8药物对肝脏的毒性作用

1药物对肝脏的毒性作用第一节肝脏损伤的生理学和形态学基础肝脏是药源性组织损伤的主要靶器官之一，常常是首当其冲受损的靶器官。一、肝脏的生理学基础:1、参与糖、脂肪、蛋白质三大物质的代谢、分泌胆汁，激素、内源性废物代谢等。2、过滤作用：肝的解毒作用、药物代谢、吞噬防御功能二、肝脏损伤的形态学基础:肝的基本结构单位—肝小叶(hepaticlobule)肝脏组织构成单位,多达50万-100万个;中心有一条中心靜脈，周围分布著放射狀的肝细胞索;肝细胞之间为肝血窦，由内皮细胞衬覆而成。三、肝脏易受药物损伤的原因（参见教材）由其生理学功能、组织学特点所决定。第二节肝毒物及其分类凡能引起肝损伤的物质均可称为肝毒物（hepatotoxicant).一、按毒性机制分为：1、体质依赖性肝毒物：多见于药物，如磺胺、异烟肼。2、真性肝毒物：多见化学物，个别药物。①直接肝毒物：如抗肿瘤药等。可直接作用于肝细胞膜、细胞器膜或生物大分子的化学毒物，可导致肝细胞膜脂质过氧化、膜蛋白变形，使膜结构破坏，细胞死亡。②间接肝毒物：如乙醇、黄曲霉毒素等。具有干扰细胞酶活性从而导致细胞内物质代谢紊乱的化学物，使细胞功能发生变化的化学物,进而导致肝毒性等。如乙醇诱导甘油三酯合成酶合成，导致脂肪酸合成增多，出现脂肪肝。二、根据肝毒物的化学性质分为：21、无机肝毒物：重金属类、CCl4等2、有机肝毒物：生物毒物、药物等第三节药物性肝损伤类型及机理一、肝细胞死亡(hepatocytedeath)1、细胞坏死(necrosis)：细胞的被动病死，称作“细胞他杀”。细胞形态学表现为核与线粒体肿胀，细胞的质膜崩解（细胞膜、细胞器膜、核膜等），结构自溶，并引发急性炎症反应。药/毒物引起肝细胞坏死的机制：（1）肝细胞膜脂质过氧化：如CCl4、对乙酰氨基酚氧自由基与生物膜多不饱和脂肪酸的侧链及核酸等大分子物质起脂质过氧化反应，形成脂质过氧化产物如丙二醛（Malonaldehyde,MDA）和4-羟基壬烯酸（4-hydroxynonenal，HNE），从而使细胞膜的流动性和通透性发生改变，最终导致细胞结构和功能的改变。如在细胞色素P-450系统作用下，化学毒物CCl4产生三氯甲烷自由基，非甾体药物对乙酰氨基酚产生N-乙酰对位苯醌亚胺，可使细胞膜或亚细胞膜脂质发生过氧化，引起膜通透性增加，最终导致细胞死亡。（2）与生物大分子结合：如抗肿瘤药、对乙酰氨基酚、可卡因等。药物可与生物大分子如蛋白质、核酸、不饱和脂质发生共价结合，如氮芥引起DNA分子两条链在鸟嘌呤上的交联，使生物大分子功能丧失，导致细胞死亡。（3)免疫反应：如氟烷类麻醉剂、利尿剂替尼酸、醋氨酚、呋喃坦丁等。某些药物及其代谢产物可与肝细胞特异性蛋白结合，形成新抗原，诱导免疫反应。如氟烷引发的肝炎样综合征，系氟烷在P450作用下形成三氟乙酰基，三氟乙酰基和肝内蛋白结果，形成新抗原，激发机体产生抗体，激发免疫反应所致。（4）钙内环境平衡失调：铅、镉等重金属a.高Ca2+引发活性氧（ROS）的过度产生，再引致胞内Ca2+浓度增加，进一步引发ROS的过度产生。---恶性循环b.高Ca2+激活钙依赖的磷脂酶，能引起膜磷脂的分解，在分解过程中产生游离脂肪酸、前列腺素、白三烯、溶血磷脂等，均对细胞产生毒害作用。---磷脂酶激活3c.高Ca2+还可直接激活钙蛋白酶，促使作为细胞骨架成分的胞衬蛋白裂解，从而直接损伤细胞。---细胞骨架破坏（5)影响肝细胞呼吸链酶蛋白的合成：如药物非阿尿苷、多种化学毒物。