麻醉药肝外代谢研究进展

1、麻醉药肝外代谢研究希望肝脏是机体中最大的本色器官，到场体内物质代谢和能量代谢。围术期绝大多数药物都要在肝脏举行生物转化。肝移植无肝期，由于机体处于没有肝脏的状态，很多麻醉药物的代谢一定受到差异程度的影响。传统不雅念以为在此阶段须淘汰麻醉药物的用量，防范麻醉药积蓄。比年来研究创造，肝移植无肝期部门麻醉药物，如丙泊酚、罗库溴铵等的药代动力学并未产生显着变革。由此推测大概存在麻醉药的肝外代谢途径或肝外代谢途径成效加强。一、药物在体内的代谢及影响因素药物进入机体后重要以两种方法消除：一种是药物直接以原型随粪便、尿液或呼吸道排挤体外；另一种是药物在体内经代谢后，以代谢物的情势随粪便和尿液排挤体外。药物的

2、代谢，也称生物转化，是药物从体内消除的重要方法之一。麻醉药通常有数条代谢途径，其目的是将脂溶性的、有活性而无法排挤的药物转酿成水溶性、灭活的物质，从而能通过肾脏或胆道排挤体外。药物在体内的代谢重要有两个步调，别离为I、II相反响。I相反响包罗氧化、复原、羟化和水解，重要通过细胞色素P450举行氧化或羟基化反响。其代谢产物大概活性已较小，也大概反响性较好乃至是有毒物质。通常I相反响代谢产物进入II相反响，即与谷胱甘肽、葡萄糖醛酸或硫酸根等结合或经甲基化、乙酰化后排挤体外。咪达唑仑需举行I、II相反响代谢。另一些麻醉物那么重要通过II相反响代谢，如吗啡。肝脏含有很多相代谢和相代谢所需的酶，是药物代

3、谢的重要部位。随着生物化学和分子生物学如卵白质分散纯化技能、免疫抗体标识表记标帜及DNA技能的生长和应用，越来越多的药物代谢酶在肝外构造和器官中被创造。如I相反响的重要酶系YP450及黄素单加氧酶F、过氧化酶系、环氧化物水合酶等；相反响的葡萄糖醛酸转移酶、硫酸转移酶、乙酰转移酶、甲基转移酶、氨基酸结合酶等。同时由于对药物代谢研究的不竭深化，人们创造药物的代谢不但仅产生于肝内，有些药物如吗啡、普奈洛尔、洛西泮等可在肝外构造中代谢；有些药物如氨基比林、红霉素、环磷酰胺和阿糖胞苷等在肝内及肝外均有代谢；而有些药物的部门代谢历程仅在肝外的特定构造举行，如维生素D3的1位羟化仅于肾脏中举行。瑞芬太尼那么

4、重要被肝外的非特异性酯酶代谢。到场药物代谢的肝外构造包罗血浆、皮肤、脑、肺、肾脏、肾上腺、胃肠道等，且肝外构造又因其各自的构造剖解及生理成效的差异而具有差异的代谢特点。肝外药酶漫衍普及、含量少、可被诱导或按捺，并在多种生理及病理历程中起着紧张的作用。肝外药酶种类很多,但此中重要为YP450酶、转移酶和脱氢酶三大类。如今，在药物肝外代谢研究中，重要研究的相代谢酶是YP450酶，包罗YP1A1、YP1B1、YP2和YP3A等。同一种酶在差异动物之间和同种动物差异品系之间活性是有差异的。有作者创造，大鼠体内的酶活性较其他动物物种低25%，此中YP450活性和NADPH细胞色素复原酶活性最低。人肺中的

5、YP450含量和活性比大鼠体内的更低。这种差异种属造成的差异，在肝外代谢中非常普及，因此当阐发比力动物实行数据时，特别是将动物结果推论到人时必需非常慎重。别的，有些肝外药酶的活性尚有明显的个别差异。年事对肝外代谢的影响也很普及，其纪律与大部门生理成效一样等，即婴幼儿时期酶活性低下，随发育渐渐加强，至成年到达岑岭，老年时再度落落。比方肺微粒体酶活性以及人和多种动物肾中UGTs活性都是云云。尚有研究结果创造，性别对肝外代谢是有影响的。如雌性大鼠肾中组胺N甲基转移酶的活性仅为雄性大鼠的一半，但在小鼠中那么相反。疾病对药物的肝外代谢也有影响，比方肾成效不敷时，肾中药物的甘氨酸结合反响变慢，因此，当尿毒

