acevts ska kem mija 3 Farm Prostaglandini, inhibicija CX, mimetiki arahidonske kisline Izr. prof. dr. Marko Anderluh 14. marec 2013
Bolečina po WH Akutna/kronična Maligna/nemaligna Trostopenjska lestvica 3 2 SREDNJE MČNA BLEČINA ZEL MČNA BLEČINA močni opioidni analgetiki ± neopioidni analgetiki ± dodatna zdravila 1 BLAGA BLEČINA srednje močni opioidni analgetiki ± neopioidni analgetiki ± dodatna zdravila neopioidni analgetiki ± dodatna zdravila
Nekaj zgodovine Acetilsalicilna kislina Prva sinteza acetilsalicilne kisline 1853, Charles Frederic Gerhardt, Izboljšava Hermann Kolbe 1874 1897 Bayer vpelje aspirin (Arthur Eichengrün, Felix Hoffmann) Mehanizem delovanja ni znan do 1971
Nesteroidne protivnetne učinkovine (NSAID) Analgetiki, antirevmatiki, antipiretiki, antiflogistiki Glavni mehanizmi delovanja: inhibitorji CX 1 + CX 2 + (CX 3) /klasični i NSAID/ inhibitorji CX 2 (koksibi) drugi mehanizmi i
Endogena analgezija Aferentna nociceptivna pot Modulacija bolečine! PRSTAGLANDINI
Eikozanoidi fiziološki učinki Eikozanoidi idi produkti oksidacije kid ij esencialnih ilih20c maščobnih kislin prostaglandini, prostaciklini, tromboksani, levkotrieni Udeleženi so v: Vnetnem odgovoru Vročini Vnetni bolečini Strjevanju krvi Regulaciji krvnega tlaka Sekrecijiželodčne sluzi Reprodukciji (relaksacija/kontrakcija uterusa) Regulaciji budnosti/spanja
9 5 11 15 1 CH 20 Prehrana: linolna kislina metabolizem Arahidonska kislina esterifikacija Aktivacija PLA 2 : Citokini, rastni faktorji poškodbe tkiva, vnetje - protivnetni glukokortikoidi Membranski fosfolipidi Fosfolipaza A 2 (PLA 2 ) Arahidonska kislina CX Zileuton Lipoksigenaza LX CX-1 in CX-2 inhibitorji NSAID, koksibi Prostaglandini in tromboksani PG receptorji Leukotrieni Zafirlukast Leukotrienski receptorji ANTAGNISTI
Arahidonska kislina Metabolizem arahidonske kisline Rate limiting limiting step je sproščanjearahidonskearahidonske kislineiz iz triglicerdov Enostopenjsko s PLA 2 Dvostopenjsko PLC +DAGL
Arahidonska kislina vgrajena v fosfolipidno molekulo na mestu 2 N + P cpla 2
Arahidonska kislina (AA) Arahidonska kislina = 5,8,11,14 eikozatetraenojska kislina Vse = vezi cis 6 9 5 1 CH 11 15 20
Prostaglandini C20 ciklopentano maščobne kisline 20 = EIKZANIDI 10 9 8 7 6 15 4 2 CH 20 11 13 H 17
Biosintezna pot prostaglandinov iz arahidonske kisline ARAHIDNSKA KISLINA H Me CX-1,2 H H Me ciklicni endoperoksid PGG 2 H H H H PGE 2 CH Me CH Me PG endoperoksid E izomeraza PG endoperoksid reduktaza H H CX-1,2 ciklicni endoperoksid PGH 2 H H PGF 2 H Me glutation-s-transferaza CH Me PGD 2
Prostaglandini Nomenklatura PGE 2 Prostaglandin Izvor (1, 2, 3) Vrsta (A, B, C, D, E, F, G, H, I in J) Izvor 1: dihomo- -linolenska kislina 2: arahidonska kislina (AA) 3: eikozapentaenojska kislina (EPA)
