Литература / Albert_Izbiratelnaya_toxichnost_Tom_2_1989

умереннои0 устоичивост~ю к гидролизу, как и пенициллин. Изу­

атома азота не могут объяснить или предсказать антибактери­

конформация карбоксильной группы, которая, видимо, должна

быть в экваториальном положении в соединениях обладающих антибактериальным действием, как в (13.18) и (i3.l9), а не в

аксиальном, как в ( 13.20). Однако в молекуле пенициллина (в

растворе) конформация этой группы не фиксирована.

~со2н

д2 -Карбапенем

(13.19)

а) Тиенамицин (R=H)

б) Производное амидина (R=-CH:NH)

(13.22)

В настоящее время ряд новейших ~-лактамных препаратов

проходит клинические испытания (см. клавулановая кислота в

разд. 13.1). Латамоксеф ( 13.21) - полусинтетический аналог

цефалоспоринов, в молекуле которого атом серы заменен ато­

ингибирует ~-лактамазы и синтез бактериальной клеточной стен­

ки [Tally, Jacobus, Gorbach, 1978].

Более подробно о новых ~-лактамных антибактериальных

агентах см. Neu ( 1982).

В ан к о ми ц и н (ОММ около 1500) - хлорированный поли­ фениловый эфир, в состав молекулы которого входят углеводный остаток и аминокислотная боковая цепь, выделен из

ces orientalis. О строении его молекулы см.

исотр. ( 1978). Ванкомицин соединяется с D-аланил-D-

аланиновым участком мономера, служащего исходным

соединением для построения клеточной стенки бактерий, поэтому растущие клетки погибают вследствие раз-

рыва плазматической мембраны [Anderson et al., 1965].

Этот лекарственный препарат вводят внутривенно, но никогда

не сочетают с другими препаратами, усиливающими его нефро­

и ототоксичность. Ванкомицин, как правило, назначают только

бой декапептид, содержащий четыре остатка D-аминокислот и тиазолиновый цикл. Механизм его действия заключается в обра­

зовании комплекса с переносчиком углеводов - ундекапренил­

пирофосфатом, в плазматической мембране, т. е. вмешательстве,

в раннюю стадию синтеза клеточной стенки ,[Stone, Strominge'r, 1971] (разд. 5.3). Для осуществления этого процесса т.ребуется присутствие ионов двухвалентного металла (разд. 11.9). Из-за

высокой нефротоксичности бацитрацин применяют только в ка­

рувату он ковалентно связывается с остатком цистеина в УДФ­

ацетилглюкозаминпирувилтрансферазе. В результате этого инrи­ бируется ранняя стадия биосинтеза пептидогликана и предотвра­

щается образование новой клеточной стенки. В Италии его

применяют в педиатрии, например для лечения менингита, выз­

ванного грамотрицательными бактериями [Каhап et al., 1974].

Ф~сфономицин

(13.23)

13.3. Фосфорорганические соединения и карбаматы

Соединения, рассматриваемые в этом разделе, обладают спо­ собностью ацилировать эстеразы, особенно АХЭ. Существует

корреляция между способностью этих соединений вызывать ги­

бель насекомых и ингибировать изоферменты АХЭ грудной клет•

ки (но не мозга) [Bigley, 1966; Farпham, G'regory, Sawicki,

1966]. Точно так же токсическое действие органических фосфа•

тов на млекопитающих прямо пропорционально их ингибирую­

щему действию на АХЭ [Aldridge, Barпes, 1952].

Одним из первых инсектицидов группы фосфорорганических

соединений был тетраэтиЛПИJЮфосфат, обладавший не очень вы­

сокой избирательностью [Schrader, 1936, 1944]. В 1945 г. был

создан паратион ( 13.24), получивший сразу же широкое приме­

нение [Sch'rader, 1963]; его избирательность была несколько

выше, но все еще далека от современных требований, предъяв­

ляемых к инсектицидам.