6、症病人利用对氨基水杨酸时，药物的半衰期延伸。如今，在一些自身免疫性疾病中已创造YP1A2，YP29，YP2D6，YP2E1，YP3A，YP11A1，YP17，YP21和UGT是自身免疫性抗体的靶卵白，由于这些靶卵白受到自身抗体的打击，其活性受到影响，势必会影响到对药物在肝外构造中的代谢。药物、毒物和食品等多种外源性及内源性物质对肝外代谢均会产生一定的影响，重要表示为对肝外药酶的诱导和按捺作用。如雌性大鼠饥饿72小时后，小肠中苯并芘羟化酶的活性落落为正常饮食的比拟动物的75%；给雄性大鼠以无脂肪的饲料，那么酶活性落落30%，而赐与纯化的精饲料，一天之后此酶活性险些消散。又如在饲料中参加10%鱼肝

7、油可诱导大鼠肠道环氧化物水化酶。多环烃类可诱导大鼠肾中UDPGT的活性和皮肤中的P450酶系。而苯巴比妥类、利福平、酮康唑、西咪替丁和致癌剂、3-甲基胆蒽类以及糖皮质激素、性激素、抗生素及维生素D3等也被创造是某些肝外药酶的诱导剂和按捺剂。一些诱导剂和按捺剂还具有构造特异性，如中药汉黄芩素能引起鼠肾内的芳烃羟化酶活性低落，却能使肺内该酶的活性增长；而在明显增长肺内的YP1A的活性的同时，该化合物又按捺了肝、肾内UGT活性。二、肝外代谢相干酶一细胞色素P450酶细胞色素P450酶是普及漫衍于动物、植物和微生物等差异生物体内的一类代谢酶。其重要构成的P450卵白与的结合体在450n处有特性光汲取峰

8、而得名。P450卵白具有种类的多样性和底物的重叠性，这使得P450酶系可催化多种范例的反响，对很多外源性物质和内源性物质的代谢，起非常紧张的作用。如今人们已克隆出上百种P450亚型，由于其基因的多样性，称作P450基因超家属。1998年Guittn等从人体肝脏中分散出肝微粒体酶，通过实行证明有多种P450亚型到场了丙泊酚的代谢，包罗YP29、YP2A6、YP28、YP218、YP219和YP1A2，并指出YP29至少到场了丙泊酚50%的氧化代谢，尤其是在较低的底物浓度时。YP29在人体中重要漫衍于肝脏、肾脏和小肠，在兔和鼠中与其相应的卵白质定名为YP211，其与YP29具有85%的同源性。YP

9、29基因含有9个外显子和8个内含子，全长约为55kb。人YP29基因比兔和鼠相应的同源基因要大得多，其内含子、外显子毗连处的布局与其他YP29基因相似。YP29的底物均为极性酸性物质，因此在生理性的pH环境中，这些底物重要以阴离子状态存在。YP29的探针药物包罗：甲苯磺丁脲、华发林、苯妥英和非甾体类抗炎药。通过这些探药对YP29的特异性按捺作用，可以阐发丙泊酚的代谢是否是否受到影响，从而断定和评估YP29对丙泊酚的作用。urt等通过YP的DNA文库，利用特异性抗体证明白YP2B6也到场了丙泊酚的羟基化历程，固然其作用与YP29比拟力弱，但是对付丙泊酚氧化的个别多样性起了关键性作用。由于在肝脏、

10、肾脏、小肠、肺脏和脑都有YP2B6的基因表达，其漫衍范畴比YP29要广，据此urt.在异丙酚的肝外代谢中YP2B6发挥了作用。二二磷酸尿苷葡萄糖醛酸转移酶UGT二磷酸尿苷葡萄糖醛酸转移酶UGT是化合物举行相生物转化时最紧张的一种酶，它催化体内合成的尿苷二磷酸葡糖醛酸uridediphshategluurniaid,UDPGA脱去葡糖醛酸基从而与底物的成效基团结合，形成葡糖醛酸结合物，使低物极性增大，水溶性加强，易于从体内扫除。UGT重要存在内质网膜上，尤其是在滑面内质网膜中活性最强，这种定位便于UGT与混淆成效氧化酶反响产物的作用，便于相代谢与相代谢反响的偶联。传统的不雅点以为UGT催化的结合

