Właściwości farmakodynamiczne
Acetylocysteina

Acetylocysteina – wprowadzenie

Acetylocysteina jest pochodną aminokwasu cysteiny, sklasyfikowaną w grupie farmakoterapeutycznej jako lek stosowany w kaszlu i przeziębieniu, o właściwościach mukolitycznych (kod ATC: R05CB01). Substancja ta występuje w wielu produktach leczniczych, takich jak ACC, ACC classic, ACC Hot, ACC mini, ACC optima, Aceflucil, Fluimucil, Muccosinal, MUCOATAC i inne, dostępnych w różnych postaciach farmaceutycznych i dawkach.^{1 2}

Mechanizm działania mukolitycznego

Główne działanie farmakodynamiczne acetylocysteiny polega na jej właściwościach mukolitycznych. Substancja ta działa sekretolitycznie (upłynnia wydzielinę) i sekretomotorycznie (ułatwia odkrztuszanie wydzieliny z dróg oddechowych).^{3 4}

Rozszczepianie wiązań disiarczkowych

Acetylocysteina rozszczepia wiązania disiarczkowe w łańcuchach mukopolisacharydowych i powoduje depolimeryzację łańcuchów DNA obecnych w śluzie ropnym. Mechanizm ten polega na rozrywaniu mostków dwusiarczkowych między cząsteczkami śluzu zalegającego w drogach oskrzelowych.^{5 6}

W wyniku tego działania dochodzi do zmniejszenia lepkości śluzu, co ułatwia jego odkrztuszanie i usunięcie z dróg oddechowych. Acetylocysteina poprawia również tzw. klirens śluzowo-rzęskowy, co sprzyja skutecznemu oczyszczaniu dróg oddechowych.⁷

Działanie na ropny śluz

Szczególnie istotne jest działanie acetylocysteiny na wydzielinę śluzowo-ropną. Substancja ta upłynnia śluz i wydzielinę śluzowo-ropną poprzez depolimeryzację kompleksów mukoproteinowych oraz kwasów nukleinowych, które zwiększają lepkość składników śluzowych i ropnych plwociny i innych wydzielin.⁸

Właściwości antyoksydacyjne

Obok działania mukolitycznego, acetylocysteina wykazuje istotne właściwości antyoksydacyjne, które stanowią alternatywny mechanizm jej działania farmakologicznego.⁹

Grupy sulfhydrylowe i wiązanie wolnych rodników

Mechanizm antyoksydacyjnego działania acetylocysteiny wynika z obecności w jej cząsteczce nukleofilowych wolnych grup sulfhydrylowych (-SH), które mają zdolność bezpośredniego oddziaływania z grupami elektrofilowymi wolnych rodników, prowadząc do ich detoksykacji.^{10 11}

Ochrona alfa1-antytrypsyny

Szczególnie interesującym aspektem działania antyoksydacyjnego acetylocysteiny jest jej zdolność do ochrony α1-antytrypsyny, będącej inhibitorem enzymu elastazy. Acetylocysteina chroni α1-antytrypsynę przed unieczynnieniem przez kwas podchlorawy (HClO), który jest silnym środkiem utleniającym, powstającym pod wpływem działania enzymu mieloperoksydazy, wytwarzanej przez aktywowane fagocyty.¹²

Neutralizacja wolnych rodników

Acetylocysteina wykazuje działanie przeciwutleniające i neutralizuje wolne rodniki w komórkach zmienionych procesami zapalnymi. Ta właściwość jest szczególnie istotna w stanach zapalnych dróg oddechowych, gdzie stres oksydacyjny odgrywa znaczącą rolę w patogenezie schorzenia.¹³

Rola w syntezie glutationu

Acetylocysteina bierze udział w zwiększeniu syntezy glutationu (GSH), substancji istotnej dla detoksykacji szkodliwych czynników. Jest to jeden z kluczowych mechanizmów działania tej substancji, mający znaczenie zarówno w leczeniu chorób układu oddechowego, jak i w zatruciach.¹⁴

Przekształcanie do cysteiny

Budowa cząsteczkowa acetylocysteiny umożliwia jej łatwe przenikanie przez błony komórkowe. Wewnątrz komórki acetylocysteina ulega dezacetylacji do L-cysteiny – aminokwasu niezbędnego do syntezy glutationu. Ten proces jest kluczowy dla jej działania jako prekursora glutationu.¹⁵

Glutation jako antyoksydant

Glutation (GSH) jest wysoce reaktywnym trójpeptydem, powszechnie występującym w różnych tkankach organizmów zwierzęcych. Jest niezbędny do utrzymania funkcji, jak i integralności morfologicznej komórki, ponieważ stanowi najważniejszy wewnątrzkomórkowy mechanizm obronny przeciwko wolnym rodnikom – zarówno zewnątrzpochodnym, jak i wewnątrzpochodnym – a także licznym substancjom cytotoksycznym.¹⁶

Znaczenie w zatruciach paracetamolem

Szczególne znaczenie ma rola acetylocysteiny w zatruciach paracetamolem. Działanie cytotoksyczne paracetamolu polega na stopniowym zmniejszaniu zawartości glutationu. Acetylocysteina odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu odpowiedniego stężenia GSH, przyczyniając się tym samym do ochrony komórki przed czynnikami uszkadzającymi, które, w przypadku narastającego zubożenia organizmu w GSH, mogłyby wykazać swoje działanie cytotoksyczne.¹⁷

Mechanizm odtruwający acetylocysteiny polega na tym, że zwiększając stężenie glutationu, wiąże on hepatotoksyczny metabolit paracetamolu, N-acetylo-para-aminobenzochinon. Skuteczność postępowania odtruwającego zależy od czasu, jaki upłynął między przedawkowaniem a rozpoczęciem podawania acetylocysteiny.¹⁸

Skuteczność kliniczna

Oprócz mechanizmów działania, skuteczność kliniczna acetylocysteiny została potwierdzona w badaniach klinicznych w różnych stanach chorobowych.

