7.19.2.1 Kloroformia (Trikloorimetaania)

Kloroformia käytetään teollisena liuottimena ja välituotteena valmistuksessa polymeerimateriaaleja. Kloroformia käytetään nykyään eniten ilmastointiliiketoiminnassa yleisesti käytettävän kylmäaineen R-22 tuotannossa. Raportit useat laboratoriot ovat osoittaneet, että akuutti munuaistoksisuutta kloroformi on laji-, kanta-, ja tasa-riippuvainen (Eschenbrenner ja Miller 1945; Hill et al. 1975; Larson ym. 1993, 1994; Pohl ym., 1984; Smith ym. 1983, 1984; Torkelson ym. 1976), ja että uroshiiret ovat alttiimpia kuin rotat, kanit tai koirat, kun taas naarashiiret ovat vastustuskykyisiä. Putkimainen turvotus, nekroosi, ja heittää, lokalisoitu pääasiassa proksimaalisten tubulusten, ovat tärkeimmät histopatologiset muutokset munuaisten altistumisen jälkeen koe-eläimet kloroformia. Kloroformin aiheuttama munuaistoksisuus liittyy myös kohonnut veren urea-typpi-pitoisuudet, proteinuria, ja glukosuria., Orgaanisten anionien ja kationien in vitro-soluunottoa munuaiskuoren viipaleilla estää myös in vivo-hoito kloroformilla (Kluwe ja Hook 1978). Vaikka ihmisten altistuminen kloroformi on liittynyt oliguria, proteinuria, veren ureatyppi, ja munuaisten tubulusnekroosi, kynnys annos akuutti kloroformia munuaisten myrkyllisyys ihmisille on tuntematon. Lokalisointi ihmisen munuaisen vamma proksimaalitiehyeet ehdottaa, että yhteinen mekanismi kloroformia munuaistoksisuus useimmissa nisäkäslajilla.,

kloroformin metabolian oksidatiivisia ja reduktiivisia reittejä on kuvattu, vaikka in vivo-tiedot ovat vähäisiä. Hiilidioksidi on kloroformin päämetaboliitti, joka syntyy metabolian hapettumisreitin kautta In vivo. Oksidatiivisen polku tuottaa myös reaktiivisia metaboliitteja, kuten fosgeenia (Pohl ja Krishna 1978; Pohl et al. 1977), joka määritettiin in vitro-ja fenobarbitaali induktio (Testai ja Vittozzi 1986; Tomasi et al. 1985; Wolf ym., 1977), kun taas pelkistävä polku luo dichloromethylcarbene vapaiden radikaalien (määritettynä in vitro ja in vivo, sekä ilman fenobarbitaali induktio). Oksidatiivinen ja reduktiivinen aineenvaihdunta etenee molemmat sytokromi P450 (CYP)-riippuvaisen entsymaattisen aktivaatiovaiheen kautta. Tasapaino hapettava ja pelkistävä väyliä riippuu lajien kudosten, annos, ja hapen jännitys (Ammann et al. 1998; Testai ja Vittozzi 1986). Ehjillä nisäkkäillä oksidatiivinen jännitys todennäköisesti estää reduktiivisen reitin (Mansuy et al. 1977; Pohl ym. 1977)., Fosgeenia valmistetaan oksidatiivisen dechlorination kloroformi trichloromethanol, joka spontaanisti dehydrochlorinates. Dehydrochlorination ja trichloromethanol tuottaa yhden molekyylin suolahappoa, ja hydrolyysi fosgeenia tuottaa vielä kaksi molekyylejä, niin että kolme molekyylejä suolahappo tuotetaan muuntaminen kloroformia hiilidioksidi (Pohl et al. 1980).

electrophilic metaboliitin fosgeenia sitoo kovalenttisesti että nukleofiiliset osia kudoksen proteiineja (Uehleke ja Werner 1975; Vittozzi et al. 1991)., Se vaikuttaa myös muihin solunukleofiileihin ja sitoutuu jossain määrin fosfolipidien polaarisiin päihin(ruskea et al. 1974; Fry ym. 1972). Vaihtoehtoisesti, fosgeenia reagoi veden kanssa vapauttaa hiilidioksidia ja suolahappoa (Ahmed et al. 1977; Anders et al. 1978; Pohl ym. 1981). Vuorovaikutus fosgeenin kanssa glutationi (GSH) johtaa muodostumista S-chlorocarbonyl GSH, joka voi joko olla vuorovaikutuksessa lisää GSH muodostaa diglutathionyl dithiocarbonate tai muodossa GSH disulfidi ja hiilimonoksidin (Smith ja Hook 1984)., Inkuboinnin hiiren munuaisten mikrosomeilla kanssa GSH lisää tuotantoa näiden aineenvaihduntatuotteiden kloroformia ja vähentää peruuttamattomia sitovia proteiineja ja lisää aineenvaihduntaa hiilidioksidi (Vittozzi et al. 1991). Vähentää GSH pystyy puhdistusjärjestelmä pohjimmiltaan kaikki kloroformi aineenvaihduntatuotteita tuotettu inkubaatioiden kanssa hiiren maksan mikrosomeissa, kun kloroformin pitoisuudet eivät ole liian korkea. Suhteellinen merkitys pieniä polkuja fosgeenia aineenvaihduntaa riippuu saatavuudesta GSH, muut tiolit, ja muut nukleofiiliset yhdisteitä, kuten histidiini ja kysteiini (Kuva 1).,

Kuva 1. Kloroformin mahdolliset metaboliareitit munuaisissa.