11、反响产生在相反响之后，需依靠相反响提供的一些成效基团来完成反响历程。而现实上，很多外源性物质已经具备成效基团，如那些含有-H、-SH、-H、-NH2等基团的物质，可同时直接举行葡萄糖醛酸化，丙泊酚正属于这类物质。UGT表达程度是通过即时的、构造特异性的和环境因素影响的调治方法举行的。饮食、性别、年事、妊娠临盆、激素程度都可对UGT的活性产生影响。到如今为止一共分散纯化了至少19种人类UGT同工酶，按照克隆的DNA序列的相似性，Burhell将UGT超基因家属分为两各人族，即：到场酚和胆红素代谢的UGT1家属以及到场类固醇代谢的UGT2家属。人类UGT1基因位于染色体2q37处，由至少13种差异

12、的外显子1和4个配合的外显子2-5构成。UGT亚族具有基因多态性，在利用该亚族催化的药物举行治疗时大概就会形成显着的个别差异。1988年Harding等通过实行指出，UGT1A6对付一些诸如1-萘酚、4-硝基苯酚等简朴酚类的共轭作用具有底物特异性。1993年Ebner和Burhell在研究对UGT1家属的底物特异性时的研究创造，UGT1A8或UGT1A9在体外可以或许葡醛酸化丙泊酚，并比拟研究了UGT1A6和UGT1A9，UGT1A9与UGT1A6比拟力，指出由于两者对酚类都有较高的代谢率，因此皆归属于酚类UGT，UGT1A9比UGT1A6有更广的酚类底物。Shelby等的研究表白在人体中，U

13、GT1A6和UGT1A9重要漫衍在肝脏和胃肠道，UGT1A9在肾脏中也有表达；在大鼠体内没有UGT1A9的表达，而UGT1A6存在于肝脏、肾脏、消化道、脑等险些全部构造器官中。多环芳烃PAHS可诱导UGT1A6和UGT1A9的表达，从而为研究UGT1A6和UGT1A9提供了一种有用本领。三磺基转移酶转磺酶，ST磺基转移酶转磺酶，ST催化种种内源物和外源物与3-磷腺苷-5-磷酸硫酸盐PAPS相结合，形成硫酸化结合反响产物，导致其生物活性的落落以及其肾扫除本领的进步。硫酸化作用对付酚类来说是一条紧张的结合途径。ST是一个渐渐凸现出来的超基因家属，如今至少已识别出细胞液中的4种ST，即酚转磺酶PST

14、、雌激素转磺酶EST、羟基类固醇转磺酶HSTT和脱水表雄甾酮转磺酶DHEA-ST。这些酶又可进一步分成亚族，在氨基酸挨次上有60%雷同。ST中存在氨基酸基序，他们在物种生长史上是守旧的。这些署名序列大概涉及与PAPS的结合。全部这些酶的DNA和基因已被克隆，而且在染色体上的定位已经报道。催化异丙酚的ST属于PST，但是PST的专属性不强，可催化范畴较广的药物和外源物，这说明PST催化异丙酚的硫酸化反响并不具有特异性。大多数的药物和内源性化合物，能被葡醛酸化的也能被硫酸化，这就导致了底物在两种代谢途径中竞争。按照两个反响的动力学特性，由于细胞中PAPS量少于UDPGA，以是硫酸化在低底物浓度下占