ЕЮ" /O-C 6H4N02 (p)

р

Ею/ "-s

А. Фосфорорганические соединения: химизм действия. Еще

в самом начале изучения этих соединений было замечено, что у

лиц, работающих с соединениями типа дифлоса ( 13.26), возмож­

ны одышка, повышенная чувствительность к свету, временная

потеря сознания и обратимая потеря зрения [Laпge, Kreuger,

радиоактивного изотопа 32Р, интенсивного источника ~-частиц с периодом полураспада 14 дней, показало, что дифлос (O,O-дии­

зопропилфторфосфат) ( 13.26) ацилирует гидроксигруппу остат­

ка серина в ферменте, являющуюся каталитическим сайтом для

АХ. При этом происходит отщепление фтористого водорода [Schaffer, Мау, Summersoп, 1954]. При гидролизе фосфорилиро•

ванного фермента выделяется O,O-диизопропилфосфорилсерин.

1 Во время второй мировой войны в Германии были созданы некоторые

фосфорорганические соединения с целью применения их в качестве боевых

отравляющих веществ («нервные газы»). Из трех таких соединений - зомана,

Дифлос использовали для снижения внутриглазного дав.пения

при глаукоме, но в настоящее время для этой цели созданы но­

вые, менее токсичные лекарственные препараты.

Действие органических фосфатов изучали также на примере

параоксона ( 13.25), представляющего собой активную форму препарата паратиона ( 13.24) [Gage, 1953]. Параоксон подобно­ дифлосу фосфорилирует гидроксигруппу серина, при этом вы­ деляется пара-нитрофенол [Hartley, Кilby, 1952]. На основании этих исследований был сделан вывод, что в АХЭ существует

только один каталитический активный участок - гидроксигруппа

серина. Однако субстрату АХЭ равно необходим второй актив­

ный участок, связывание субстрата с которым вызывает конфор­

мационные изменения фермента, способствующие каталитиче­

скому действию активного центра [O'В'rien, 1971]. Предполага­

ют, что есть три типа таких «вторичных» активных центров:

первый - для АХЭ и тетраэтиламмониевых солей, второй - д.'IЯ фосфорорганических соединений и третий - для карбаматов. Таким образом, «вторичный» активный центр (см. модель рецеп­ тора на рис. 12.3) является не анионным, а липофильным.

Кинетические исследования показали, что фосфорорганичес­

кие соединения и фермент сначала образуют переходный ком­

плекс, характеризующийся константой аффинности К [Aldridge,

1950; Маiп, 1964]. В результате фосфорилирования фермента

этот комплекс распадается и выталкивает уходящую группу.

Характеристикой этого практически необратимого процесса слу­ жит kp - константа фосфорилирования (или инактивации).

Значения К и kp определены для многих фосфорорганических соединений и АХЭ, выделенных из разных источников.

Эти кинетические исследования послужили основой для изу­

чения связи структура - активность. Например, для ряда ана­ Jiогов параоксона (13.25) при изменении алкоксигрупп (от ме­

токси до бутокси) и варьировании электроноакцепторных заместителей в бензольном кольце было установлено, что ни алкоксигруппы, ни природа уходящей группы не влияют на величину kp. Это справедливо и в случае изменения четырех

алкильных заместителей в молекуле малаоксона ( 13.27). Одна­ ь.о значения К для производных параоксона в 2-10 раз выше,

чем для малаоксона. По-видимому, вышеуказанные изменения

химической структуры могут изменять сродство ~ ферм~нту, но

не влиять на фосфорилирующую активность [Ch1u, Маш, Dauterman, 1969]. Присутствие в молекуле электроноакцепторных

заместителей в уходящей группе способствует повышению анти­

холинэстеразной активности до определенного максиму~а, одна­

ко значительное уменьшение прочности связи уходящеи группы

с остальной частью молекулы приводит к образованию с~еди­

нений, легко гидролизующихся под действием воды [Aldr1dge,

Ba'rпes, 1952; Aldridge, Davisoп, 1952]'. Ниже этого максимума

существует линейная зависимость между логарифмом констан­

ты гидролиза и логарифмом константы ск.орости бимолекуляр-

Необратимо

ингибированный

фермент

ной реакции взаимодействия фосфорорганического соединения

с ферментом.

