自由基(free radical)是指含有未配对(奇数)电子的分子、原子或原子基团。自由基的连锁反应,称为氧化应急反应(oxidative stress reaction),可引起许多大分子物质的过氧化损伤,例如:脂质过氧化,引起膜损伤;蛋白质(酶)氧化,引起钙转运障碍;氨基酸氧化,引起GSH耗竭;核酸氧化,引起DNA突变;糖氧化(免疫系统),诱发免疫反应。
(3)新抗原生成 : 亲电子物质与巨分子物质共价连接所形成的巨分子复合物,形成新抗原,可诱发自身免疫性肝损害(5)。
(2)DNA突变: 细胞核内的DNA,也是亲电子物质的靶分子,如与其共价连接,可引起DNA突变。例如黄曲霉素B1的环氧化物与DNA的N-7位置上的乌嘌呤残基结合,可诱发
肝癌。
(1)钙转运障碍: 位于细胞浆膜及内质网的钙离子转运系统(Ca2+ transport system),含有半胱氨酸巯基(-SH)基团,亲电子物质与该-SH基团结合,导致钙离子转运障碍,肝细胞坏死凋亡。
当水解或结合功能缺陷时,环氧化物可在肝内蓄积,与细胞内大分子物质共价结合,导致下列病理改变:
亲电子物质是指具有捕获电子或容纳额外电子的一类化合物,在多数情况下,是依赖P450氧化生成的代谢物。其中最重要者为环氧化物(epoxide intrermediates),例如芳香族化合物在氧化过程中可生成环氧化物,黄曲霉毒素B1在P450催化下也生成环氧化物。环氧化物在环氧化物水解酶催化下水解为二醇,或在GSH-S转移酶催化下与GSH结合形成结合物,自胆汁、尿中排泄。
反应性代谢物及其致肝损害作用(4)有两种反应性代谢物可引起肝损害,即亲电子物质及自由基。
3.其他 慢性酗酒者、营养不良的个体,以及获得性免疫缺陷综合征(AIDS)患者,由于其体内GSH的消耗过多或合成不足,不能有效地清除体内的反应性代谢物,因而他们对ACM、磺胺等药物肝毒性的易感性增加。
3.药酶的诱导与抑制 某些药物可诱导P450的活性,例如酒精诱导P450 2E1,能增加四氯化碳、扑热息痛反应性代谢物的生成速率,从而增加其肝毒性。另有些药物如氯霉素、异烟肼、甲磺丁脲等,具有药酶抑制作用,使这些药物体内半寿期延长,反应性代谢物不能及时清除,以致长期服用可引起肝损害。
2.基因多态性 在一般正常人群中,药酶活性呈均匀性或一致性分布,即基因的单一模式或单态性分布,但在个别个体中,偶有1种以上的基因模式分布,称为基因多态性,其中如果有1种属罕见的,则为特异质性,可引起药酶结构及其活性的变异。研究最多者是某些芳香胺药物(如异烟肼)的乙酰化,对芳香胺清除较快者称为快乙酰化,清除较慢者称为慢乙酰化。慢乙酰化个体对普鲁酰胺、肼苯哒嗪、异烟肼的清除速率减慢,使反应性代谢物在肝内累积,引起肝损害。
1.药物过量 例如摄入常规剂量的扑热息痛(ACM)后,它大部分在肝内与硫酸及葡萄糖醛酸结合后自尿中排泄,仅10%的ACM在肝微粒体P4502E1作用下,生成N-乙酰对苯醌亚胺(NAPQI),后者是一种反应性代谢物,与谷胱甘肽(GSH)结合,生成硫醚氨酸自尿中排泄。如ACM过量,超过了硫酸及葡萄糖醛酸的结合能力,便快速生成大量的NAPQI,在耗竭细胞内GSH以后,再与细胞巨分子蛋白质的-SH基结合,引起肝细胞死亡。
在正常情况下,反应性代谢物的生成速率与清除速率处于动态平衡状态,如果生成速率增加或清除速率减慢,则可在肝内蓄积,达一定程度时,即引起肝损害。影响其生成与清除速率不平衡的因素如下。
药物在Ⅰ相与Ⅱ相反应代谢过程中生成反应性代谢产物,引起肝损害.
Ⅱ相反应(phase Ⅱ reaction) 以Ⅰ相反应生成的代谢物为底物,在转移酶类作用下,底物的极性基团分别与葡萄糖醛酸、甘氨酸、硫酸以及谷酰胺等结合,形成水溶性更强的最终排泄物。