Valitud flavonoidide CYP3A4 ensüümi inhibeerimispotentsiaali iseloomustamine 1. osa

Võtkeoscar.xiao@wecistanche.comRohkem infot

Abstraktne:Akasetiin, apigeniin, krüsiin ja pinotsembriin on flavonoidsed aglükonid, mida leidub sellistes toiduainetes nagu petersell, mesi, seller ja kummeli tee. Flavonoidid võivad toimida cyp3A4 ensüümi substraatide ja inhibiitoritena, mis on heemi sisaldav ensüüm, mis vastutab ühe kolmandiku turul olevate ravimite ainevahetuse eest. Selle uuringu eesmärk oli uurida valitud flavonoidide inhibeerivat toimet CYP3A4 ensüümile, inhibeerimise kineetikat, inhibiitori võimalikku kovalentset seondumist ensüümiga ja seda, kas flavonoidid võivad toimida pseudo-pöördumatute inhibiitoritena. Inhibeerimise kineetika määramiseks kasutati markerreaktsioonina nifedipiini oksüdeerumist. Hemokromokromüridiini testi kasutati heemi võimaliku kovalentse seondumise hindamiseks ja inkubatsiooni dialüüsiga, et hinnata inhibeerimise pöörduvust. Kõik testitud flavonoidid pärssisid CYP3A4 ensüümi aktiivsust. Krüsiin oli kõige tugevam inhibiitor∶ IC50 = 2,5± 0,6 μM, K;= 2,4± 1,0 μM,kootud =0,07 ±0,01 min-1, kimacl/K;= 0,03 min-1μM-1. Krüsiin põhjustas heemi suurima vähenemise (94,5±0,5% jääkkontsentratsioon). Ükski testitud flavonoididest ei näidanud pseudo-pöördumatut inhibeerimist. Kuigi CYP3A4 ensüümi inaktiveerimine on põhjustatud koostoimest heemiga, ei saanud inhibiitoreid-heemi alukundeid lõksu püüda. Need tulemused näitavad, et flavonoididel on potentsiaal pärssida CYP3A4 ensüümi ja suhelda teiste ravimite ja ravimitega. Võimalikke toidu- ja ravimi koostoimeid tuleb siiski kliiniliselt hinnata.

Märksõnad:akaatsetiin;apigenin;krüsiin;pinocembrin; pärssimine; CYP3A4; flavonoid-narkootikumide koostoime

1. Sissejuhatus

Toit on otseselt seotud inimeste üldise tervise ja heaoluga. Flavonoidid on sekundaarsed taimsed metaboliidid, mida tarbitakse köögiviljade, puuviljade, teede, veinide, taruvaigu, ravimtaimede jne kaudu. Need ühendid aitavad toidu organoleptilisi omadusi (nt tee ja veini värv ja maitse) ning on huvipakkuvad nende bioloogiliste omaduste tõttu, mis mõjutavad inimeste tervist [1,2]. Mittehädavajalike toitainetena on nad viimastel aastakümnetel saanud palju tähelepanu. Kõikflavonoididneil on sarnane molekulaarstruktuur – fenüülbenso-r-pürooon (rõngad A, B ja C) – millega on seotud hüdroksüülrühmad ning neid hüdroksüülrühmi saab metüleerida ja glükosüülida [3]. Erinevate autorite ja hinnangute põhjal on praegu teada 4000–8000 flavonoidi, mida saab liigitada erinevatesse alarühmadesse rõnga C struktuuri alusel (näiteks flavanid, flavanoonid, flavoonid ja flavonoolid)[4]. Flavonoidide tarbimine toidust on piirkonniti erinev, st Prantsusmaal on kõrge tarbimise määr (1193 mg päevas) võrreldes Ühendkuningriigiga (182 mg päevas) [5,6].