Эффективные инсектициды найдены среди эфиров фосфор­ liОЙ, фосфиновой и фосфоновой кислот. В эфирах фосфиновой

кисдоты обе алкильные группы присоединены непосредственно

к атому фосфора, в эфирах фосфорной кислоты обе присоеди­

нены через кислород; эфиры фосфоновой кислоты занимают

промежуточное положение.

На рис. 13.2 изображены основные процессы, происходящие при фосфорилировании фермента. Если еще не произошло «ста­

рення» ингибируемого фермента, то он может быть реактивиrо­ ван в результате взаимодействия с анионной группой гидро­

ксиламина. Явление «старения» было открыто HobЬiger ( 1955),

обнаружившим, что сложные эфиры вторичных спиртов способ­ ствуют «старению» в большей степени, чем соответствующие

эфиры первичных спиртов. Правильное представление о «старе­

нии», как о процессе, скорость которого пропорциональна скоро­

сти гидролиза алкоксигруппы, превращающейся при этом в

анион, появилось позднее [Berends et al., 1959]. Нечувствитель­

ность инактивированного, «постаревшего» фермента к действию антидота обусловлена силами кулоновского отталкивания.

В опытах на насекомых было показано, что под действием

фосфорорганических соединений в первый час сильно ингиби­

руется АХЭ и резко возрастает уровень свободного АХ [Smallman, Fiske, 1958]. О действии этих агентов на нервную систему

насекомых см. разд. 6.4.1.

Ацетилхолинэстеразы, выделенные из различных видов на­

секомых, значительно отличаются по чувствительности к фосфор­

~рганическим инсектицидам [R. O'Brien, 1967]. АХЭ у насекомых

менее доступна для экзогенных соединений, чем у млекопита­ ющих, поэтому ионизированные аналоги не могут быть исполь­

зованы в качестве инсектицидов, так как чужеродные ионы не

могут проникать через мембрану (разд. 3.2).

Б. Фосфорорганические соединения: повышение их избира­ тельности. Инсектициды повышенной избирательности, относя­

щиеся к классу фосфорорганических соединений, следует искать

среди новых соединений, по-разному метаболизирующих в орга­

низмах насекомых и позвоночных, т. е. создавать .~:шбо инерт­

ные соединения, превращающиеся в активные вещества только­ в организме насекомых, либо активные соединения, детоксици­

рующиеся только в организме млекопитающих. Одно из таких

соединенийнаратион (О,О-диэтил-O-пара-нитрофенилтиофос­

фат) (13.24); в организме насекомых он превращается в актив­

действия инсектицида. При замене двух этоксигрупп метокси­

группами был получен препарат «паратион-метию~, об.1адаю­

щий большей избирательностью и менее токсичиыи для позвос

ночных.

Фенитротион, 0,0 - диметил - О- (3-метил-4-нитрофенил) тио­

фосфат, отличается от паратион-метила только наличием ме­

тильной группы в положении 3 фенильного кольца, однако он

неизмеримо более избирателен, его Лдsо равна 500 мг/кг, тогда

как для паратиона и паратион-мепша - 8 и 20 мг/кг соответст­

венно. Аналог фенитротиона фенитрооксон, в котором сера

заменена кислородом, сильно ингибирует АХЭ комнатн~rх мух

в таких низких концентрациях, в которых оп почти не де~ствует

па ферменты-аналоги бычьих эритроцитов и мозга :1-1Ышеи [Hol-

lingworth, Fukoti, Metcalf, 1967]. Кроме того, существуют инсек­

тициды, избирательно действующие на вредных насекомых. Так,

О,O-диизопропильный аналог параоксона ( 13.25) избирательно

ингибирует АХЭ мух, но не медоносных пчел (преимущество,

приписываемое стерическому эффекту) [Camp, Fukuto, Metcalf,

1969].

