Характеристика потенціалу інгібування ферменту CYP3A4 вибраними флавоноїдами. Частина 1

Будь ласка, натиснітьoscar.xiao@wecistanche.comдля отримання додаткової інформації

Анотація:Акацетин, апігенін, хризин і піноцембрін є флавоноїдними агліконами, які містяться в таких продуктах, як петрушка, мед, селера та ромашковий чай. Флавоноїди можуть діяти як субстрати та інгібітори ферменту CYP3A4, ферменту, що містить гем, відповідального за метаболізм однієї третини ліків на ринку. Метою цього дослідження було дослідити інгібуючу дію вибраних флавоноїдів на фермент CYP3A4, кінетику інгібування, можливе ковалентне зв’язування інгібітора з ферментом і те, чи можуть флавоноїди діяти як псевдонеоборотні інгібітори. Для визначення кінетики інгібування в якості маркерної реакції використовували окиснення ніфедипіну. Для оцінки можливого ковалентного зв’язування з гемом використовували гемохромопіридиновий тест, а для оцінки оборотності інгібування використовували інкубацію з діалізом. Усі досліджувані флавоноїди інгібували активність ферменту CYP3A4. Хризин був найпотужнішим інгібітором∶ IC{{10}}.5±0.6 мкМ, K;=2.4± 1.{{20 }} uM,k; mact =0.07 ±0,01 хв-1, kmad/K;=0.03 хв-1 мкМ-1. Хризин викликав найбільше зниження гему (94,5±0,5% залишкової концентрації). Жоден із протестованих флавоноїдів не виявив псевдонеоборотного інгібування. Хоча інактивація ферменту CYP3A4 спричинена взаємодією з гемом, аддукти інгібітор-гем не можуть бути захоплені. Ці результати вказують на те, що флавоноїди можуть інгібувати фермент CYP3A4 і взаємодіяти з іншими лікарськими засобами. Однак можливу взаємодію харчових продуктів і ліків необхідно оцінити клінічно.

Натисніть тут, щоб дізнатися більше

Ключові слова: ацетин; апігенін;хризин; піноцембрін; гальмування; CYP3A4;флавоноїд-лікарська взаємодія

1. Введення

Їжа безпосередньо пов’язана із загальним здоров’ям і самопочуттям людини. Флавоноїди — це вторинні рослинні метаболіти, які споживаються через овочі, фрукти, чаї, вина, прополіс, лікарські рослини тощо. Ці сполуки сприяють органолептичним властивостям харчових продуктів (наприклад, кольору та смаку чаю та вина) і представляють інтерес через їхні біологічні властивості, що впливають на здоров’я людини [1,2]. Як неосновні поживні речовини, вони отримали багато уваги в останні десятиліття. Усі флавоноїди мають подібну молекулярну структуру - фенілбензо-Y-пірон (кільця A, B і C), з якою зв'язані гідроксильні групи, і ці гідроксильні групи можуть бути метильовані та глікозильовані [3]. На основі різних авторів і оцінок, на даний момент відомо від 4000 до 8000 флавоноїдів, які можна класифікувати в різні підгрупи на основі структури кільця С (такі як флавани, флаванони, флавони і флавоноли) [4]. Споживання флавоноїдів з харчовими продуктами різниться між суспільствами та країнами, тобто Франція має високий рівень споживання (1193 мг/день) проти Сполученого Королівства (182 мг/день) [5,6].