肝脏线粒体DNA（mtDNA）可编码电子传递链所需的酶蛋白。某些药物如乙肝治疗药非阿尿苷（fialuridine）可插入mtDNA链中，使其错误编码呼吸链中酶蛋白，或终止其酶蛋白合成，导致肝细胞呼吸链中酶蛋白的合成发生障碍，肝细胞内呼吸停止，细胞死亡。（6)损害细胞骨架：如CCl4药物代谢产生的亲电子基、自由基等，可通过与肝细胞蛋白半胱氨酸残基的巯基、赖氨酸残基的氨基等亲核基团共价结合，致使肌动蛋白凝聚而细胞骨架破坏，使细胞膜失去其化学及生理特性而产生细胞坏死。如CCl4等毒物性肝细胞损伤的主要生物学机制，包括细胞骨架蛋白的损伤。2、肝细胞凋亡(apoptosis)：一种由基因控制的细胞自主性死亡方式“细胞自杀”。表现为分散的单个细胞坏死或小灶状坏死。某些药物作用下可出现肝细胞的凋亡，如抗肿瘤药。但药物毒性和凋亡的关系研究的较少。二、脂肪变性（steatosis)正常肝脂质含量小于肝重量的5%。当肝脏脂质代谢紊乱，表现为脂肪肝(fattyliver)。肝脂肪变时脂肪以脂滴的形式在细胞质中。药/毒物引起肝细胞脂肪变性的机制：（1）脂蛋白合成减少，以致不能将脂肪运输出去，造成脂肪在肝细胞内堆积。如四环素、止痛药、抗生素或抗结核药等，可破坏内质网结构或抑制某些酶的活性，使脂蛋白及组成脂蛋白的磷脂、蛋白质等的合成发生障碍所致。(2)脂肪酸的氧化障碍如CCl4、乙醇、丙戊酸钠等损伤线粒体，使脂肪酸的β氧化降低，未被氧化的脂肪酸可酯化为甘油三酯，以脂质小滴的形式堆积在细胞质中。(3)甘油三酯合成过多：如乙醇诱发甘油三酯合成酶，使甘油三酯合成过多。三、胆汁瘀积（cholestasis)肝对化合物的一种急性毒性反应，可表现为胆汁形成减少，胆汁分泌与排泄受阻，胆盐和胆红素在血清中含量增加。如红霉素、氯霉素、磺胺类、硝酸呋类、4对氨基水杨酸类、灰黄霉素…药物/毒物引起肝脏胆汁瘀积的机制：1、药/毒物损伤肝细胞膜的功能。2、药/毒物在胆管内沉淀，阻塞胆管。3、药/毒物影响使得胆管壁上皮细胞通透性降低。四、肝纤维化与肝硬变肝硬化：是慢性肝损伤的最后阶段，主要表现为肝脏全面性的纤维化合并节结形成。如甲氨蝶呤、异烟肼、α-甲基多巴、甲苯磺丁脲、乙胺碘呋酮等，可导致药物性肝炎，最后发展为肝硬化。药物/毒物引起肝纤维化的机制：①肝细胞坏死后，细胞被分解、吸收，成纤维细胞增生，合成胶原增多，胶原沉积形成纤维化；②肝细胞受损后，激活Ito细胞，变成肌成纤维细胞（myofibroblast），最后成为纤维细胞，胶原合成增多；或Ito细胞DNA复制和增殖功能增强，细胞数量增加，肝内纤维增生，导致肝纤维化。③药物或炎症反应反复刺激下，纤维组织逐渐增多，纤维组织形成独立的细胞墙。五、肝血管损伤抗肿瘤药达卡巴嗪、口服避孕药等，可损伤肝脏内的血管内皮细胞，导致血流受阻，组织缺氧、坏死。六、肿瘤肝良性或恶性肿瘤，少见。如雄性激素药物、甾体类避孕药、合成抗氧化剂、药酶诱导剂如苯巴比妥等。第四节肝损伤的检测与评价药物对肝损伤的类型及其机制分别不同，因此研究某药物的肝毒性时要根据已有的资料或信息，选用合适的实验性肝损伤动物模型或检测指标。两大类方法：体内试验（invivotests)体外试验(invitrotests)一、肝损伤的体内试验（evaluationofhepaticinjuryinvivo)5可分为急性肝损伤试验和慢性肝损伤试验。常用检测方法：۞血液学检测۞组织学检查۞生物化学检测（一）血液学检查1、血清酶检查基本原理：肝损伤时，肝细胞的酶释放到血清中。