Пока велись работы по изучению аналогов паратиона, бЫJ1И

созданы вещества с «двойным механизмом» избирательности.

Первым из таких соединений был малатион - диметил-S-1,2-

бисэтоксикарбонилэтилдитиофосфат ( 13.27). В организме насе­

комых он превращается в истинно токсичный агент малаоксон,

в котором группа Р= S заменена на Р=О. В организме мле­

копитающих обе эфирные связи малатиона быстро гидролизу­

ются карбоксиэстеразами, а образующаяся при этом кислота тотчас же выводится из организма. Хотя в организме насекомых

происходит замена P=S на Р=О, гидролиз протекает лишь в

незначительной степени. Таким образом, один и тот же субстрат

подвергается разным метаболическим превращениям, ~по_ и

обусловливает его избирательное действие [Krueger, О Впеn,

1959]. В организме насекомых превращение связи Р = S в связь

Р=О осуществляется микросомами кишечника, нервных воло­

кон и жирных клеток. Существует возможность выделения мик­ росом насекомых для использования их в экспериментах [Nakatsugawa, Dahm, 1965]. Карбоксиэстеразы насекомых

относительно малоактивны; кроме того, доза, получаемая насе-

281

ботка раствором хлорфенвинфоса овец и рогатого скота на дли­ тельное время защи_щает их от эктопаразитов (мух, вшей и разных видов клещеи). Гораздо менее токсичный для млекопи­ таю~их тетрахлорвинфос ( 13.30, б) используют в сельском хо~яистве и животноводстве для борьбы с эктопаразитами (хотя деиствис его менее продолжительно).

Сравнительная токсичность некоторых инсектицидов приве­ дена в табл. 13.4, из данных которой видно, что достигнутое за

последние годы уменьшение токсичности для млекопитающих не

сопровождалось ее снижением для насекомых. Подробнее см.

Тolkmith ( 1966) .

В1982 г. для уничтожения комаров анофелес в тропиках

при проведении противомалярийной кампании ВОЗ рекомендо­ вала опрыскивание фенитротионом (разд. 13.3). Против черных мух-переносчиков и распространителей онхоцеркоза в Западной Африке распыляют ларвициды, темефос, ди [4-(O,O-диметилтио­ фосфорил) фенил] сульфид, и хлорофоксим, O,O-диэтил-2-хлор­

а-цианобензилиденаминотиофосфат. Из фосфорных инсектици­

рательны, что могут применяться перорально. Так, одна перо­ ральная доза трихлорфона ( 13.31) защищает крупный рогатый

скот от оводов. В медицине его применяют под названием мет­

рифонат, O,0-диметил-O- ( 1-гидрокси-2,2,2-трихлорэтил) фосфо­

нат. Метрифонат представляет собой пролекарство, так как в

В. Системные фосфорорганические инсектициды. В 1950 г.

Schrade·r открыл первый инсектицид, который при внесении в

почву захватывается корнями и распределяется по всему расте­

нию. Это обеспечивает защиту растений от тли и других сосу­

щих насекомых в течение 6 нед; поскольку у растений отсутству­ ет нервная система, препарат для них совершенно безвреден.

При этом погибают только насекомые, поедающие растения, а

полезные насекомые остаются невредимыми. Препарат, создан­

ФАО.

Диметоат обладает внутренней избирательностью и неизме­

римо более токсичен ддя насекомых, чем для млекопитающих.

Примечательно, что его избирательность обусловлена главным

образом преимущественным действием на него амидазы млеко­

возможности поиска избирательных фосфорорганических инсек­

тицидов.

Г. Фосфорорганические антигельминтные средства. Кумафос

(13.36, а) - первый высокоизбирательный препарат из класса

фосфорорганических соединений, эффективный в качестве гли-

стогонного перорального средства для крупного рогатого скота.

