Sirkadiyan ritim ve sitokrom p450 enzimleri

Sirkadiyan ritim, ilaç ve ksenobiyotiklerin emilme, dağılma, metabolizma ve atılma kinetiğinde görev alan detoksifikasyon enzimlerini, biyokimyasal ve fizyolojik yolaklar üzerinden etkiler. Bu enzimler arasında önemli olan sitokrom P450 (CYP-450) ailesinden, CYP2 (CYP2A1/4/5, CYP2B1/2/10, CYP2C6/50, CYP2E1), CYP3 (CYP3A4/11), CYP4A3, CYP8B7A, CYP9, CYP7, CYP17 ve detoksifikasyon proteinlerinin birçoğunun transkripsiyonel aktivasyonunda rol oynayan nükleer reseptörlerden pregnane-X reseptör (PXR, NR112), konstitutif adrostan reseptörü (constitutive androstane receptor- CAR, NR113), peroksizome proliferatör-etkinleyici reseptör alfa (peroxisome proliferator-actived receptor alpha- PPAR), retinoik asit reseptör (retinoic acid receptor- RAR), related orphan reseptörü (related orphan receptor- ROR) ve RER-ERBα’nın moleküler regülasyonun sirkadiyan ritim tarafından düzenlendiği çeşitli çalışmalarda bildirilmiştir. Biyolojik saati etkileyen ve hepatik CYP450 monoksijenazları tarafından metabolize edilen melatonin de bu enzimlerin regülasyonunu etkilemektedir. Bu nedenle, kronoterapi ve kronotoksisite bakımından önem taşıyan, ilaç ve zehirlerin etkinliği ve toksisitesindeki gün içerisindeki farklılıkların, büyük çoğunlukla karaciğerde bulunan ilaç metabolizmasındaki sirkadiyan değişikliklerden kaynaklandığı söylenebilir ve özellikle deneysel çalışmalarda da daha doğru sonuçların alınabilmesi için, bu durum mutlaka dikkate alınmalıdır.

Circadian rhythm and cytochrome p450 enzymes

Circadian rhythm has an effect on the response of the metabolism, distribution, absorption and elimination kinetics of drug and xenobiotic metabolism through biochemical and physiological pathways of detoxification enzymes. Among those enzymes, cytochrome P450 enzymes (CYP-450); CYP2 (CYP2A1/4/5, CYP2B1/2/10, CYP2C6/50, CYP2E1), CYP3 (CYP3A4/11), CYP4A3, CYP8B7A, CYP9, CYP7, CYP17 and the transcriptional activators of these enzymes through nuclear receptors, such as pregnane-X receptor (PXR, NR112), constitutive adrostane receptor (CAR, NR113), peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPAR), retinoic acid receptor (RAR), related orphan receptor (ROR) and RER-ERBα, have been shown to follow circadian rhytmicity in several studies. Melatonin which is metabolized by these hepatic CYP450 monooxy-genases, affects the biological clock and the regulation of these enzymes. Therefore, it could be stated that the circadian variation of these detoxification enzymes affects the availability and toxicity of drugs and xenobiotics which influence the chronotherapeutical and chronotoxicity approaches rather than the classical one, should also be considered in future experimental studies for obtaining more reliable outcomes.

