Введение
Химическое вещество, ингибирующее использование метаболита. Антиметаболит – это химическое вещество, которое препятствует использованию метаболита, являющегося частью нормального метаболизма. Эти вещества часто имеют структуру, сходную со структурой метаболита, с которым они взаимодействуют, например, антифолаты, которые препятствуют использованию фолиевой кислоты; таким образом, может возникать конкурентное ингибирование, а присутствие антиметаболитов может оказывать токсическое воздействие на клетки, например, останавливать рост и деление клеток, поэтому эти соединения используются в химиотерапии при лечении рака.
An antimetabolite is a chemical that inhibits the use of a metabolite, which is another chemical that is part of normal metabolism. Such substances are often similar in structure to the metabolite that they interfere with, such as the antifolates that interfere with the use of folic acid; thus, competitive inhibition can occur, and the presence of antimetabolites can have toxic effects on cells, such as halting cell growth and cell division, so these compounds are used in chemotherapy for cancer.
Лечение рака
Антиметаболиты могут использоваться для лечения рака, поскольку они вмешиваются в процесс производства ДНК и, следовательно, в деление клеток и рост опухоли. Поскольку раковые клетки делятся активнее, чем другие клетки, подавление деления клеток оказывает более выраженное воздействие на опухолевые клетки. Антиметаболиты обычно применяются для лечения лейкемии, рака молочной железы, яичников, желудочно-кишечного тракта, а также других типов рака. Антиметаболиты имитируют пурины (азатиоприн, меркаптопурин) или пиримидины – химические вещества, являющиеся строительными блоками ДНК. Они препятствуют включению этих веществ в ДНК во время S-фазы (клеточного цикла), останавливая нормальное развитие и деление клеток. Антиметаболиты также влияют на синтез РНК. Однако, поскольку тимидин используется в ДНК, но не в РНК (где вместо него используется урацил), ингибирование синтеза тимидина посредством тимидилатсинтазы избирательно подавляет синтез ДНК по сравнению с синтезом РНК. Благодаря своей эффективности, эти препараты являются наиболее широко используемыми цитостатиками. Конкуренция за активные центры ферментов, участвующих в важных биосинтетических процессах, и последующее включение этих биомолекул в нуклеиновые кислоты, подавляет нормальную функцию опухолевых клеток и запускает апоптоз – процесс гибели клеток. Благодаря такому механизму действия, большинство антиметаболитов обладают высокой специфичностью к клеточному циклу и способны вызывать остановку репликации ДНК в раковых клетках.
Антибиотики
Антиметаболитами также могут быть антибиотики, такие как сульфаниламидные препараты, которые ингибируют синтез дигидрофолата в бактериях, конкурируя с пара-аминобензойной кислотой (ПАБК). ПАБК необходима для ферментативных реакций, приводящих к образованию фолиевой кислоты, которая действует как коэнзим в синтезе пуринов и пиримидинов – строительных блоков ДНК. Млекопитающие не синтезируют собственную фолиевую кислоту, поэтому они не подвержены воздействию ингибиторов ПАБК, которые избирательно уничтожают бактерии. Сульфаниламидные препараты отличаются от антибиотиков, используемых для лечения инфекций. Вместо этого они действуют, изменяя ДНК внутри раковых клеток, чтобы предотвратить их рост и размножение. Антиопухолевые антибиотики – это класс антиметаболитов, не зависящих от фазы клеточного цикла. Они действуют, связываясь с молекулами ДНК и предотвращая синтез РНК (рибонуклеиновой кислоты) – ключевой этап в создании белков, необходимых для выживания раковых клеток. Антрациклины – это антиопухолевые антибиотики, которые вмешиваются в работу ферментов, участвующих в копировании ДНК во время клеточного цикла.
Другие применения
Антиметаболиты, в частности митомицин С (MMC), широко применяются в Америке и Японии в качестве дополнения к трабекулектомии – хирургической операции для лечения глаукомы. Показано, что антиметаболиты снижают фиброз в области операции. В связи с этим, изучается возможность их применения после внешней дакриоцисториностомии, процедуры, используемой для лечения обструкции носослезного канала. В настоящее время исследуется эффективность внутриоперационного применения антиметаболитов, а именно митомицина С (MMC) и 5-фторурацила (5-FU), в лечении птеригиума.