Receptorji za PG PGE 2 deluje na EP 1 (konstrikcija GM bronhijev, v GIT), EP 2 (bronhodilatacija, vazodilatacija), EP 3 (izločanje sluzi in inhibicija izločanja HCl v želodcu,...) ali EP 4 PGD 2 deluje na DP 1 ali DP 2 (vazodilatacija, relaksacija maternice, inhibicija agregacije trombocitov) PGI 2 deluje na IP (vazodilatacija, inhibicija agregacije trombocitov, izločanje il č renina) PGF 2 deluje na FP ali FP (kontrakcija miometrija) TXA 2 dlj deluje na TP ali TP (agregacija trombocitov + bronhokonstrikcija)
Fiziološki učinki PG Tkivo/organ PG ali TX Učinki Reproduktivni organi PGE 2, PGF 2 Kontrakcija maternice, plodnost Kardiovaskularni TXA 2, PGI Agregacija trombocitov sistem TXA 2 Prepustnost žil PGE 2, PGI 2 Dilatacija arterij TXA 2 2, PGF 2 Konstrikcija ven Respiratorni sistem PGE 2 TXA 2, PGF 2 Renalni sistem PGE 2 in PGI 2 PGE 2 Dilatacija bronhov Konstrikcija bronhov Prebavni sistem PGE 2 in PGI 2 Zaščita sluznic Pretok krvi, glom. filtracija, izloč. renina Inhibicija hidroosmotskih učinkov ADH Imunski sistem PGE 2 in PGI 2 Inhibicija T, B limfocitne proliferacije Centralni živčni sistem PGE 2 Vročina PGD 2 PGE 2 in PGI 2 Spanje Bolečina
Tarče učinkovin v kaskadi AA PLA 2 : inhibitorji (protivnetni glukokortikoidi) CX 1, CX 2 in CX 3: inhibitorji (NSAID) CX 2: inhibitorji (koksibi) PG sintetaze: inhibitorji Receptorji za PG in TX: agonisti in antagonisti Lipoksigenaza: inhibitorji Receptorji za leukotriene: agonisti, antagonisti
CX ciklooksigenaza(e) CX 1 CX 2 je kostitutiven encim, normalno prisoten v tkivih; je inducibilen encim, prisoten v področjih vnetja in tudi normalno v nekaterih tkivih.
CX ciklooksigenaza(e) CX 1 je pretežno v: želodcu, prebavilih, ledvicah hin trombocitih CX 2 je v področju vnetja, v makrofagih, v endotelnih celicah, ledvicah in možganih CX 3 (podvarianta CX 1) je pretežno v možganih.
Primerjava CX 1 in CX 2 encima CX-1 CX-2 Velikost gena 22 kb 8,3 kb Število eksonov 11 10 Kromosom 9q32-q33,3 33 3 1q25,2-q25,3 2 mrna 2,8 kb 4,1 kb Pojavnost Stalno prisotna Pojavi se po indukciji Induktorji - Citokini, LPS, TPA Število aminokislin 599 604 Lokacija jd jedrna membrana, ER jd jedrna membrana, ER kofaktorji 1 hem 1 hem Mesto aciliranja z Ser-530 Ser-516 aspirinom Substratina specifičnost AA, linoleinska kislina AA, dihomo- linolenska kislina, linolenska ksl., eikozapentenoična ksl. Aktivnost 23 mmol AA/min 11 mmol AA/min
CX 1/CX 2 CX-1 CX-3- CX-2 GASTRINTESTINALNI TRAKT ZAŠČITA SLUZNIC TUMRGENEZA LEDVICA PRETK KRVI, HMESTAZA VDE IN Na + AGREGACIJA TRMBCITV VNETJE CENTRALNI ŽIVČNI SISTEM BLEČINA VRČINA
Biosintezna pot prostaglandinov iz arahidonske kisline ARAHIDNSKA KISLINA H Me CX-1,2 H H Me ciklicni endoperoksid PGG 2 H H H H PGE 2 CH Me CH Me PG endoperoksid E izomeraza PG endoperoksid reduktaza H H CX-1,2 ciklicni endoperoksid PGH 2 H H PGF 2 H Me glutation-s-transferaza CH Me PGD 2
CX ciklooksigenaza(e) Dve funkciji: oksidaza oksidacija z 2 2 (nastanek PGG 2 2) in peroksidaza redukcija hidroperoksida do alkohola (nastanek PGH 2 ) ob uporabi glutationa (GSH)
Shematski prikaz delovanja oksidaze in peroksidaze 2 2 Substrat Peroksid CX = oksidaza + peroksidaza H PGG 2 Produkt H PGH 2
Mehanizem oksidacije? Diels Alder? Kaj drugega?