В молекулу кумафоса была введена кумариновая компонента с

учетом того факта, что в организме крупного рогатого скота

содержащийся в клевере кумарин метаболизирует чрезвычайно

легко. При изменении структуры молекулы кумафоса был полу­

чен малотоксичный для млекопитающих галоксон ( 13.36, б): его

ЛД50 для крыс 900 мг/кг, а ягнята легко переносят пятикратную

лечебную дозу этого препарата [Brown N. et al., 1962]. Изби­

рательность галоксона в бо.1ьшей степени определяется заменой

атома водорода атомом хлора, чем заменой атома кислорода

атомом серы. Галоксон применяют перорально против нематод

у крупного рогатого скота и овец; остриц и аскарид у лошадей;

нескольких разновидностей глистов у свиней и домашней птицы.

Высокоизбирательное действие галоксона связано с существо­

ванием ферментов-аналогов (разд. 4.2). Этот токсический агент необратимо ингибирует АХЭ Haemonchus contortus, тогда как

соответствующий фермент в эритроцитах овец блокируется

только временно и быстро восстанавливается [Lee, Hodsden, 1963]; АХЭ телят восстанавливается на 50 % в течение 30 мин

[Picke'ring, Malone, 1967]'.

Дихлофос ( 13.29) применяют перорально в качестве анти­

гельминтного препарата широкого спектра действия для свиней,

лошадей и собак. Об использовании метрифоната при шистосо­

мозе у людей см. разд. 6.3.5.

Ме

~/С!

л)l j~o

Обидоксим

(13.38)

Д. Антидоты. Многие фосфорорганические инсектициды вы­

сокотоксичны для человека, поэтому в арсенале лекарственных

средств необходимо иметь их антидоты. В случае отравлений фосфорорганическими соединениями следует прежде всего ввести атропин (действующий преимущественно на мускарино-

292

вые рецепторы), далее лечение проводят с помощью оксимов,

избирательно действующих на никотиновые рецепторы. Оксимы обеспечивают реактивацию фосфорилированной АХЭ в организ­

ме больных [Holmes, Roblns, 1955], точно так же как при дей­

ствии оксимов на изолированный фермент [Wilson, Meislich, 1953; Childs et al., 1955]. В результате нуклеофильной атаки

антидотом атома фосфора происходит разрыв ковалентной связи

между этим атомом и атомом кислорода в остатке

серина и образуется новая ковалентная связь с остатком

гидроксиламина (см. рис. 13.2). Один из эффективных антидо­ тов - пралидоксим (2-ПАМ), ( 13.37) - антиизомер метилпири­

диний-2-альдоксима. Этот препарат можно принимать перораль­

но, но его эффективность при парентера.ТJЬном введении гораздо

выше. Позднее появился более сильный антидот обидоксим ( 13.38), обычно применяемый в виде внутримышечных инъек­

ций [Hobblge'r, Vojvodic, 1966]. При отравлениях карбаматами оксимы неэффективны.

Триарилфосфаты (например, трикрезилфосфат) и некоторые

фторсодержащие фосфорорганические соединения обладают сильным нейротоксическим действием на человека, не влияя

при этом на АХЭ. Это действие проявляется медленно и продол­

жительно (до 2 лет) и характеризуется набуханием нейронов. Применение оксимов не дает эффекта.

Подробнее о химии фосфорорганических инсектицидов см.

Fest, Schmidt ( 1982).

Е. Карбаматы (уретаны). Карбаматы применяют с 1947 г.;

они менее токсичны для людей и действуют более избирательно

на насекомых, чем инсектициды других классов соединений. Так же как фосфорорганические соединения, они сначала образуют соединения включения с ферментом, а затем его карбамоилиру­

ют [O'Brien, 1968]. Карбаматы ацилируют АХЭ, перенося груп­

пу R2NCO на гидроксильную группу с:рина и образуя карбам~­

ильные производные фермента [Hobb1ger, 1954; W1!son, Harr1-

son, Ginsburg, 1961]. Спонтанный процесс реактивации карба­ моильных производных АХЭ идет гораздо быстрее, чем фосфо­

