Chapitre V

Applications : analyse de flux métaboliques, pharmacocinétiques.

       
III. Métabolisme in vitro du Diazepam
       
Le diazepam est un médicament anxiolytique du groupe des benzodiazépines. Dans l'organisme, il se transforme pour donner d'autres substances plus ou moins actives. C'est un relaxant musculaire qui favorise la liaison du GABA (acide g -amino butyrique) à ses récepteurs et l'ouverture des canaux à Cl- et par voie de conséquence l'hyperpolarisation de la cellule musculaire. Les cellules transforment les diazépines par la déméthylation et l'hydroxylation enzymatiques.

Seddon et al. (1989) ont étudié la cinétique de transformation du diazepam (DZ) et de quelques-uns uns de ses dérivés, le N-desmethyl diazepam (NOR), le temazepam (TEM) et l'oxazepam (OX) au contact d'hépatocytes de singe en culture depuis 3 h (Fig. V-8).

       

 

Figure V-8 : Dispositif de culture d'hépatocytes de singe en milieu défini à 37°C sous atmosphère contrôlée en CO2 (5%) et O2 (20%).

       
La figure V-9 montre le métabolisme individuel in vitro de chacune des trois substances disponibles à l'état pur, DZ, NOR et TEM. Au contact des hépatocytes de singe le DZ est métabolisé en NOR, TEM et OX. Le TEM isolé donne de l'OX et une quantité non négligeable de métabolites inconnus. Apparemment l'OX est le seul métabolite du NOR, puisque au cours du temps la somme du NOR restant et de l'OX apparu diminue très peu. Cette faible diminution peut être mise sur le compte de la dégradation de l'OX lui-même en un ou plusieurs métabolites non identifiés. La courbe présentée par les auteurs suggère que le NOR se répartit entre le milieu de culture et les cellules elles-mêmes. Pour simplifier, nous considèrerons que le TEM est, comme les autres métabolites, uniquement extracellulaire. Par ailleurs, NOR et TEM dérivent directement de DZ car leurs courbes d'apparition augmentent avec une pente à l'origine nettement positive ; alors que la courbe d'OX augmente très lentement avec une pente à l'origine pratiquement nulle ce qui indique que l'OX n'est pas le produit direct de DZ.
       

Figure V-9 : Graphique de gauche : évolution in vitro des concentrations en diazepam (DZ)et de ses métabolites dans le milieu de culture (2 ml) au contact d'hépatocytes de singe après introduction de 40 nanomoles de DZ. Graphiques du milieu et de droite : expériences isolées après introduction de 40 nanomoles de temazepam (TEM) et de 12 nanomoles de N-desmethyl diazepam (NOR). Symboles : cercles pleins = DZ; cercles vides = NOR; triangles pleins = TEM; triangles vides = oxazepam (OX). (simplifié d'après Seddon et al. 1989)
       
De ces observations qualitatives il ressort que le Diazepam est le précurseur numéro 1 des autres composés :
       
  DZ à NOR + TEM + métabolites non identifiés

NOR à OX seul

TEM à OX + métabolites non identifiés.

 
       
Dans ce système les transferts sont dits "de transformation" (voir l'Introduction). L'élaboration du modèle théorique consiste à représenter les séquences réactionnelles sous forme d'un modèle multi-compartimental où chacune des espèces chimiques constitue un compartiment distinct (Fig. V-10).

Puisque les substances sont supposées se répartir dans le seul volume extracellulaire, tous les compartiments ont le même volume égal à 2 ml (Fig. V-8).

       

Figure V-10 : Modèle théorique du métabolisme des benzo-diazepines au contact d'hépatocytes de singe. Les compartiments 1, 2, 3 et 4 représentent dans l'ordre le diazepam (DZ), leN-desmethyl diazepam (NOR), le temazepam (TEM) et l'oxazepam (OX).

       

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