Группа фармакологов из Университета Кэйо и фармацевтического университета Сёва под руководством Хисакадзу Отани и Ю Сакамото опубликовала результаты лабораторного анализа компонентов грейпфрутового сока. Исследователи измерили, с какой силой природные соединения плода блокируют фермент CYP3A5 в клетках кишечника человека. Этот фермент работает как внутренний барьер: когда человек проглатывает таблетку, белки семейства цитохромов расщепляют значительную её часть ещё до того, как действующее вещество просочится в кровоток. Если фермент обезвредить, вся масса лекарства устремляется в сосуды целиком, вызывая эффект непреднамеренной передозировки.
Главный виновник биохимической поломки
Ранее клиническая медицина связывала «грейпфрутовый эффект» преимущественно с соседним белком CYP3A4, тогда как изоформу CYP3A5 считали второстепенной. Японские учёные протестировали два ключевых фуранокумарина цитруса — бергамоттин и 6',7'-дигидроксибергамоттин (DHB) — на искусственно синтезированном белке CYP3A5 дикого типа. Эксперимент показал, что оба вещества запускают так называемое суицидальное ингибирование: молекула вещества входит в активный центр белка, фермент пытается её расщепить, но в процессе химической реакции связывается с ней намертво и навсегда утрачивает способность перерабатывать лекарства.
Эффективность инактивации фермента у соединения DHB оказалась в 79 раз выше, чем у бергамоттина. Чтобы снизить функциональность белка наполовину, потребовалась микроскопическая концентрация DHB — всего 0,0069 микромоля на литр. Расчёты показали: после того как человек выпивает стандартный стакан сока объёмом 200 миллилитров, остаточная активность кишечного фермента CYP3A5 падает до 0,40% от нормы. Повреждённые молекулы белка уже не восстанавливаются, а возвращение защитного барьера занимает более трёх суток, пока кишечник не вырастит новые клетки эпителия.
Кому угрожает совместный приём
Последствия этой блокады распределяются среди людей неравномерно из-за генетических различий. Около 88% людей европейского происхождения и 75% коренных жителей Азии имеют мутацию в гене CYP3A5, из-за которой рабочий белок у них попросту не синтезируется. У таких пациентов нейтрализацией препаратов почти единолично занимается белок CYP3A4.
Однако у людей с активным вариантом гена на долю фермента CYP3A5 приходится до половины метаболической мощности организма. В эту группу попадают пациенты, принимающие иммунодепрессант такролимус после пересадки почки или костного мозга, сердечные препараты из группы блокаторов кальциевых каналов или снотворные бензодиазепинового ряда. До этого предполагалось, что при блокаде CYP3A4 активный CYP3A5 послужит запасным парашютом и спасёт пациента от токсического удара. Опыт команды Отани опроверг эту гипотезу: сок ликвидирует обе защитные линии сразу.
Ограничения лабораторной модели
Выводы работы получены в тестах in vitro («в пробирке») на культуре мембран бактерий E. coli, куда был встроен ген человеческого цитохрома. Бактериальная мембрана не содержит полного набора вспомогательных липидов и белков-помощников человеческого энтероцита.
0Для проверки исследователи использовали шесть технических повторов из одной партии искусственного фермента, а финальную долю остаточной активности высчитывали по математической формуле распада без прямого замера на образцах живой ткани человека. Для точного расчёта дозировок в больничной практике потребуются прямые испытания на образцах клеток доноров с генотипами *1/*1 и *1/*3.
