Tác động của thực phẩm tới hoạt động chuyển hóa thuốc của hệ enzyme P450 trong cơ thể người

Hệ enzyme cytochrome P450 (thường gọi tắt là CYP hoặc P450) là một nhóm enzyme quan trọng trong cơ thể người, có vai trò chính trong việc chuyển hóa nhiều chất ngoại sinh (xenobiotics) và nội sinh (endogenous compounds). Vai trò chính của enzyme P450 trong cơ thể được thể hiện qua hai nhiệm vụ chính là chuyển hóa thuốc và chuyển hóa các chất nội sinh. Với vai trò chuyển hóa thuốc, CYP450 tham gia vào quá trình oxy hóa các hợp chất hữu cơ, giúp biến đổi và loại bỏ thuốc ra khỏi cơ thể. Điều này bao gồm cả việc kích hoạt và giải độc các chất. Ngoài ra, CYP450 cũng tham gia vào quá trình chuyển hóa các hormone, cholesterol, và các acid béo. Các enzyme này đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cân bằng nội môi (homeostasis) và điều hòa sinh lý. Enzyme P450 chứa heme xúc tác quá trình chức năng hóa C−H trực tiếp bằng cách sử dụng oxy phân tử và các electron được cung cấp bởi các đối tác oxy hóa khử, chẳng hạn như NADPH−P450 reductase (CPR) chứa diflavin.

Hình 1. Cấu trúc của enzyme CYP2E1, một enzyme tiêu biểu của hệ enzyme P450 trong cơ thể người (nguồn https://www.sinobiological.com/resource/cyp2e1/proteins).

Trong tổng số 57 CYP chức năng đã được biết đến trong cơ thể người, các dạng đồng phân thuộc họ CYP1, CYP2 và CYP3 chịu trách nhiệm chuyển hóa khoảng 80% thuốc lâm sàng. Chúng bao gồm CYP1A2, CYP2A6, CYP2B6, CYP2C8, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, CYP2E1, CYP3A4 và CYP3A5; với CYP3A4 và CYP2D6 góp phần vào hơn 50% quá trình chuyển hóa thuốc liên quan đến CYP.

Hình 2. Tỷ lệ đóng góp vào hoạt động chuyển hóa 248 loại thuốc của các đồng phân CYP trong cơ thể người (ZHAO, Mingzhe, et al., 2021).

Trong lâm sàng, nghiên cứu về hệ enzyme P450 giúp các bác sĩ cá nhân hóa liệu pháp điều trị dựa trên đặc điểm chuyển hóa của từng bệnh nhân, đặc biệt trong các trường hợp sử dụng nhiều loại thuốc đồng thời. Bên cạnh đó, hiểu rõ về hoạt động của các enzyme này cũng giúp dự đoán và phòng ngừa các phản ứng phụ và độc tính thuốc, từ đó cải thiện an toàn trong điều trị. Đặc biệt, sự tương tác giữa thực phẩm, thuốc và hoạt động của hệ enzyme cytochrome P450 cũng vô cùng được quan tâm. Tương tác giữa thực phẩm mà cơ thể hấp thu và hệ enzyme CYP450 có thể ảnh hưởng đến hoạt động chuyển hóa thuốc trong cơ thể, dẫn đến thay đổi về hiệu quả và an toàn của các loại thuốc. Có ba cơ chế tương tác chính là ức chế, cảm ứng và thay đổi biểu hiện gen. Một số thực phẩm có thể ức chế hoạt động của enzyme CYP450, làm giảm khả năng chuyển hóa thuốc, dẫn đến tăng nồng độ thuốc trong máu và nguy cơ ngộ độc. Trong khi đó, một số thực phẩm khác có thể cảm ứng enzyme CYP450, làm tăng tốc độ chuyển hóa thuốc, dẫn đến giảm nồng độ thuốc trong máu và giảm hiệu quả điều trị. Đặc biệt hơn, thực phẩm cũng có thể ảnh hưởng đến biểu hiện gen của các enzyme CYP450, dẫn đến thay đổi trong số lượng enzyme có sẵn để chuyển hóa thuốc. Ví dụ, chiết xuất trà xanh đã được báo cáo là có tác dụng ức chế hoạt động của enzyme CYP2C9, CYP2D6 và CYP3A4 trong microsome gan người. Hoặc rượu có thể cảm ứng CYP2E1, sự cảm ứng này làm tăng tốc độ chuyển hóa của một số thuốc như paracetamol, tạo ra các sản phẩm chuyển hóa độc hại cho gan nếu dùng quá liều. Hoặc với một loại gia vị vô cùng quen thuộc là tỏi, một số chất trong tỏi là chất cảm ứng cho các enzyme CYP450 như CYP3A4, CYP2E1, và CYP2D6. Điều này có thể làm giảm nồng độ của một số thuốc như thuốc chống nấm và thuốc chống động kinh, giảm hiệu quả điều trị của chúng. Vì vậy trong quá trình điều trị và sử dụng thuốc, bệnh nhân nên thông báo cho bác sĩ về tất cả các loại thực phẩm, đồ uống, và thực phẩm chức năng họ đang sử dụng để bác sĩ có thể xem xét các khả năng tương tác, và đồng thời cũng nên tuân thủ các hướng dẫn về chế độ ăn uống khi đang sử dụng thuốc để tránh các tương tác không mong muốn.

Tài liệu tham khảo:

GRAHAM, Garry G.; SCOTT, Kieran F.; DAY, Richard O. Alcohol and paracetamol. Australian Prescriber, 2004, 27.1.

LE, Thien‐Kim, et al. Solar‐Powered Whole‐Cell P450 Catalytic Platform for C‐Hydroxylation Reactions. ChemSusChem, 2021, 14.15: 3054-3058.

NISHIKAWA, Masataka, et al. Effects of continuous ingestion of green tea or grape seed extracts on the pharmacokinetics of midazolam. Drug metabolism and pharmacokinetics, 2004, 19.4: 280-289.

SASAKI, Takamitsu, et al. Effect of health foods on cytochrome P450-mediated drug metabolism. Journal of pharmaceutical health care and sciences, 2017, 3: 1-11.

ZHAO, Mingzhe, et al. Cytochrome P450 enzymes and drug metabolism in humans. International journal of molecular sciences, 2021, 22.23: 12808.

ZHOU, Shufeng, et al. Interactions of herbs with cytochrome P450. Drug metabolism reviews, 2003, 35.1: 35-98.