Цистанхе може підвищити імунітет

Акацетин — це О-метильований флавон, який, як вважають, пов’язаний із профілактикою серцевих захворювань [7], виявляючи протизапальну [8], антиплазмодіальну [9] та антипроліферативну [10,11] дію на пухлинні клітини in vitro . У молекулярній структурі апігеніну є гідроксильна, а не метоксигрупа (рис.).порошок екстракту цистанкиАпігенін найбільше міститься в петрушці — до 45,035 мкг/г у висушених рослинах [12]. Іншими харчовими джерелами апігеніну є ромашка, селера, виноградний шпинат, артишоки та орегано [13]. Апігенін демонструє різні біологічні ефекти, включаючи антиоксидантну [14], антигіперглікемічну [14, протизапальну [15] і антиапоптотичну [16]. Хризин — це 5,7-дигідроксифлавон (рис. 1), дієтична фітохімічна речовина, яка в достатку присутня в меді та багатьох рослинних екстрактах (прополіс, блакитна пасифлора)]17l Хризин є потужним інгібітором ароматази (цитохрому P{{ 17}}Al фермент) [18], який виявляє протизапальну [19] та антиоксидантну [20] дію, а також здатність індукувати апоптоз ракових клітин in vitro [17]. Пінокембрін — це 5,7-дигідроксифлаванон (рис. 1), який можна знайти переважно у фруктах, овочах, горіхах, насінні, меді, травах, спеціях, квітах, чаї та червоному вині [{{28} }].

Загалом, споживання флавоноїдів і продуктів, багатих флавоноїдами, пов’язано з благотворним впливом на здоров’я людини [21]. Однак існує потенційний ризик того, що флавоноїди можуть викликати взаємодію з різними ліками. Взаємодія харчових продуктів і ліків є серйозною проблемою безпеки, яка виникає, коли фармакологічний ефект ліків змінюється дією їжі та/або дієтичних добавок, що викликає несподівані клінічні ефекти [22]. Взаємодія з лікарськими засобами є причиною понад 30 відсотків усіх побічних реакцій [23] і приблизно 0,57 відсотка госпіталізацій у Сполучених Штатах Америки [24]. Флавоноїди можуть спричиняти взаємодію з певними ліками. Одним із способів взаємодії флавоноїдів є інгібування ферментів, відповідальних за метаболізм лікарських засобів, таких як ферменти цитохрому P450 (ферменти CYP), найважливішим з яких є фермент CYP3A4.

Фермент CYP3A4 відповідає за метаболізм 33 відсотків ліків [25]. Крім того, CYP3A4 бере участь у метаболізмі багатьох ксенобіотиків, деякі з яких можуть діяти як інгібітори або індуктори його активності. Можуть виникати взаємодії з іншими препаратами, що використовуються в терапії, і навіть клінічно значущі взаємодії [26]. Наприклад, одним із значущих можливих взаємодій є використання звіробою та оральних контрацептивів, де було помічено зниження ефективності оральних контрацептивів і, як наслідок, вагітність [27]. Таким чином, дуже важливо знати, які сполуки можуть пригнічувати або індукувати активність ферменту CYP3A4.Cistanche ЧингісханЯк було показано раніше, акацетин, апігенін, хризин і піноцембрін можуть викликати статистично значуще інгібування CYP3A4 при концентрації 1 мкМ, використовуючи тестостерон як маркерний субстрат залишкової активності ферменту [28]. Ці дані свідчать про те, що флавоноїди можуть спричиняти взаємодію між продуктами харчування та ліками, коли вживаються продукти, багаті флавоноїдами (мед, прополіс) [29]. Оскільки CYP3A4 має великий активний центр, пропонується, щоб усі аналізи інгібування проводилися з використанням щонайменше двох маркерних субстратів [30]

Метою цього дослідження було дослідити кінетику інгібування акацетину, апігеніну, хризину та піноцембрину з використанням ніфедипіну як маркерного субстрату активності ферменту CYP3A4. Крім того, метою цього дослідження було дослідити можливе ковалентне зв’язування флавоноїдів з гемовою частиною CYP3A4, а також перевірити їх можливу роль у псевдонеоборотному інгібуванні.

2. Результати

2.1. Кінетика ферментів

З усіх протестованих флавоноїдів хризин був найпотужнішим інгібітором CYP3A4 зі значенням IC50 2,5±0,6 мкМ (рис. 2). Піноцембрін, акацетин і апігенін мали значення IC50 4,3±1,1, 7,5±2,7 і 8,4±1,1 мкМ відповідно (табл. 1).