Przewlekła obturacyjna choroba płuc

U pacjentów z przewlekłym zapaleniem oskrzeli lub mukowiscydozą obserwowano zmniejszenie częstości występowania i ciężkości przebiegu zaostrzeń choroby w przypadku zapobiegawczego stosowania acetylocysteiny.¹⁹

W badaniu przeprowadzonym przez Stava i wsp. (Chest 2009) 24 pacjentom z POChP podawano acetylocysteinę w dawce 1200 mg na dobę przez 6 tygodni. W porównaniu z grupą otrzymującą placebo, w grupie leczonej acetylocysteiną obserwowano znaczne zwiększenie pojemności wdechowej i FVC (natężona pojemność życiowa). Prawdopodobnie było to spowodowane ograniczeniem zjawiska pułapki powietrznej. Otrzymane wyniki wskazywały na działanie antyoksydacyjne acetylocysteiny.²⁰

Samoistne włóknienie płuc

W trwającym rok badaniu IFIGENIA u pacjentów z samoistnym włóknieniem płuc stosowano jednocześnie standardowe leczenie (prednizon i azatiopryna) razem z acetylocysteiną w dawce 600 mg trzy razy na dobę. Połączenie obu tych terapii wpływało na zachowanie pojemności życiowej i zdolności dyfuzyjnej płuc dla tlenku węgla (DL CO) mierzonej metodą pojedynczego oddechu.²¹

Mukowiscydoza

W dwóch badaniach oceniano skuteczność acetylocysteiny u osób z mukowiscydozą. W obu tych badaniach podawano bardzo duże dawki acetylocysteiny (do 3000 mg na dobę przez 4 tygodnie) i nie zaobserwowano istotnych działań niepożądanych. Działanie antyoksydacyjne acetylocysteiny wiązało się ze znacznym zmniejszeniem aktywności elastazy w plwocinie, głównego czynnika rokowniczego czynności płuc u pacjentów chorych na mukowiscydozę. Leczenie zmniejszało obciążenie dróg oddechowych neutrofilami, jak również liczbę neutrofili aktywnie wydzielających ziarnistości bogate w elastazę.²²

Zastosowanie w żywieniu pozajelitowym

Warto zauważyć, że acetylocysteina jest także stosowana jako składnik mieszanin do żywienia pozajelitowego, co potwierdza jej znaczenie metaboliczne. W preparatach takich jak Aminomel, Aminomel Nephro czy Pediaven, acetylocysteina stanowi źródło cysteiny, która jest aminokwasem istotnym dla procesów metabolicznych organizmu.^{23 24}

Aminokwasy, w tym cysteina dostarczana w postaci acetylocysteiny, są substratami syntezy białek. Roztwory aminokwasów stosowane są w żywieniu pozajelitowym łącznie ze składnikami będącymi źródłem energii, elektrolitami i odpowiednią podażą płynów, co ma na celu utrzymanie lub poprawę stanu odżywienia organizmu lub ograniczenie strat substancji odżywczych.²⁵

Podsumowanie farmakodynamiki acetylocysteiny

Acetylocysteina wykazuje złożone właściwości farmakodynamiczne, które można podzielić na kilka głównych mechanizmów działania:

• Działanie mukolityczne – poprzez rozszczepianie wiązań disiarczkowych w łańcuchach mukopolisacharydowych i depolimeryzację DNA w śluzie ropnym, zmniejsza lepkość wydzieliny i ułatwia jej odkrztuszanie²⁶
• Działanie antyoksydacyjne – dzięki obecności grup sulfhydrylowych (-SH) wiąże wolne rodniki i neutralizuje ich szkodliwe działanie²⁷
• Udział w syntezie glutationu – jako prekursor cysteiny zwiększa syntezę glutationu, kluczowego wewnątrzkomórkowego antyoksydantu²⁸
• Działanie odtruwające – szczególnie istotne w zatruciach paracetamolem, gdzie zwiększa poziom glutationu wiążącego toksyczne metabolity²⁹
• Ochrona przed uszkodzeniem tkanek – poprzez zabezpieczenie α1-antytrypsyny przed inaktywacją³⁰

Dzięki tym właściwościom acetylocysteina znajduje zastosowanie w leczeniu ostrych i przewlekłych schorzeń układu oddechowego charakteryzujących się gęstą, lepką śluzowo-ropną wydzieliną, jako składnik mieszanin do żywienia pozajelitowego oraz jako antidotum w zatruciach paracetamolem.^{31 32}