15、主导作用，而葡醛酸结合在高底物浓度时占主导。三、丙泊酚的肝外代谢丙泊酚作为一种高亲脂性的麻醉药物，其代谢相称活泼。如今多数研究证明丙泊酚重要通过肝脏代谢，90%以上的药物与肝内葡萄糖醛酸或硫酸结合，形成1或4-葡萄糖醛酸或硫酸根丙泊酚，重要从尿液中排挤，游离态的母核药物在尿液中的含量不到总量的0.3%。朱益贫等研究小儿肝移植无肝期丙泊酚的药代动力学特点表示，在肝移植的“无肝状态下，丙泊酚的药代动力学未受到显着的影响，同一患者诱导期和无肝期别离静注丙泊酚2gkg，所得T12、L及V等药代动力学参数及均匀血药浓度-时间曲线之间并无显着差异，提示该药存在显着的肝外代谢。别的其扫除率大于小儿肝血流量(

16、11.3Lin)。别的，在肝硬化病人中其机体总扫除率以及在稳态时的表不雅漫衍容积与正常肝成效者比拟并无太大区别。据此也可推断丙泊酚存在肝外代谢。如今人们对丙泊酚肝外代谢的研究重要会合在肾脏、肺脏、小肠和脑。传统的不雅点以为UGT催化的结合反响产生在相反响之后，必要依靠相反响提供的成效基团来完成反响历程。而现实上，含有-H、-SH、-H、-NH2等基团的物质可以直接举行葡萄糖醛酸化，丙泊酚正属于这类物质。尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶1A6(UGT1A6)能使丙泊酚葡醛酸化后经肾脏直接排挤体外，是丙泊酚代谢的关键酶之一，肝脏中含量最多，机体的其他很多构造器官也有表达。UGTs的表达程度是通过即时的、

17、构造特异性的和环境因素影响的调治方法举行的。人种、性别、年事乃至饮食都可对UGTs的活性产生影响。无肝状态下机体的内环境产生庞大的变革，种种激素的分泌调治、酸碱电解质的平衡紊乱等因素，极大概对肝外构造器官的UGTlA6的表达与活性产生影响，从而影响异丙酚的代谢。有研究表白，大鼠无肝期肝外器官UGT1A6RNA表达加强。大鼠无肝状态下体内甲状腺激素程度显着增高。我们的研究证明，甲状腺素T3对大鼠肝脏细胞UGT1A6基因表达有显着的诱导作用。而且有证据表现，在肝硬化、慢性运动性肝炎、急性肝衰竭、肝癌等患者中均出现甲状腺素程度的显着改变。肾脏血流量占了心排量的25%，全部从尿液中排挤的药物必先颠末肾

18、脏处置惩罚。现已创造在肾脏中存在相代谢酶和相代谢酶，重要漫衍在近曲小管，肾脏在很多药物的生物转化中饰演了紧张的脚色。人们通过显微剖解、免疫构造化学及特异性抗体实行等要领，均证明肾脏中含有UGT酶，进一步的研究创造，人体肾脏具有与丙泊酚代谢相干的UGT1A8和UGT1A9的表达，大鼠肾脏有UGT1A6的表达。Redegeld等研究了离体灌注大鼠肾脏对1-萘酚的葡醛酸化和硫酸化作用以及对这些共轭化合物的扫除作用的实行研究，明白的指出表白肾脏同肝脏一样可以代谢酚类化合物，只管它的代谢本领是有限的；在较低的血浆浓度时，肾脏对付酚类化合物的扫除将发挥紧张作用。Raff通过实行证明肾脏的葡醛酸化作用比人们

19、想象的要强盛得多，它的作用乃至凌驾了肝脏和小肠。肺脏汲取了险些全部的心输出量，在共轭酚类化合物代谢方面具有很强的本领。Servin等曾研究有实行证明离体大鼠肺脏对丙泊酚的具有扫除作用，他指出丙泊酚在离体大鼠肺中可形成代谢化合物，肺脏代谢是丙泊酚的紧张肝外扫除途径。肺构造含有与丙泊酚羟基化相干的P450酶以及葡醛酸化相干的UGT酶，能使丙泊酚形成相应的代谢化合物，随血流到达肾脏，从尿液中扫除。1999年，Kuipers接纳循环靛氰药代动力学模子研究了羊肺脏对丙泊酚首过摄取与扫除作用，从其研究结果中创造有近总量30%的丙泊酚在初次通过肺脏时被扫除了，他明白地指出肺脏在丙泊酚的总体扫除中发挥了紧张作