Biochemistry 2006, 45, 3189-32053205 Molecular Dynamics Simulations of Arachidonic Acid Complexes with CX-1 andcx-2: Insights into Equilibrium Behavior Kristina E. Furse, Derek A. Pratt, Ned A. Porter, and Terry P. Lybrand
. Y = tirozin Y. = tirozil radikal NH
PGG 2 PGH 2
Biosinteza Prostaciklinov, Tromboksanov
Biosinteza LEUKTRIENV Arahidonska kislina 12-Lipoksigenaza 2 5-Lipoksigenaza CH 2 H H 12-HPETE CH CH 5-HPETE H H 12-HETE H CH LTA sintetaza CH LTA 4 H SR CH LTB 4 LTC 4,...
Podobnosti v strukturi med PG, prostaciklini in tromboksani Lipofilni (konstantni) del Ciklični, (ne)polarni in variabilni del Lipofilni (konstantni) del CH H
CX: dimerna oblika membranskega encima Hem peroksidaza Ena molekula Druga molekula Hem Aktivno mesto ciklooksigenaze Inhibitor membrana
CX 1/CX 2 inhibicija CX inhibitorji substratni/produktni analogi!
Rofekoksib (1999) H 2 N 2 S N N CF 3 Celekoksib (1999) Razvoj NSAID H 3 C 2 S 3 2 Naproksen (1973) CH 3 CH Sulindak (1997) F CH 3 CH CH 3 Cl NH CH Cl Me Indometacin (1964) Me CH CH 3 N Diklofenak (1979) CH 3 CH 3 S CH 3 CH CH 3 Ibuprofen (1969) CH Aspirin (1899) Cl CH 3
CX 1/CX 2 inhibicija Struktura Afiniteta Tip inhibicije CH Ac Acetilsalicilna kislina CH CCH 2 CH 2 CH 2 CH 3 Valerilsalicilna kislina CX-1 selektivni inh. Ireverzibilni inhibitor pri nizkih dozah Ki=0,012 mm (CX-1) Aciliranje Ser 530 Ki=0,062 mm (CX-2) Arg 106, Tyr 341 CX-1 selektivni inh. Ireverzibilni inhibitor Aciliranje Ser 530 S Ki=0,017 mm (CX-1) Aciliranje Ser 530 Ki=800 nm (CX-2) Aciliranje Ser 516 Ac 1-(2-acetoksifeniltio)-heptin Selektivni CX-2 inhibitor
Valerilsalicilna kislina Selektivni CX-1 inhibitor 1-(2-acetoksifeniltio)heptin Selektivni CX-2 inhibitor
Derivati salicilne kisline Cl CH CH CH H Bolj toksična spojina CH H Ac Acetilsalicilna Kislina 500 mg CH N H 2 H 5-aminosalicilna kislina Ni analgetik F F CH Ac CH 3 Učinkovitejši analgetik! diflunisal, 250 mg ( ~ 5x) H
Splošnastruktura derivatov salicilnekisline diflunisal elektroni H ali Ac
Derivati salicilne kisline NEselektivni CX 1/CX 2, ireverzibilni! GITiritacije iritacije, krči ulceracije Reyev sindrom Koagulopatije Manjši odmerki preventiva srčnega infarkta! Previdnost trajanje delovanja!!! Metabolizem tvorba glukuronidov, konjugatov z glicinom, metabolizem saturabilen, bl zato t ½ močno odvisen od odmerka
Derivati pirazoldiona Aktivna oblika!