根据肝脏对不同毒物引起的损伤的特殊性和敏感性，血清酶可分为三组：第一组：反应细胞毒性肝损伤2、肝排泄功能检测如测定血清磺溴酞钠（BSP）的清除率，主要反应的是胆汁淤积性肝损伤。3、肝组成成分改变的检测检测肝组成成分的改变可以定量地评价肝损伤的程度，丙有利于阐明产生6肝损伤的机制。如：甘油三酯（TG）：评价肝脂肪变形的常规指标。葡萄糖6-磷酸酶（G-6-P）：评价肝细胞内质网损伤的指标。肝胶原（HC）、羟脯氨酸、蛋白含量：评价肝纤维化病变的常规指标。丙二醛（MDA）：评价对肝的氧化损伤程度。（二）组织学检查1、一般检查：肉眼观察肝颜色、质地、外观等，计算肝脏器系数等。2、镜下检查：光镜检查：发现细胞坏死、肿胀、脂肪空泡、细胞癌变、肝组织纤维化、增生等；电镜检查(透射电镜，扫描电镜、分析电镜等）：细胞早期损伤、各种亚细胞结构的等。二、肝损伤的体外试验（evaluationofhepaticinjuryinvitro)1、肝细胞培养模型2、离体肝脏灌流模型3、肝脏切片培养模型4、亚细胞模型第五节常见肝毒性药物目前至少有600多种药物可引起药肝，其表现与人类各种肝病的表现相同，可以表现为肝细胞坏死、胆汁淤积、细胞内微脂滴沉积或慢性肝炎、肝硬化等，称药物性肝病。1、解热镇痛药：水杨酸类、布洛芬、消炎痛、别嘌呤醇、保泰松等可引起转氨酶升高。2、抗心率失常药：抗心率失常药胺碘酮可引起脂肪肝，类似于酒精性肝病，而酒精也能诱发胺碘酮的肝损。3、抗癫痫药：三甲双酮、丙酸卡马西平、苯巴比妥可引起肝细胞-毛细胆管型或混合型损害。苯妥因钠25%的用药者产生轻度的肝功能异常，以肝细胞受损为主。4、抗结核药：10%-20%的患者服用异烟肼后2月内出现轻度ALT升高，1%患者可出现黄疸和ALT明显升高，50岁以上的患者中2%出现明显肝损表现，10%7的黄疸患者出现暴发性肝炎，继续用药将加重病情。5、抗生素肝细胞型损害：氨苄青霉素、羟氨苄青霉素、羟苄青霉素、克林霉素、利福平、异烟肼等；肝细胞-毛细胆管型肝损害：红霉素、氯霉素、磺胺类、硝酸呋类、对氨基水杨酸类、灰黄霉素；脂肪坏死：四环素可引起；变态反应性肝炎伴肝脂肪变性：二性霉素B6、抗甲状腺药：甲亢平、他巴唑、甲基硫氧嘧啶、硫尿嘧啶：可引起肝细胞-毛细胆管型损害；丙基硫氧嘧啶：可致肝细胞损害。7、口服降糖药:醋磺已脲、甲磺丁脲等磺脲类可引起肝细胞型损害。8、全身麻醉药：氯仿、安氟醚、甲氧氟烷、三氯乙烯等均可损害肝细胞。氟烷在氧浓度不足经P450代谢产生自由基引起脂质过氧化，导致药物性肝损；在氧浓度充足的情况下经P450代谢为多肽产物，通过免疫反应产生抗体而引起肝脏损伤。9、抗癌药左旋门冬酰胺酶、氮胞苷、重氮丝氨酸、甲苄肼、争光霉素、氨甲蝶呤、丝裂霉素、光辉霉素、6-巯基嘌呤、乌拉坦、环磷酰胺、硫唑嘌呤、马利兰等可引起肝损害。10、其他：如维生素A可引起窦前性肝纤维化，导致非硬化性门脉高压；聚烯吡酮碘可引起肝细胞型损害等。11、中草药的肝毒性不容忽略在已发现全世界有350多种植物含有肝脏毒性的生物碱。如雷公藤、黄药子、苏铁、商陆、苍耳子等对肝脏有毒性，常用的合欢皮、番泻叶、苦楝皮、贯众、石蒜、黄芩、柴胡、白藓皮、牡丹皮、槲寄生等也可能损害肝脏。其中研究较为深入的是吡咯双烷生物碱，存在于许多草药如野百合、千里光、天芥菜、麻黄、金不换和中药小柴胡中。8思考题:1.药物易引起肝损伤的原因？2.药物引起肝损伤的类型？3.药/毒物引起肝细胞坏死的机制.4.设计一个试验，检测某药物是否具有肝毒性。