Oksidatiivista metaboliaa, CYP2E1 (etanoli-indusoituva monooxygenase isoentsyymin järjestelmä on läsnä maksassa nisäkkäiden, mukaan lukien ihmiset) on keskeinen rooli, on luultavasti ainoa merkittävä in vivo-polku at altistus oli alhainen, ja saatavilla olevat tiedot osoittavat, että oksidatiivinen metabolia on merkittävä rooli myrkyllisyys (Brady et al. 1989; Constan ym. 1999; Guengerich ym. 1991; Nakajima ym., 1995). Hallitseva rooli CYP2E1 metaboloivien kloroformi myrkyllisten metaboliittien on osoitettu tutkimuksissa, joissa eläinten kohtelu kanssa entsyymi-induktorien tai-estäjien, samoin kuin tutkimukset hiirillä puuttuu CYP2E1 (Brady et al. 1989). Immunoinhibition tutkimukset anti-CYP2E1 monoklonaalinen proteiini on osoittanut, että CYP2E1 on vastuussa 81% aineenvaihduntaa arvioidaan alhaisella kloroformia pitoisuus (0.5 mmol l−1) maksan mikrosomeissa alkaen asetonin aiheuttama rotilla (Ammann et al. 1998)., Myrkyllisyys rotan ja hiiren maksasoluissa inkuboitiin in vitro-kloroformilla enintään 5 mmol l−1 oli ehkäistä lisäämällä CYP2E1-estäjä tai vähentämällä hapen jännitys, korosti olevan tärkeää oksidatiivista aineenvaihduntaa myrkyllisyys (Dicker ym. 1991; Ingelman-Sundberg ym. 1988; Johansson ym. 1990; Nakajima ym. 1995; Smith ym. 1979; Tsutsumi ym. 1989). Rottien ja hiirten maksaleesioiden alueellinen jakautuminen korreloi hyvin CYP2E1: n ja GSH: n maksajakauman kanssa.,

CYP2B1 saattaa vaikuttaa myös kloroformin metaboliaan, vaikka se on todennäköisesti vain vähäistä pieninä kudosklooriformipitoisuuksina (Nakajima ym. 1995). Kuitenkin korkea kudosten pitoisuudet (esim., jotka johtuvat oraalinen annos 0,5 ml kg−1), kloroformi maksatoksisuus oli dramaattisesti voimistaa vuonna Wistar rotilla, joita hoidettiin fenobarbitaali (a CYP2B1 indusoija), mutta ei rotilla, joita hoidettiin n-heksaani (a indusoi CYP2E1), verrattuna uninduced valvonta (Lofberg ja Tjalve 1986)., Tutkimus, jossa rotat altistuivat kloroformille, osoitti, että aineenvaihdunta oli aktiivisinta maksassa ja sen jälkeen nenässä ja munuaisissa. Metabolinen aktiivisuus korreloi metaboliittien kumuloitumisen kanssa.

Vaikka kloroformia bioactivation että munuaistoksisten aineenvaihdunta saattaa esiintyä maksan sekä munuaisen, useat tutkimukset ovat osoittaneet, että kloroformin aiheuttama hepatotoksisuus ja nefrotoksisuus voi olla moduloitu eri tavalla eri lääke -, kemian -, tai hormonaalisia hoitoja, mikä viittaa siihen, että kloroformi on bioactivated riippumattomat mekanismit, maksassa ja munuaisissa (Bailie et al., 1984). P450-entsyymien kloroformin munuaisaineenvaihdunta korreloi hyvin kloroformin indusoiman nefrotoksisuuden (Ahmaditsadeh et al. 1981; Pohl ym. 1984; Smith ym. 1983). Kyky ihmisen CYP2E1 aineenvaihdunta kloroformia in vitro on osoitettu (Gonzalez ja Gelboin 1994)., Siten havainnot, että taso tämän entsyymin uros hiiri munuainen on huomattavasti korkeampi kuin naisten hiiri munuaisten ja hoito naisten hiirillä kanssa testosteroni, joka voimistaa kloroformia munuaistoksisuus naarashiirillä, lisää merkittävästi tämän entsyymin naisen hiiren munuainen (Hu et al. 1993) viittaa munuaisten CYP2E1: n rooliin kloroformin aiheuttamassa nefrotoksisuudessa. CYP2E1: n ilmentymisen laajuus ihmisen munuaisissa ja sen säätely erilaisten geneettisten, ravitsemuksellisten ja ympäristötekijöiden avulla on vielä selvittämättä., CYP-entsyymit, muut kuin CYP2E1, voivat myös metaboloida kloroformia. Saatavuus useita ekspressio-cdna ihmisen CYPs olisi mahdollista tunnistaa muita CYP-isoentsyymejä, että voi olla mukana kloroformia bioactivation. Nämä tutkimukset voivat auttaa määrittämään, mitkä eläinlajit voisivat olla sopiva malli ihmisille aiheutuvan riskin arvioimiseksi. Lisäksi, koska makromolekyylit ovat tavoitteet fosgeenia alkylointi, kriittisten tavoitteet voivat sallia, että ymmärtää paremmin, miten kovalenttinen muuttaminen munuaisten makromolekyylejä, joita fosgeenia voi johtaa solujen kuolio (Anand ym. 2006; Filip ym., 2006). Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että subkrooninen kloroformia pohjamaalaus suojaa hiiret myöhemmin annetaan tappava annos kloroformia. Kirjoittajat osoittivat, että alkuvalmistelu vilkastutti munuaissolujen jakautumista ja kudosten korjaamista. Tämä munuaisvaurio säilyi senkin jälkeen, kun myöhemmin annettiin tappavaa kloroformiannosta.