___

  • Akhtar RA., Reddy AB., Maywood ES., Clayton JD., King VM., Smith AG., Gant TW., Hastings MH., Kyriacou CP., 2002. Circadian cycling of the mouse liver transcriptome, as revealed by cDNA microarray, is driven by the suprachiasmatic nucleus. Curr. Biol., 12, 540-550.
  • Albrecht U., Eichele G., 2003. The mammalian circadian clock. Curr. Opin. Genet. Dev., 13, 271-277.
  • Balsalobre A., Brown SA., Marcacci L., Tronche F., Kellendonk C., Reicha HM., Schutz G., Schibler U., 2000. Resetting of circadian time in peripheral tissues by glucocorticoid signaling. Science, 289, 2344–2347.
  • Baraldo M., Furlanut M., 2006. Chronopharmacokinetics of ciclosporin and tacrolimus. Clin. Pharmacokin., 45, 775-788.
  • Berkowitz CM., Shen CS., Bilir BM., Guibert E., Gumucio JJ., 1995. Different hepatocytes express the cholesterol 7$alpha$-hydroxylase gene during its circadian modulation in vivo. Hepatology, 21, 1658-1667.
  • Bruckner JV., Ramanathan R., Lee KM., Muralidhara S., 2002. Mechanisms of circadian rhythmicity of carbon tetrachloride hepatotoxicity. J. Pharmacol. Exp. Ther., 300, 273-281.
  • Bruguerolle B., 1998. Chronopharmacokinetics: current status. Clin. Pharmacokinet., 35, 83-94.
  • Froy O., 2009. Cytochrome 450 and the biological clock in mammals. Curr. Drug Metabol., 10, 104-115.
  • Hooven LA., Sherman KA., Butcher S., Giebultowicz JM., 2009. Does clock make the poison? Circadian variation in response to pesticides. Plos. One., 4, 1-8.
  • Kanno Y., Otsuka S., Hiromasa T., Nakahama T., Unouye Y., 2004. Diurnal difference in CAR mRNA expression. Nucl. Recept., 2, 6.
  • Khemawoot P., Nishino K., Ishizaki J., Yokogawa K., Miyamoto K., 2007. Circadian rhythm of cytochrome P4502E1 and its effect on disposition kinetics of chlorzoxazone in rats. Eur. J. Pharmacol., 574, 71-76.
  • Lemmer B., 1996. The clinical relevance of chronopharmacology in therapeutics. Pharmacol. Res., 33, 107-115.
  • Lemmer B. 1999. Chronopharmacokinetics: Implications for drug treatment. J. Pharm. Pharmacol., 51, 887-890.
  • Matsunaga N., Nakamura N., Yoneda N., Qin T., Terazono H., To H., Higuchi S., Ohdo S., 2004. Influence of feeding schedule on 24-h rhythm of hepatotoxicity induced by acetaminophen in mice. J. Pharmacol. Exp. Ther., 311, 594-600.
  • Nebert DW., Russell DW., 2002. Clinical importance of the cytochromes P450. Lancet, 360, 1155-1162.
  • Ohdo S., 2007. Chronopharmacology focused on biological clock. Drug Metab., 22, 3-14.
  • Seng JE., Gandy J., Turturro A., Lipman R., Bronson RT., Parkinson A., Johnson W., Hart RW., Leakey JE., 1996. Effects of caloric restriction on expression of testicular cytochrome P450 enzymes associated with the metabolic activation of carcinogens. Arch. Biochem. Biophys., 335, 42-52.
  • Su T., Ding X., 2004. Regulation of cytochrome p450 2A genes. Toxicol. Appl. Pharmacol., 199, 285-294.
  • Takiguchi T., Tomita M., Matsunaga N., Nakagawa H., Koyanagi S., Ohdo S., 2007. Molecular basis for rhythmic expression of CYP3A4 in serum-shocked HepG2 cells. Pharmacogenet. Genomics., 17, 1047-1056.
  • Turek FW., Allada R., 2002. Liver has rhythm. Hepatology, 35, 743-745.
  • Yamada M., Nagatomo J., Setoguchi Y., Kuroki N., Higashi S., Setoguchi T., 2000. Circadian rhythms of sterol 12alpha-hydroxylase, cholesterol 7alpha-hydroxylase and DBP involved in rat cholesterol catabolism. Biol. Chem., 38, 1149-1153.
  • Yılmaz B., 1999. Hormonlar ve Üreme Fizyolojisi. 1.Baskı., Feryal Matbaacılık, Ankara.
Atatürk Üniversitesi Veteriner Bilimleri Dergisi-Cover
  • ISSN: 1306-6137
  • Yayın Aralığı: Yılda 3 Sayı
  • Yayıncı: Atatürk Üniversitesi Veteriner Fakültesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

Bir köpekte amitraz toksikasyonu

Nuri ALTUĞ, İsmail AYTEKİN, Hasan Oktay ÖZTÜRK

Evaluation of effects of enrofloxacin on some haematological parameters in broilers

Ayşe KANICI, Ishrage G. IBRAHIM, Nurgül ATMACA, Ender YARSAN

Oklu kirpilerde (Hystrix cristata) karaciğerin makro - anatomik ve ışık mikroskobik Yapısı

Sema TİMURKAAN, Meryem KARAN

Sirkadiyan ritim ve sitokrom p450 enzimleri

Begüm YURDAKÖK, Emine BAYDAN

Ratlarda akut malathion toksisitesinin neden olduğu oksidatif stres üzerine kafeik asit fenetil ester ve elajik asit’in etkileri

Harun ALP, Metin OGÜN, İsmail AYTEKİN, Onur ATAKİŞİ

Organik olarak açık ahırda yetiştirilen İsveç Kırmızısı ve Siyah Alaca danaların performans özellikleri

Hacer ARSLAN, Muhlis MACİT

Symphysis mandibula ayrılmalarında kemik yapıştırıcısı, kemik çimentosu ve cam iyonomerin tutucu etkilerinin karşılaştırılması: ex vivo taze koyun kemiğinde biyomekanik bir çalışma

İbrahim DEMİRKAN, Musa KORKMAZ, Aytekin HİTİT, Kamuran PAMUK, Aysun DEMİRKAN ÇEVİK, Z. Kadir SARITAŞ

Kars yöresinde farklı tarihlerde biçilen çayırların verim özellikleri, besin madde içerikleri ve en uygun biçim tarihinin belirlenmesi

Tuncay TUFAN, Cavit ARSLAN

Toklularda karayolu ile taşımanın oksidan-antioksidan sistem üzerine etkisi

Nazmi ÇETİN, Ebru ÇETİN, Osman KÜÇÜK

Laktik asit bakterilerinin sınıflandırılması ve Weissella türlerinin gıda mikrobiyolojisinde önemi

Ahmet GÜNER, Gamze Nuray YÖRÜK