三、代谢

三、代谢

如前所述,中药毒性的产生与它们能到达靶器官或靶组织并引发体内内源性组分的相互作用和生理变化有关。毒性中药作为外来活性物质(xenobiotic)进入体内后,机体通过肝脏或其他部位酶的催化发生代谢作用,形成代谢产物。毒性中药经过代谢后,大多数毒性成分被代谢为无毒者;而有少数毒性成分反而毒性增强或产生新的有毒物质,称为代谢活化。由于中药毒性成分经过代谢改变了原来的固有作用和在体内的滞留时间,必定会在其发生毒性效应的靶部位起质和量的变化,因此毒性中药代谢在药物毒理学领域具有极其重要的意义。

一般而言,毒性中药的代谢过程可分为两步。第一步为氧化、还原或水解反应,是向底物分子引入极性基团如—OH、—COOH、—NH 2、—SH,以提高分子的极性如水溶性等;同时,为第二步做准备;第一步代谢也通常称为Ⅰ相反应,这种反应或可显著改变毒性成分的活性。第二步为结合反应,是将来自第一步的代谢物引入极性基团,与体内一些极性小分子物质相互结合,如与葡萄糖酸、甘氨酸、硫酸结合,形成水溶性更大的复合物,从而有利于降低毒性中药的毒性,并随尿、胆汁排出体外。

(一)药物代谢酶

在体内催化毒性物质代谢转化的酶系称为药物代谢酶。药物代谢酶系统如下。

1.专一性酶 如胆碱酯酶、儿茶酚氧位甲基转移酶(catechol-O-methyltransferase,COMT)和单胺氧化酶(monoamine oxidase,MAO)等。

2.非专一性酶 如细胞色素P450(cytochrome P450s,CYPs)。CYPs是Ⅰ相反应中促进毒性中药生物转化的主要酶类,主要分布在肝脏中,故又称肝药酶;其次在肾、肺、肠、皮肤等组织中也有分布。细胞内CYPs主要存在的部位为内质网上的微粒体,有的则存在于线粒体、细胞核中。CYPs活性因个体差异、年龄、营养状态、疾病等因素而不同。该酶对所催化的底物特异性很低,并易受毒性中药的诱导和抑制,一种毒性中药影响了酶活性,可使其他同时或贯序使用作为底物的毒性中药转化受影响。毒性中药的成分复杂,由此相互作用带来毒效的减弱或加强,甚至毒性的产生有其必然性,特别当与西药配伍使用时,表现更为明显。

在Ⅱ相代谢中比较常见的反应包括GSTs催化的谷胱甘肽(glutathione-SH,GSH)结合反应和葡萄糖醛酸(glucuronic acid,GA。又称葡糖醛酸)结合反应。GST存在于胞浆中及微粒体和线粒体上,可催化还原型GSH和毒性中药结合,形成硫醚;GSH也能与含有亲电杂原子(O、N和S)的活性分子结合。存在于微粒体上的GST可被亲电子基、超氧阴离子、ROS和RNS修饰启动,迅速加快对上述物质的灭活代谢。GA结合由微粒体糖醛酸转移酶催化尿苷二磷酸葡萄糖醛酸(UDP-glucuronyl acid,UDPGA)进行,可使毒性中药分子水溶性增加,易于排泄。除肝脏外,肾、肠黏膜也能进行GA结合反应。由于亲电子基团极易与生物大分子如核酸、蛋白质等结合,造成机体严重损伤,而GST和UDPGA等催化的反应具有降低毒性作用,在中药毒理学中具有重要意义。

(二)药物代谢酶的诱导和抑制

许多因素可影响毒性中药的代谢转化,如下。

1.代谢酶的抑制 一些药物对代谢酶的抑制作用分以下两种类型。

(1)竞争性抑制代谢酶:几种药物的代谢转化过程都受到同一酶系的催化,因而可出现竞争性抑制。

(2)特异性抑制某一种酶:如胡椒基丁醚与CYPs的结合而抑制其活性。

2.代谢酶的诱导 一些毒性成分可使某些代谢过程的催化酶活力增强或酶的含量增加,凡具有诱导效应的物质称为诱导剂。诱导剂多数是脂溶性化合物,并且是非特异性的。诱导剂对毒性中药毒性作用的影响具有双重性:如果一种毒性中药成分经代谢转化产生无毒或减毒的代谢物,则诱导剂可加强解毒作用;相反,如果一种毒性中药经过代谢转化后其毒性反而增加,酶诱导则可促进和加强该毒性中药的毒性作用,故临床用药有配伍禁忌。

(三)影响药物代谢转化的因素

影响药物代谢转化的因素主要有生理因素与剂型因素。生理因素包括种族、年龄、性别、妊娠、疾病等;剂型因素包括给药途径、剂量、剂型、手性药物、药物相互作用等。此外,食物、环境等因素也会对药物的代谢产生一定影响。