Антиметаболиты — это вещества, близкие по химическому строению к метаболитам, то есть соединениям, играющим существенную роль в обмене веществ (например, витаминам, ферментам и т. п.), и способные при поступлении в организм занимать их место и изменять ход процессов обмена веществ. В связи с некоторыми отличиями строения антиметаболиты не могут обеспечить нормального течения биохимических реакций, в результате чего возможны тяжелые расстройства жизнедеятельности организма. Некоторые антиметаболиты, избирательно нарушающие обмен веществ микроорганизмов, используются в качестве лекарственных веществ при лечении заболеваний, вызываемых этими микроорганизмами (сульфаниламидные препараты, парааминосалициловая кислота — ПАСК и другие).
Известны антиметаболиты, замедляющие рост опухолевых тканей. Если такие антиметаболиты не вызывают общего нарушения обмена веществ у больного, их используют в лекарственных противоопухолевых препаратах (например, меркаптопурин, фторурацил). Смотрите также Обмен веществ и энергии.
Антиметаболиты — вещества, близкие по химическому строению к биологически активным соединениям и угнетающие их действие. Обладая известным сходством конфигурации и размеров молекулы с молекулой естественного метаболита, антиметаболит способен занимать его место, вытеснять его на определенных стадиях биохимических реакций. Но вследствие некоторых отличий в строении молекулы антиметаболиты не могут обеспечить дальнейшего нормального течения этих реакций, чем и обусловливают изменение процессов обмена.
Важнейшую группу антиметаболитов составляют структурные аналоги витаминов, гормонов и медиаторов.
Так как большинство витаминов является составными частями ферментов, то введение антиметаболита витамина (антивитамина) в организм приводит к образованию неактивного аналога фермента, не способного осуществлять присущие нормальному ферменту функции специфического катализатора. Вследствие этого возникают явления, характерные для дефицита соответствующего витамина.
Так, например, при введении в организм фторникотиновой кислоты, служащей антиметаболитом витамина РР — никотинамида, вместо дифосфопиридиннуклеотида (никотинадениндинуклеотид, кодегидрогеназа), являющегося коферментом дегидрогеназ, образуется сходный нуклеотид, в котором место амида никотиновой кислоты занимает амид фторникотиновой кислоты.
Такой нуклеотид конкурирует за апофермент с естественным нуклеотидом, занимая его место, однако он не может выполнять функции кофермента в реакциях дегидрирования. Таков принцип действия большинства антивитаминов. Сульфаниламиды — аналоги парааминобензойной кислоты; последняя служит составной частью коферментов группы фолиевой кислоты.
Лечебный эффект сульфаниламидов обусловлен тем, что они включаются в состав коферментов микроорганизмов и тем самым вызывают в них нарушение жизненно важных реакций обмена веществ.
Одним из антиметаболитов гормонов является структурный аналог гормона коры надпочечников кортизона — 2-метил-9 (α)-фторкортизол. Это соединение предупреждает развитие атрофии зобной железы и фолликулов селезенки, а также некоторые другие патологические явления, вызываемые кортизоном.
Мощными антагонистами серотонина, обладающего широким спектром действия на организм, служат мэдмаин, производные лизергиновой кислоты и др. Так как некоторые из этих антиметаболитов вызывают нарушения психики, характерные для шизофрении (галлюцинации, бредовые идеи, неправильное поведение и др.), полагают, что нарушения обмена серотонина играют существенную роль в патогенезе этого заболевания.
Особую группу антиметаболитов составляют аналоги пуриновых и пиримидиновых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот, и аналоги аминокислот, из которых строятся белки. Тиоурацил — структурный аналог урацила, входящего в молекулу рибонуклеиновой кислоты вируса табачной мозаики,— в листе табака включается в молекулы нуклеиновых кислот вновь образующихся вирусных частиц, после чего эти атипичные вирусы теряют способность к дальнейшему самовоспроизведению. Сходным образом действует 6-азаурацил на микробные клетки, препятствуя включению естественного метаболита урацила в их нуклеиновые кислоты. 6-Азаурацил обладает также канцеростатическими свойствами.
Антиметаболиты могут применяться в качестве химиотерапевтических препаратов. В ряде случаев, когда течение процессов обмена веществ имеет патологический характер, введение антиметаболита может способствовать нормализации функций организма. Однако применение антиметаболитов в качестве лекарственных веществ сильно ограничивается тем, что многие из них являются антагонистами метаболитов как микробной клетки, так и клеток организма человека. В таких случаях использование антиметаболитов возможно, если микроорганизм или пораженная ткань обладает способностью избирательно поглощать и накапливать антиметаболиты. Например, можно использовать аналоги пуриновых и пиримидиновых оснований в качестве канцеростатических веществ, так как ткань опухоли отличается интенсивным обменом веществ, в частности — интенсивным синтезом нуклеиновых кислот, вследствие чего введенный антиметаболит преимущественно поступает именно в опухолевую ткань. Антиметаболиты широко применяют также в качестве инсектицидов, фунгицидов, дезинфицирующих веществ; например, гексахлоран представляет собой аналог инозита, являющегося витамином для многих растительных и животных организмов.
См. также Обмен веществ и анергии.