рилированных, что объясняется неустойчивостью N-алкильной

группы [Davies, Campbell, Kearns, 1970]. Восстановление после

отравления карбаматами проходит быстрее, чем в случае фос­

форорганических инсектицидов. Период полураспада большин­

ства инсектицидов группы N-метилкарбамата в организме чело­ века около 15 мин в противоположность большинству фосфорсо­ держащих аналогов, имеющих период полураспада 8 ч. При

изучении различных карбаматов было установлено, что опти­

мальный заместитель при атоме азота - метильная группа. Введение электроноакцепторных заместителей, усиливающее

действие фосфорорганических инсектицидов, не влияет на эф­

фективность карбаматов; большое значение имеют и стерические

факторы [O'Brien, 1971].

Инсектициды класса карбаматов в среднем более гидрофиль-

(2.8) и прозерин (2.10) (разд. 7.6.3). Карбарил весьма эффекти­

вен при педикулезе.

13.4. Алкилирующие агенты

Все алкилирующие агенты токсичны для млекопитающих,

например йодистый метил и диазометан. Однако существуют

вещества, содержащие две алкилирующие группы и избиратель­

но действующие на клетки опухолей млекопитающих. Эти сое­

динения, так называемые азотистые иприты, были первыми

противоопухолевыми препаратами (историю их создания см. в

разд. 6.3.6).

Алкилирующие агенты способны этерифицировать анионы

фосфорных и карбоновых кислот, присутствующих в живых

клетках, а также анионы фенолов и меркаптанов. Наиболее активные из них алкилируют и нейтральные аминогруппы (пер­

вичные, вторичные и даже третичные). Реакция обычно проте•

кает по SN !-механизму (реакция нуклеофильного замещения

первого порядка) [Ross, 1962]. По этому механизму катион

лекарственного вещества, например ( 13.43), образующийся с

относительно низкой скоростью, быстро атакует анион биополи­

мера, и получается нейтральный (незаряженный) продукт. Аль­

тернативой является быстрая атака катионом нейтрального ами­

на с высвобождением иона н+. Скорость реакции определяется

наличием мест возможного алкилирования, а не концентрацией

а.1килирующего агента. Первым лекарственным веществом из r{ласса азотистых ипритов, применявшимся в к.1инике, был

эмбихин. Его до сих пор используют для .печения болезни Ходж­

кина и других видов лимфам. Эмбихин вводят внутривенно и

1~рименяют либо самостоятельно, либо чаще в системе комплекс­ l!ОЙ терапии (вместе с винкристином, прокарбазином, преднизо­ ном). В присутствии воды эмбихин (4.25) медленно циклизуется в азиридиниевый катион ( 13.43), который и является истинным

лекарственным веществом. Эмбихин оказывает мощное анти­

пролиферирующее действие на опухолевые клетки, хотя в орга­

низме большая часть введенного препарата гидролизуется или

задерживается в «местах потерь». Токсический эффект азоти­

стых ипритов проявляется в поражении костного мозга и влия­

нии на rемо- и лимфопоэз [Ross, 1962]. Для лечения солидных

опухолей эти лекарственные вещества применяют редко, в ос­

новном после иссечения первичной опухоли. Слабая избиратель­

ность азотистых ипритон усиливается введением их непосред­

ственно в опухоль или использованием наложения жгута или

градиента температур.

СН2

+/1

Me-N-CH2

1

CH2-CH 2CI

295

Сарколизии

(13.45)

Хлорбутин, [пара-бис-(2-хлорэтил) аминофенилмасляная кис­

лота] (13.44), полученный в 1953 г. Eve·rett, Roberts, Rоss-один

из «ароматических азотистых ипритов». Эти соединения - сла­

бые основания (подобно анилину), вследствие чего образуют

азиридиниевые соли крайне медленно. Это позволяет им дости­ гать места действия прежде, чем они успевают вступить в какие­

либо побочные реакции. Из всех азотистых ипритов, используе­

мых в клинике, хлорбутин наименее токсичен и действует медленнее всех остальных. Его успешно применяют перорально

для продолжения лечения хронического лимфоцитарноrо лейкоза

амбулаторно после курса циклофосфана или эмбихина, прове­

денного в клинике.

