутрь до попадания в системный кровоток называют «эффектом первого прохождения». Чем меньше доза лекарственного препарата, тем большая часть его метаболизируется до попадання в системный кровоток, и наоборот. С некоторой дозы участвующие в метаболизме лекарственного препарата ферментативные системы насыщаются, а его биодоступность возрастает.
Различают несинтетический (оксиление, восстановление, гидролиз) и синтетический типы и/или этапы реакций метаболизма. Несинтетический тип (этап I) делится на реакции, катализируемые микросомальными (эндоплазматического ретикулума) ферментами и немикросомальными ферментами. В основе синтетического (этап II) типа реакций лежит конъюнгация лекарственных средств с эндогенными субстратами (глюкуроновая кислота, сульфаты, глицин, глутатион, метильные группы и вода) че - рез гидроксильную, карбоксильную, аминную и эпоксидную функциональные группы. После завершения реакции молекула препарата становится более полярной и легче выводится из организма.
Микросомальному метаболизму подвергаются в первую очередь жирорастворимые лекарственные препараты, легко проникающие через мембраны клеток в эндоплазматический ретикулум, где они связываются с одним из цитохромов системы Р446-Р455, являющимися первичными компонентами окислительной ферментной системы. Скорость метаболизма определяется концентрацией цитохромов, соотношением их форм, сродством к субстрату, концентрацией цитохром-с-редуктазы и скоростью восстановления комплекса «лекарственный препарат - цитохром Р450». На нее влияет также конкурирование эндогенных и экзогенных субстратов. Дальнейшее окисление происходит под влиянием оксидазы и редуктазы при участии НАДФ и молекулярного кислорода. Оксидазы катализируют дезаминирование первичных и вторичных аминов, гидроксилирование боковых цепей и ароматических колец гетероциклических соединений, а также образование сульфоксидов и деалкилирования. Микросомальные ферменты контролируют также конъюгацию лекарственных препаратов с глюкуроновой кислотой. Этим путем из организма выводятся эстрогены, глюкокортикоиды, прогестерон, наркотические анальгетики, салицилаты, барбитураты, антибиотики, др.
Активность микросомальных ферментов разными веществами может активироваться и подавляяться. Активность цитохромов падает под влиянием ксикаина, совкаина, бенкаина, индерала, вискена, эралдина, др., и возрастает под влиянием барбитуратов, фенилбутазона, кофеина, этанола, никотина, бутадиона, нейролептиков, амидопирина, хлорциклизина, димедрола, мепробамата, трициклических антидепрессантов, бензонала, хинина, кордиамина, др.
Немикросомальному метаболизму подвергается небольшое число лекарственных препаратов, как, например, ацетилсалициловая кислота и сульфаниламиды.
При несинтетическом типе метаболизма из некоторых ксенобиотиков могут образовываться активные реакционно-способные вещества, включая эпоксиды и азотсодержащие оксиды. Последние при недостаточности эпоксидгидраз и глутатионпер- оксидаз взаимодействуют со структурными и ферментными белками и повреждают их. Повреждение придает им свойства аутоантигенов и в результате запускаются аутоиммунные реакции с возможными канцерогенезом, мутагенезом, тератогенезом, др.
Что касается синтетического типа метаболизма с анаболической направленностью реакций и образованием конъюгатов с остатками различных кислот или других соединений, сульфатирование формируется к моменту рождения, метилирование - спустя месяц жизни, глюкуронидация - спустя два месяца, соединение с цистеином и глутатионом - через три мсяца, и с глицином - спустя шесть месяцев. При этом недостаточность одного из путей образования парных соединений частично может компенсироваться другими.