Derivati pirazoldiona fenilbutazon oksifenbutazon sulfinpirazon
Splošna struktura derivatov pirazoldionov Anionski center lipofilni del elektronski ee to s sistemi
Derivati pirazolona H S N N N N N N N N N N Antipirin = fenazon 1894 Aminopirin = propifenazon metamizol aminofenazon Antipiretiki, antiflogistiki, analgetiki
Derivati pirazolona Neselektivni CX 1/CX 2 inhibitorji Reverzibilni Propifenazon v kombinacijah Metamizol izjemen antipiretik, agranulocitoza! http://www.lekarnar.com/izdelki/kombinirani-praski http://www.lekarnar.com/izdelki/saridon-tablete
Derivati antranilne kisline CH NH Antranilna kislina Cl Cl Mefenaminska kislina Flufenaminska Meklofenaminska kislina kislina
Flufenaminska kislina broča nista popolnoma koplanarna!
Splošna struktura fenaminskih kislin CH Lipofilni del s elektroni
Derivati antranilne kisline Neselektivni CX 1/CX 2 inhibitorji Reverzibilni Manj uporabljani
Derivati (hetero)arilocetnih kislin CH CH Me F CH 3 CH 3 N Indometacin 1964 sulindak Cl SCH 3 CH diklofenak Cl CH 3 zomepirak NH Cl N CH Cl CH 3
Determinable log [IC80 ratio (WBA-CX-2/CX-1)] for all agents assayed (see Table 1). Pojav CX 2 selektivnosti! etodolak Warner T D et al. PNAS 1999;96:7563-7568 1999 by The National Academy of Sciences
Derivati (hetero)arilocetnih kislin Reverzibilno delovanje Močno delovanje; nizke IC 50 CX 1 + 2 + 3; močno tako periferno kot centralno delovanje dl Zaradi pojava selektivnosti na CX 2 relativno p j manjše GIT motnje pri diklofenaku
Derivati (hetero)arilocetnih kislin Učinkovina Paracetamol Aminopirin (4-dimetilaminoantipirin) Antipirin (1-fenil-2,3- dimetilpirazol-5-on) Acetilsalicilna kislina Diklofenak Dipiron Ibuprofen Indometacin Fenacetin Kofein Talidomid CX-1 >1000 >1000 >1000 10 0,035 350 2,4 0,01 >1000 >1000 >1000 IC50, μm CX-2 >1000 >1000 >1000 >1000 0,041 >1000 5,7 0,66 >1000 >1000 >1000 CX-3 460 688 863 3,1 0,008 52 0,24 0,016 102 >1000 >1000 Želeni učinki analgetični antipiretični analgetični antipiretični analgetični antipiretični analgetični antipiretični protivnetni analgetični antipiretični protivnetni analgetični antipiretični analgetični antipiretični protivnetni analgetični antipiretični protivnetni analgetični antipiretični analgetični analgetični Možni neželeni učinki (na organih) neželeni učinki na gastrointestinalni trakt želodčne razjede, neželeni učinki na ledvicah želodčne razjede, neželeni učinki na ledvicah želodčne razjede, neželeni učinki na ledvicah
Derivati (hetero)arilocetnih kislin Učinek na sluznico GIT
mija 3 ska kem Farmacevts Literatura predavanj Foye s Pi Principles i of Mdii Medicinal lchemistry, 5. (6.) idj izdaja: 32. (36.) poglavje