При создании родственного лекарственного вещества L-сар­ колизина (13.45) (производного фенилаланина) предполагали,

что благодаря аминокислотной природе он будет прони­

кать через мембраны с помощью систем активного

транспорта (разд. 3.2). О достижении поставленной цели свидетельствует неактивность О-изомера [Bergel, Stock, 1954]. По своей активности L-сарколизин занимает

среднее место между эмбихином и хлорбутином. Анало­

гичный подход использования систем активного транспорта

природных веществ, в данном случае глюкозы, был применен

эфир бутандиола-1,4), созданный G. Timmis. Он высокоэффек­

тивен и оказывает избирательное действие при лечении хрониче­

ского миелолейкоза, но обладает побочным действием [Haddow, Timmis, 1953]. Его действие заключается в алкилировании цис­

теиновых остатков в белках и пептидах с последующим отщеп­

лением серы [Roberts, Warwick (1961) ]. Реакция протекает без

предварительной ионизации, по SN 2-механизму; скорость про­

цесса зависит от концентраций алкилирующего агента и мест

нуклеофильной атаки на молекуле биополимера.

MeS02-0-(CH 2)4 -0-S0 2Me

Миелосаи

(13.46)

Если азотистые иприты в основном можно отнести к проле­

карствам, то циклофосфан (3.38) представляет собой «пролекар­ ство пролекарства», потому что он способен образовывать

азиридиниевый катион (подобно соединению ( 13.43) только пос­

Циклофосфан - пероральный препарат с относительно широ·

ким противоопухолевым спектром действия; его применяют при

болезни Ходжкина, лимфосаркоме, лимфоме Беркитта, остром лимфоцитарном лейкозе у детей, а также после хирургического

лечения рака молочной железы в период пременопаузы [Fairley. Simister, 1965]. В химиотерапии рака этот препарат использует­

ся чаще, чем все другие алкилирующие агенты.

В терапевтических дозах эмбихин и циклофосфан ингибиру­

ют синтез ДНК [Wheeler, Alexander, 1969]. Предполагают, что

действие бифункциональных алкилирующих агентов состоит в образовании поперечных сшивок между цепями ДНК, что пре­

пятствует ее репликации. По-видимому, этими поперечными

сшивками соединяются атомы азота двух остатков гуанина в

положении 7, о чем свидетельствует наличие большого количе­ ства ди (гуанин-7-илэтил) сульфида в гидролизате после взаимо­ действия ди (2-хлорэтил) сульфида с ДНК. На РНК эти препа­

раты влияют значительно меньше [Lawley, Brookes, 1967}.

Эмбихин взаимодействует с ДНК следующим образом:

.CH2-CH 2CI

+меN··

"сн2-СН2СI

Долгое время считали, что, для того чтобы лекарственный

препарат обладал противоопухолевым действием, в его молеку-

лу должны входить две алкилирующие группы (например,

реакционная способность этих алкилирующих групп была не настолько велика, чтобы соединение легко гидролизовалось в

присутствии воды, однако они должны сохранять способность к

взаимодействию с биологическими рецепторами. Предположение

об образовании бифункциональными агентами поперечных сши­

вок в хромосомах подтверждается существованием критическо­

го расстояния между функциональными группами в молекулах таких соединений и аномалиями митоза, часто наблюдаемыми в

микроскоп [Goldaere, Loveless, Ross, 1949]. Такой механизм

действия не может обеспечить высокую избирательность, и у

азотистых ипритов она не велика.

Митомицин С (4.26) - антибиотик фиолетового цвета, кото­ рый метаболизирует в организме млекопитающих с образовани­

.см бифункционального алкилирующего агента, необратимо свя­

зывающего две цепочки ДНК [Iyer, Szybalski, 1964]. Его при­ менение (при раке желудка и кишечника) довольно ограничено

-из-за высокой токсичности.