Значення ICs{{0}} залежать від експериментальної установки; таким чином, кінетику повного інгібування було визначено для окремих флавоноїдів з використанням різних концентрацій флавоноїдів, інкубованих протягом різних періодів часу (див. нижче). Хризин також показав найнижчу константу гальмування — К; значення. Константи інгібування окремих флавоноїдів перевіряли з використанням ніфедипіну як маркерного субстрату, а для акацетину, апігеніну, хризину та піноцембрину наступні K; ∶12,1±5,6,20.2±12,7,2,4±1.0 та 5,1±1,6 мкМ відповідно. Відповідні константи швидкості інактивації були: 0.10 ± 0.02 хв-1, 0.11± {{34 }}.04 хв-1, 0,07 ±0,01 хв-1 і 0,04±0,01 хв-1 відповідно. Ефективність інактивації визначали для кожного флавоноїду як співвідношення константи швидкості інактивації та константи інгібування. З усіх протестованих флавоноїдів хризин мав найвищу ефективність інгібування, яка становила 0,029 хв-1 мкМ-1 （Таблиця 1）.

2.2. Гемохром-піридиновий аналіз

Гемохром-піридиновий аналіз використовується для визначення ковалентного зв’язування реакційноздатних проміжних продуктів з протопорфіриновою частиною гему. У відновлених основних умовах двовалентне залізо утворює комплекс з піридином. Максимуми поглинання комплексу спостерігалися при 531 нм і 570 нм. Інкубації, що містять флавоноїди як інгібітори (ацетин, апігенін, кризин і піноцембрін), показали зниження концентрації гему (рис. 3). Потім аналізи підтверджувалися додатковою інкубацією з каталазою (CAT) і супероксиддисмутазою (SOD), щоб запобігти можливому руйнуванню гему активними формами кисню, що утворюються в непродуктивних циклах цитохрому P450. Також було підтверджено зниження концентрації гему (рис. 3). Інкубація з ацетином знизила вміст гема на 51,12 відсотка, апігеніну на 54,95 відсотка, хризину на 94,5 відсотка та піноцембрину на 74,73 відсотка.

Усі флавоноїди знижували концентрацію гему в аналізі з додаванням і без додавання SOD і CAT. Залишкова концентрація гему після інкубації з аацетином становила 48,88 відсотка, а при повторному тестуванні з додаванням SOD і CAT становила 63,33 відсотка. Залишкова концентрація гему після інкубації з апігеніном становила 45,05 відсотка, а при повторному тестуванні з додаванням SOD і CAT становила 55,11 відсотка. Залишкова концентрація гему після інкубації з хризином становила 2,9 відсотка, тоді як після інкубації з додаванням СОД і КАТ становила 5,5 відсотка. Друге за величиною зниження концентрації гему спостерігалося в інкубаціях з піноцембрином, які становили 25,3% і 35,5% без і з додаванням SOD і CAT відповідно (таблиця 2).

Ці результати вказують на те, що інактивація ферменту цитохрому P450 3A4 досягається шляхом утворення аддукту реакційноздатного флавоноїдного проміжного продукту з гемовою частиною ферменту. Оскільки результати були підтверджені за допомогою CAT і SOD, можна зробити висновок, що руйнування гему не було спричинене активними формами кисню, що утворюються в непродуктивних циклах цитохрому P450.

2.3. Тест на псевдонеоборотне інгібування

У аналізі псевдонеоборотного інгібування зразки інкубували з флавоноїдами та обробляли окислювачем, після чого їх піддавали діалізу. У разі псевдонеоборотного інгібування необхідно відновити активність ферменту. При інкубації з усіма перевіреними флавоноїдами спостерігалося значне пригнічення активності ферменту після діалізу з обробкою окислювачем і без неї (рис. 4). У всіх випадках різниця в залишковій ферментній активності між зразком флавоноїду та зразком гексаціаноферату калію була статистично незначущою (p менше або дорівнює 0.05).

Ця стаття взята з Molecules 2021, 26, 3018. https://doi.org/10.3390/molecules26103018 https://www.mdpi.com/journal/molecules