20、用，只管它的埋伏扫除本领弱于肝脏，并进一步推测丙泊酚作为一种具有一定挥发性的物质，大概也可以或许通过通气从肺中扫除，这是一种特别的途径，必要通过实行进一步验证。很多口服药物，此中包罗酚类药物能通过小肠举行代谢，而丙泊酚作为一种静脉麻醉药物是否也能在小肠代谢如今并不非常确定。Raff曾选择12位肝硬化手术病人作为研究工具，静脉注射丙泊酚后别离在桡动脉和门静脉处抽取血液测定血药浓度，创造此中7位患者桡动脉的血药浓度高于门静脉；由于不克不及明白证明小肠对丙泊酚的代谢，他进一步举行了体外实行，证明在小肠微粒体内可以形成葡醛酸化丙泊酚，于是推测肠对丙泊酚的肝外葡醛酸化大概发挥了一定作用。假设能对肠段举行

21、离体灌注丙泊酚实行，那么大概对丙泊酚的肠代谢得出确切结论，但如今尚未见相干文献报道。关于脑是否能代谢丙泊酚存在一些争议。Lubrk和Uptn以10g/in的迟钝速率通过静脉给羊注射丙泊酚45in，不雅察丙泊酚脑摄取和洗脱的整个药代动力学变革，应用质量平衡规那么盘算各时间点脑浓度变革。在整个实行中经动脉进入脑的丙泊酚均匀总量2523g，经矢状窦脱离脑的丙泊酚均匀总量2332g，两者比力无统计学差异，以为丙泊酚在脑中未产生代谢。有学者研究了恒速输注丙泊酚时人脑的摄取环境，以为人脑对丙泊酚根本无代谢或代谢很少。尚有学者选择在丙泊酚麻醉下行开颅术的患者，在抽取脑构造样本的同时抽取动脉和颈内静脉血样，用

22、PR法测定微粒体和线粒体中UGT1A6及YP1A1的RNA的表达程度，用高效液相色谱和睦相色谱法测定动脉血及颈内静脉血中丙泊酚-葡萄糖醛酸结合物的含量，结果表现UGT1A6RNA重要表达于微粒体，YP1A1RNA重要表达于线粒体，颈内静脉血丙泊酚浓度明显低于动脉血，丙泊酚-葡萄糖醛酸结合物浓度明显高于动脉血，于是以为脑构造是到场丙泊酚肝外代谢的紧张器官，代谢位于脑内微粒体和线粒体中。丙泊酚不但在肝脏代谢，而且存在较强的肝外代谢，该代谢特性与丙泊酚代谢相干的各药酶在体内的表达与漫衍有关。这提示在利用丙泊酚实行麻醉、平静时，不必过于思量肝成效停滞对丙泊酚代谢的影响。但新的研究表白，丙泊酚连续输注在

23、肝移植无肝期，其血药浓度升高，说明丙泊酚的肝外代谢并不克不及完全交换肝脏代谢。比来我们选择大鼠为实行动物，夹闭大鼠肝门，模拟肝移植历程中的无肝期，在无肝期前后别离以10g/kg的剂量通过右侧颈深静脉注射，接纳RP-HPL阐发两种状态下丙泊酚血药浓度的变革，结果表如今“无肝状态下，丙泊酚血药浓度随时间的推移而不竭落落，与无肝期前丙泊酚血药浓度的变革趋势一样等，其药代动力学参数中漫衍半衰期(T1/2)、消除半衰期(T1/2)与表不雅漫衍容积(Vd)三者无显着变革，而药时曲线下面积AU显着增大，扫除率L淘汰非常明显。无肝状态下，丙泊酚L显着落落，说明肝脏在异丙酚的扫除历程中起紧张作用，但同时T1/2

24、并未产生显着改变，这不但反响了丙泊酚确实存在肝外代谢，而且据此推测无肝期丙泊酚的肝外代谢代偿性加强。四、罗库溴铵的肝外代谢肌松药的药代动力学一样平常属开放二室模子。开始时血药浓度敏捷低落，由于肌松药漫衍于血液、细胞外液以及与神经肌肉讨论的受体相结合所造成，即漫衍相。然后血药浓度迟钝低落，由于药物在体内分泌、代谢以及被神经肌肉讨论部门再摄取所造成，即消除相。严峻肝脏病变病人影响药物代谢动力学特性的重要因素是中心室容积、表不雅漫衍容积的增长，以及药物消除漫衍的改变。门脉高压、低卵白血症和水钠潴留使病人细胞外液增长，大概是表不雅漫衍容积变大的缘故原由。产生的结果是起效减慢、消除时间延伸。如泮库溴铵的

