Bazı koyun ırklarında kafeinin farmakokinetiği ve metabolizmasının karşılaştırılması

Abstract

Amacı, ırk faktörünün karaciğerin metabolik kapasitesi ve CYP1A2 aktivitesine yönelik etkisini belirlemek olan çalışma koyunlar üzerinde yürütüldü. Üç koyun ırkında kafein ve ana metabolitlerinin farmakokinetiği, plazma konsantrasyon-zaman eğrisi altında kalan alan (EAA) ve 3-16. saatlerdeki metabolik oranlar karşılaştırıldı. Ayrıca, karaciğerin metabolik kapasitesi ve CYP1A2 aktivitesinin belirlenmesinde tek örnekleme zamanı ile tayin edilebilen metabolik oranların kullanılabilirliği de değerlendirildi. Çalışmada, her ırktan 10 hayvan olacak şekilde Morkaraman, Akkaraman and Orta Anadolu Merinosu koyun ırkları kullanıldı. Kafein 5 mg/kg dozunda damar içi yolla uygulandı. İlaç uygulama öncesi (0) ve takibeden 0.25, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 16, 24, 32 ve 48. saatlerde kan örnekleri toplandı. Kafein ve metabolitlerinin (teobromin (TB), paraksantin (PK), teofilin (TF)) plazma konsantrasyonları HPLC ile tayin edildi. Her hayvan için kafein ve metabolitlerinin farmakokinetik parametreleri hesaplandı. Kafein ve metabolitlerinin 3-16. saatlerdeki plazma konsantrasyonları ve EAA değerleri kullanılarak TB+PK+TF/KF, TB/KF, PK/KF ve TF/KF oranları belirlendi.Kafeinin dağılım hacmi dışında bütün farmakokinetik parametrelerinin ırklar arasında istatistiksel farklılık (P<0.05) gösterdiği belirlendi. Kafein eliminasyonunun Morkaraman (Cl; 0.031 L/saat kg, t1/2?z; 15.74 saat) ve Orta Anadolu Merinosu (Cl; 0.050 L/saat kg, t1/2?z; 9.68 saat) ırklarında Akkaraman (Cl; 0.081 L/saat kg, t1/2?z; 6.84 saat) ırkına göre daha yavaş olduğu tespit edildi. Karaciğerin metabolik kapasitesinin belirlenmesinde kullanılan metabolik (M) ve EAA oranlarının (TB+PK+TF/KF, TB/KF, TF/KF) ırklar arasında farklı (P<0.05) olduğu görüldü. En yüksek oranlar Akkaraman ırkında belirlendi. CYP1A2 aktivitesinin belirlenmesinde kullanılan (PK/KF)M ve (PK/KF)EAA oranları ise ırklar arasında benzerdi. Kafeinin farmakokinetik parametreleri (EAA0-48, Cl, t1/2?z) ve (TB+PK+TF/KF)EAA oranı, kafeinin farmakokinetik parametreleri (EAA0-48, Cl, t1/2?z) ve (TB+PK+TF/KF, 3-16 saatlerde)M oranlar, (TB+PK+TF/KF, 3-16 saatlerde)M ve (TB+PK+TF/KF)EAA oranları, (TB/KF, 3-16 saatlerde)M ve (TB/KF)EAA oranları, (PK/KF 3-16 saatlerde)M ve (PK/KF)EAA oranları ve (TF/KF 3-16 saatlerde)M ve (TF/KF)EAA oranları arasında yüksek korelasyonlar olduğu tespit edildi.Koyun ırkları arasında CYP1A2 aktivitesi benzer olmasına rağmen karaciğer metabolik kapasitesinin farklı olduğu ve bunun, kafeini TB ve TF metabolize eden CYP1A2 dışındaki diğer enzimlerin aktivitelerindeki farklılıklardan kaynaklanabileceği sonucuna varıldı. Ayrıca, koyunlarda karaciğer metabolik kapasite ve CYP1A2 aktivitesinin kafein uygulamasını takiben alınacak tek kan örneğinde kafein ve metabolitlerinin plazma konsantrasyon oranları hesaplanarak belirlenebileceği kanatine varıldı.

The aim of this study was to evaluate the effect of breed on metabolic capacity of liver and CYP1A2 activity. It was compared pharmacokinetics, metabolic (M) ratios at 3-16 h and area under the plasma concentration time curve (AUC) ratios of caffeine (CF) and its metabolites in three sheep breeds. In addition, it was evaluated the usefulness of single sampling method including metabolic ratios in the determination of hepatic metabolic capacity and CYP1A2 activity. Morkaraman, Akkaraman and Anatolia Merino sheep breeds including ten animals in each breed was used in the study. Caffeine was given intravenously at dosage of 5 mg/kg bw. Blood samples were collected before injection and at 0.25, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 16, 24, 32 and 48th hours after caffeine injection. The plasma levels of CF and its primary metabolites-theobromine (TB), paraxanthine (PX) and theophylline (TP) - were measured by HPLC. Pharmacokinetic parameters of CF and its metabolites for each animal were calculated. TB+PX+TP/CF, TB/CF, PX/CF and TP/CF ratios were calculated using plasma concentrations (3-16 h) and AUCs of CF, and its metabolites. In the three sheep breeds, all kinetic parameters of CF were different significantly (P<0.05) except for volume of distribution. Elimination of CF was slow in Morkaraman (Cl; 0.031 L/h kg, t1/2?z; 15.74 h) and Orta Anadolu Merinosu (Cl; 0.050 L/h kg, t1/2?z; 9.68 h) breeds when compared to Akkaraman (Cl; 0.081 L/h kg, t1/2?z; 6.84 h) breed. Metabolic (M) and AUC ratios (TB+PX+TP/CF, TB/CF, TP/CF) used to determine metabolic capacity of liver were different significantly (P<0.05) among breeds. The highest ratios were determined in Akkaraman breed. However, (PX/CF)M and (PX/CF)AUC ratios used as an indicator of CYP1A2 function were similar. High correlations were determined between pharmacokinetic parameters (AUC0-48, Cl, t1/2?z) of caffeine and (TB+PX+TP/CF)AUC ratio, pharmacokinetic parameters (AUC0-48, Cl, t1/2?z) of caffeine and (TB+PX+TP/CF at 3-16 h)M ratios, (TB+PX+TP/CF at 3-16 h)M and (TB+PX+TP/CF)AUC ratios, (TB/CF at 3-16)M h and (TB/CF)AUC ratios, (PX/CF at 3-16 h)M and (PX/CF)AUC ratios and (TP/CF at 3-16 h)M and (TP/CF)AUC ratios.As results; hepatic metabolic capacities of sheep breeds are different, altough CYP1A2 activities is not different. It may be depend on differences in activities of other enzymes except for CYP1A2 metabolized caffeine to TB and TP in sheep. These findings indicate that it is possible to evaluate metabolic capacity of liver and CYP1A2 activity by measuring the plasma concentration ratios of CF to its metabolites using single blood sampling after CF administration in sheeps.