模型可以帮助对抗常见止痛药的中毒

新的研究可能有助于扭转过量服用扑热息痛(acetaminophen)而导致的致命副作用。扑热息痛是泰诺(Tylenol)和许多其他非处方药的主要成分。

杜克大学的研究人员开发了一个数学模型对乙酰氨基酚基于数据的代谢实验室的老鼠。研究结果表明，给患者服用谷氨酰胺——一种体内常见的氨基酸——同时服用标准的解毒剂对乙酰氨基酚过量可以防止肝损伤增强身体的恢复能力。

调查结果将在网上公布，并将于2015年7月出版理论生物学杂志。

扑热息痛是泰诺(Tylenol)和其他600多种商店品牌止痛药、退烧药、感冒药和过敏药以及扑热息痛(Percocet)和维柯丁(Vicodin)等处方止痛药的主要成分。

在美国，四分之一的人每周至少服用一种含有扑热息痛的产品。仅2009年一年，美国就销售了270亿剂含扑热息痛的产品，使其成为美国使用最广泛的非处方药或处方药。

50多年来，该药无需处方即可获得，在指导下使用是安全的。但是如果每天服用超过最大推荐剂量4克，就会损害身体健康肝。在极端情况下，除非接受肝脏移植，否则病人就会死亡。

超过44,000人最终在急诊室，四百人死于美国。由于乙酰氨基酚过量，每年都会死亡。许多情况涉及儿童或婴儿，其父母在半夜意外测量错误剂量，或者结合不同的药物，而不意识到它们均含有相同的成分 - 例如，替代发烧，然后是咳嗽的第二种药物。

为了查明调整目前的用药过量方案是否可以防止致命的肝损伤，杜克大学的数学家莉迪亚·比林斯基和迈克·里德以及杜克大学的生物学家弗雷德·奈豪特开发了一种数学模型对乙酰氨基酚代谢的研究，基于之前给大鼠高剂量药物的研究。

扑热息痛在体内分解成几种副产品，其中一种对肝脏有毒。

在正常剂量下，肝脏能够在一种自然产生的保护性分子谷胱甘肽的帮助下将这种毒素从体内清除。当超过推荐剂量的醋氨酚，身体的自然排毒过程需要更多的谷胱甘肽比肝脏能制造更多时，麻烦就开始了。

对乙酰氨基酚过量的标准解毒剂是一种叫做n -乙酰半胱氨酸(NAC)的药物，它通过添加通常供应不足的谷胱甘肽前体，帮助恢复谷胱甘肽水平到正常水平。

但通过模拟人体中参与合成、运输和分解谷胱甘肽的数十种生化反应，研究人员发现，这种最罕见的成分会随着时间发生变化。

人体制造谷胱甘肽所需的大部分物质来自三种氨基酸前体——甘氨酸、谷氨酸和半胱氨酸。通常谷胱甘肽前体供给最短的是半胱氨酸，也在NAC中发现。

但研究人员发现，在过量使用后，肝细胞会启动一种基因，这种基因会将极度需要的半胱氨酸送入细胞，但会泵出谷氨酸，直到谷氨酸水平最终也开始下降。

为了测试该模型，研究人员计划用不同相对浓度的NAC和谷氨酰胺(肝脏将其转化为谷氨酸)治疗过量的小鼠，看看哪种剂量组合能最大限度地提高它们的存活率。

“NAC几十年来一直是对乙酰氨基酚过量的标准解毒剂，我们对改善它的机会感到兴奋，”作者说。

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