Действие бифункциональных алкилирующих агентов подоб­

но радиации, так как оно неспецифично для отдельных стадий

клеточного цикла и проявляется сильнее при использовании

больших однократных доз.

Поиски новых алкилирующих агентов привели к открытию

нитрозомочевин [Johnston, McCaleb, Montgomery, 1963], эффек­

тивных при лечении целого ряда опухолей. Известно, что эти

соединения действуют на некоторые виды опухолей мозга, так как благодаря способности растворяться в липидах нитрозомо­

чевины легко проникают через ГЭБ. К сожалению, нельзя при­

менять высокие дозы нитрозомочевин из-за выраженной способ­ ности этих препаратов подавлять миелопоэз. Из соединений этого ряда наиболее широко применяют пероральный препарат ломустин ( 13.47), 1-нитрозо-1- (2-хлорэтил)-3-циклогексилмоче­ вина, и его метилированный аналог семустин. В некоторых слу­

чаях для лечения опухолей поджелудочной железы применяют

антибиотик стрептозоцин, также относящийся к классу нитрозо­

:мочевины.

Вероятно, действие нитрозомочевин направлено преимущест­ венно на ДНК, которая алкилируется продуктом неэнзимати­

Sakurai, Umezawa, 1981]. При спонтанной деградации образует­

ся второй продукт циклогексилизоцианат (С5Н11 =С= О), спо­

собный карбамоилировать белки (т. е. образовывать производ­

ные мочевины). Однако он обладает слабым терапевтическим

действием.

Другим пролекарством, высвобождающим алкилирующий

агент (образующийся под влиянием ЭР печени), является де-

карбазин ( 13.48), 5- (3-диметил-1-триазено) имидазол-4-карбокса­ мид [Shealy, Krauth, 1966]. С помощью масс-спектрометрии бы­

ло показано, что при внутривенном введении он в организме

дважды деметилируется с образованием 5-аминоимидазол-4-кар­

боксамида (природного метаболита) и метильного радикала.

Этот радикал - истинное активное начало; он метилирует оста­

ток гуанина РНК (в положении 7) и белки, но почти не дейст­ вует на ДНК [Bono, 1976]. Его применение в 20 % случаев

приводит к регрессии злокачественной меланомы - заболевания,

п-ри лечении которого не удавалось получить таких результа­

тов с помощью других препаратов. Действие дакарбазина на миелопоэз не позволяет увеличивать дозу [Carter, Friedman,

1972].

В разд. 6.4.2 обсуждаются некоторые фунгициды, например каптан (6.58) и хлорталонил (6.59), алкилирующие меркапто­

группы в жизненно важных ферментах.

Более подробно об алкилирующих агентах см. Wilman, Connors, ( 1983). Канцерогенное действие алкилирующих агентов

обсуждается в разд. 13.5.

13.5. Летальный синтез

Термин «летальный синтез» был введен Peters для описания биохимических превращений фторуксусной кислоты. Сама по себе она не токсична, но метаболизирует в организме млекопи­ тающих с образованием токсичного соединения - фторлимон­

ной кислоты.

Фторуксусная кислота стерически очень похожа на уксус­

ную и поэтому может служить субстратом многих фер­

ментов цикла трикарбоновых кислот. Она подвергается тем же метаболическим превращениям, что и уксусная, до тех пор, пока

не превращается во фторлимонную кислоту ( 13.49) [Peters et al., 1953; Liebecq, Peters, 1949]. Токсический эффект этой кисло~

ты связан с ингибированием фермента, дегидратирующего эту

кислоту в цис-аконитиновую. Таким образом, фторлимонная кис­ лота служит метаболитом-аналогом лимонной кислоты.

«Деградация до действия» лекарственного вещества уже об­

суждалась в разд. 3.6. Отличие летального синтеза состоит в том, что это действительно синтез, а не деградация: соединение

только с двумя атомами углерода превращается в соединение с

шестью атомами. Более того, в синтезе принимают участие по