Palun klõpsake siin, et rohkem teada saada

Akatsetiin on O-metüleeritud flavoon, mis arvatakse olevat seotud südamehaiguste ennetamisega [7], esitadespõletikuvastane[8],plasmodiaalsed antiplasmodiaalsed[9] ja antiproliferatiivne [10,11]mõju kasvajarakkudele in vitro. Apigeniini molekulaarstruktuuris on metoksürühma asemel hüdroksü (joonis 1). Apigeniini on kõige rohkem petersellis – kuivatatud taimedes kuni 45,035 ug/g [12]. Teised apigeniini toiduallikad on kummel, seller, viinapuu spinat, artišokid ja oregano [13]. Apigeniin näitab erinevaid bioloogilisi mõjusid, sealhulgas antioksüdatiivset [14], hüperglükeemilist [14] ja põletikuvastast[15] apoptootilisele antiapoptootilisele [16]. Krüsin on 5,7-dihüdroksü-flavoon (joonis 1), mees ja paljudes taimeekstraktides (taruvaik, sinine kirglill) rohkesti esinev fütokeemiline dieet[17]. Krüsiin on aromataasi (tsütokroom P45019A1 ensüüm)18] tugev inhibiitor, millel on põletikuvastane [19] ja antioksüdantne [20] toime, samuti võime indutseerida vähirakkude apoptoosi in vitro [17]. Pinotsembriin on 5,7-dihüdroksü-flavanoon (joonis 1), mida võib enamasti leida puuviljadest, köögiviljadest, pähklitest, seemnetest, meest, maitsetaimedest, vürtsidest, lilledest, teest ja punasest veinist [18-20].

Üldiselt on flavonoidide ja flavonoide sisaldavate toiduainete tarbimine seotud kasuliku mõjuga inimeste tervisele [21]. Siiski on potentsiaalne oht, et flavonoidid võivad põhjustada koostoimeid erinevate ravimitega. Toidu ja ravimite koostoime on tõsine ohutusprobleem, mis tekib siis, kui ravimi farmakoloogilist toimet muudab toidu ja/või toidulisandite toime, mis põhjustab ootamatuid kliinilisi mõjusid [22]. Narkootikumide koostoime põhjustab rohkem kui 30% kõigist kõrvaltoimetest [23] ja umbes 0,57% Ameerika Ühendriikide haiglaravist [24]. Flavonoidid võivad põhjustada koostoimeid teatud ravimitega. Üks viis, kuidas flavonoidid põhjustavad koostoimeid, on ravimite ainevahetuse eest vastutavate ensüümide, näitekstsütokroomP450 ensüümid(CYP ensüümid), millest kõige olulisem on CYP3A4 ensüüm.

Cistanche võib parandada immuunsust

CYP3A4 ensüüm vastutab 33% ravimite ainevahetuse eest [25]. Peale selle osaleb CYP3A4 paljude ksenobiootikute ainevahetuses, millest mitmed võivad toimida oma aktiivsuse inhibiitorite või indutseerijatena. Koostoimed teiste ravis kasutatavate ravimitega ja isegi kliiniliselt olulised koostoimed võivad esineda [26]. Näiteks on üks olulisi võimalikke koostoimeid naistepuna ja suukaudsete rasestumisvastaste vahendite kasutamine, kus on täheldatud suukaudsete rasestumisvastaste vahendite efektiivsuse vähenemist ja sellest tulenevaid rasedusi [27]. Seega on väga oluline teada, millised ühendid võivad CYP3A4 ensüümi aktiivsust pärssida või indutseerida. Nagu varem näidatud, võivad akaatsetiin, apigeniin, krüsiin ja pinotsembriin põhjustada statistiliselt olulist CYP3A4 inhibeerimist 1 μM kontsentratsiooni korral, kasutades testosterooni jääkensüümide aktiivsuse markersubstraadina [28]. Need andmed viitavad sellele, et flavonoididel on potentsiaal põhjustada toidu ja ravimite koostoimeid flavonoidide (mesi, taruvaik) sisaldavate toiduainete kasutamisel [29]. Kuna CYP3A4-l on suur aktiivne koht, on soovitatav, et kõik inhibeerimise analüüsid viiakse läbi vähemalt kahe markersubstraadi abil [30].

Selle uuringu eesmärk oli uurida akatsetiini, apigeniini, krüsiini ja pinotsembriini inhibeerivat kineetikat, kasutades nifedipiini CYP3A4 ensüümi aktiivsuse markersubstraadina. Lisaks oli selle uuringu eesmärk uurida flavonoidide võimalikku kovalentset seondumist CYP3A4 heemiosaga ning testida nende võimalikku rolli pseudo-pöördumatus inhibeerimises.

2. Tulemused

2.1. Ensüümi kineetika

Kõigist testitud flavonoididest oli krüsiin CYP3A4 kõige tugevam inhibiitor, mille IC50 väärtus oli 2,5±0,6 uM(joonis 2). Pinotsembriini, akasetiini ja apigeniini IC5 väärtused olid vastavalt 4,3±1,1,7,5±2,7 ja 8,4±1,1 μM (tabel 1).