25、表不雅漫衍容积增长了50%，血浆扫除率那么淘汰22%，使药物起效的首量增长，而规复耽误。同样，罗库溴铵的起效和规复也受到影响，只管其消除半衰期的改变不显着。对付维库溴铵，在肝炎、酒精性或胆汁淤积所致肝硬化病人，其表不雅漫衍容积稳定，起效时间不受影响，但其消除和规复时间均明显延伸。纵然药物的代谢特性没有改变，肝成效衰竭所致的过分斲丧、酸碱失衡、水电解质紊乱、低温以及围术期麻醉药物的利用，均大概使肌松药的药效学产生改变。如负氮平衡、低钠血症使病人肌肉无力，对肌松药敏感性增长。血浆pH的改变可影响肌松药强度和时效。低温自己可产生部门神经肌肉停滞。吸入麻醉药可加强非去极化肌松作用，而且呈剂量依靠性。作

26、为通例应用于手术麻醉历程中的肌松药，有些重要颠末肝脏消除和代谢，而且其临床效应轻易通过肌松监测所获知，故被以为有大概成为评价肌移植术后成效状态的指标。最早Pittet等人通过动物实行创造，无肝期的维库溴铵输注需求量显着少于移植前和新肝灌注后。Lukin及其同事也创造肝移植后早期假设需维持肌松结果恒定，连续输注维库溴铵的必要量上升，肌松规复时间和肝成效规复相干。罗库溴铵是起效最快的非去极化肌松药，其2ED95的剂量插管要比维库溴铵快1倍。重要依靠肝脏消除，其次经肾脏消除。由于其起效快，心血管反响弱，为中效肌松药，代谢产物无活性，被以为可用于肝移植病人的诱导插管和肌松维持。罗库溴铵的药代动力学特性

27、切合三室开放模子，在正凡人体80以上通过肝脏原型分泌，仅有9摆布通过肾脏分泌，只有少少一部门可以忽略的颠末肝脏代谢成17-羟罗库溴胺颠末胆道分泌。现有文献报道固然罗库溴胺重要通过肝脏代谢然而在无肝期罗库溴胺的血浆扫除率无显着落落，血药浓度也无显着变革。提示在无肝期其肝外代谢加强但机制尚不明晰。而且当肝移植手术进入无肝期时，由于罗库溴胺重要通过肝脏分泌，从理论上说在无肝期时其代谢将受到显着的影响，在麻醉维持历程中应该大大淘汰用量，但是相干研究表白在肝移植无肝期时其用药量仅淘汰10%-20%，两者并不切合，故推测其肝外代谢途径加强了。罗库溴胺在体内是以阳离子情势存在是一种典范的大的有机阳离子，据文

28、献报道这正是ATPs/atps超家属的典范底物之一。尤其是ATP-A/atp1、atp2、atp3等几个亚家属对罗库溴胺的特异性及亲和力较高。ATPs/atps细胞膜转运超家属有机阴离子转运多肽超家属rganAninTransprtPlypeptidessuperfaily，其重要漫衍于与药物代谢严密相干的构造器官如：肝脏、肾脏、小肠、血脑屏蔽等处，能转运大量的化学布局差异的底物。进入无肝期后罗库溴铵的血浆扫除率及血药浓度并无显着变革，但是这时罗库溴铵代谢的重要场合肝脏已经不存在了，按照ATPs/atps超家属的漫衍特点，对底物的特异性、亲和力；及罗库溴铵重要通过atp进入细胞内举行代谢，推测肝外构造器官的atp对罗库溴铵的转运加强。这种作用大概是通过细胞膜上转运卵白数量标增长大概和成效加强来实现的。比来，我们通过检测罗库溴铵无肝期的药效动力学，肾脏的转运卵白atp-3及其基因表达的变革，