Tabel 1. CYP3A4 inhibeerimise põhilised kineetilised parameetrid üksikute flavonoidide (nifedipiin(NIF) poolt, mida kasutatakse markersubstraadina, ja tulemused, mida väljendatakse kolmekordsete keskmiste väärtustena. Tulemusi võrreldakse analüüsidega, milles testosterooni (TSN) kasutati markersubstraadina (võetud viitest [29]).

IC väärtused sõltuvad eksperimentaalsest seadistusest; seega määrati üksikute flavonoidide puhul täielik inhibeerimiskineetiline, kasutades erinevatel ajavahemikel inkubeeritud flavonoidide erinevaid kontsentratsioone (vide infra). Chrysin näitas ka madalaimat inhibeerimiskonstanti -K; väärtus. Üksikute flavonoidide inhibeerimiskonstante testiti nifedipiini abil markersubstraadina ning akaatsetiini, apigeniini, krüsiini ja pinotsembriini puhul järgmist; väärtused määrati vastavalt∶12,1±5,6,20,2±12,7,2,4± 1,0 ja 5,1±1,6μM. Vastavad inaktiveerimismäära konstandid olid: vastavalt 0,10 ± 0,02 min-I, 0,11± 0,04 min-1,0,07±0,01 min-1 ja 0,04±0,01 min-1. Inaktiveerimise efektiivsus määrati iga flavonoidi puhul inaktiveerimiskiiruse konstandi ja inhibeerimiskonstandi suhtena. Kõigist testitud flavonoididest oli krüsiinil suurim inhibeerimisefektiivsus, mis oli 0,029 min-1 μM-1(tabel 1).

2.2. Hemokroom-Püridiini analüüs

Hemokroomset püridiini analüüsi kasutatakse reaktiivsete vaheühendite kovalentse seondumise määramiseks heemi protoporfüriini osaga. Vähendatud põhitingimustes moodustab must must püridiiniga kompleksi. Kompleksi neeldumismaksiimi täheldati 531 nm ja 570 nm juures. Inhibiitoritena flavonoide sisaldavad inhibiitorid (akaatsetiin, apigeniin, krüsiin ja pinotsembriin) näitasid heme kontsentratsiooni vähenemist (joonis 3). Seejärel kinnitati analüüse täiendava inkubatsiooniga kataas (CAT) ja superoksiidi dismutaasiga (SOD), et vältida heemi võimalikku hävitamist mitteproduktiivsetes tsütokroomsetes P450 tsüklites moodustunud reaktiivsete hapnikuliikide poolt. Samuti kinnitati heemi kontsentratsiooni vähenemist (joonis 3). Inkubatsioon akatsetiiniga vähendas heemi 51,12%, apigeniin 54,95%, krüsiin 94,5% ja pinotsembriin 74,73%.

Kõik flavonoidid vähendasid analüüsis heemi kontsentratsiooni SOD ja CAT lisamisega ja ilma. Jääkkanami kontsentratsioon pärast akatsetiini inkubeerimist oli 48,88% ja uuesti testimisel SOD ja CAT lisamisega 63,33%. Jääkheemi kontsentratsioon pärast apigeniiniga inkubeerimist oli 45,05% ja korduval testimisel SOD ja CAT lisamisega oli 55,11%. Jääkheemi kontsentratsioon pärast krüsiiniga inkubeerimist oli 2,9%, samas kui pärast inkubeerimist SOD ja CAT lisamisega oli 5,5%. Heemi kontsentratsiooni suuruselt teist vähenemist täheldati pinotsembriini inkubatsioonides, mis olid vastavalt 25,3% ja 35,5%, ilma SOD ja CAT-i lisamiseta (tabel 2).

Need tulemused näitavad, et tsütokroom P450 3A4 ensüümi inaktiveerimine saavutatakse reaktiivse flavonoidvaheaine adukti moodustumisega ensüümi heemiosaga. Kuna tulemused kinnitati CAT ja SOD kasutamisel, võib järeldada, et heme hävitamist ei põhjustanud reaktiivsed hapnikuliigid, mis tekkisid tsütokroom P450 mittetootlikes tsüklites.

See artikkel on võetud molekulidest 2021, 26, 3018