グレープフルーツとの相互作用の影響を予測する


グレープフルーツは消化管における薬物代謝能を低下させます。したがって初回通過代謝における消化管の寄与が大きな薬物ほどグレープフルーツ摂取によって体内動態が大きく変動すると考えられます。つまり、バイオアベイラビリティの低い薬物ほど注意が必要です。
また一般的に血漿タンパク結合率の大きな薬物は肝臓への移行が制限されることから、肝代謝の寄与が小さくなり、消化管代謝の寄与が相対的に大きくなります。この考え方からすれば、カルシウム拮抗薬とグレープフルーツジュースの相互作用の影響は、カルシウム拮抗薬の血漿タンパク結合率から推測できるとも考えられます。

グレープフルーツジュースとカルシウム拮抗薬との相互作用が消化管上皮細胞における代謝阻害に起因しているということは、いいかえれば、消化管における代謝がカルシウム拮抗薬の吸収過程における解毒を決定する要因であることを意味しています。
しかしながら、カルシウム拮抗薬を代謝する CYP3A4の小腸における含有量は、肝臓の80分の1程度しかありません。

Hall SD, et al.,Molecular and physical mechanisms of first-pass extraction.Drug Metab Dispos. 1999 Feb;27(2):161-6.(PMID: 9929497)

このことは「消化管での解毒が体内動態の重要な決定因子」という知見と、一見矛盾するように感じられます。しかし、カルシウム拮抗薬の血漿タンパク質への結合が重要な役割を演じている、と考えることが可能です。
臓器での薬物代謝能は、血漿タンパク質に結合していない薬物の量と臓器の酵素量との積に比例すると仮定できます。
では、血漿タンパク結合率90%の薬物Aを例に考えてみましょう。
薬物Aの血漿蛋白非結合率は100-90=10%です。
薬物Aの肝臓での代謝は
80(酵素量比)×10%(血漿タンパク質非結合率)= 800(任意単位)
となります。
一方、薬物Aの消化管での代謝は、吸収時の消化管内では血漿タンパク結合がないと仮定できるので、血漿蛋白非結合率は100%です。すなわち
1(酵素量比)×100%(血漿タンパク質非結合率)= 100(任意単位)
となります。
したがってこの場合、もしグレープフルーツジュース飲用によって小腸におけるカルシウム拮抗薬の代謝が完全に阻害されるとすると、体全体としての吸収過程での代謝は88.9%(=800/900)に低下することとなり、血中濃度は約1.13倍程度に上昇すると考えられます。

では、薬物Aより血漿蛋白結合率が高い薬物Bではどうでしょうか。

薬物Bの血漿タンパク結合率が99.9%の場合、血漿蛋白非結合率は0.1%です。
肝臓での代謝は
80×0.1 = 8
小腸での代謝は
1×100 = 100
と求められます。
この場合もグレープフルーツジュースにより小腸における代謝が完全に阻害されるとすると、体全体としての吸収過程での代謝は74%(=8/108)に低下し、血中濃度は13.5倍に上昇すると考えられます。


以上のように仮定ではありますが、グレープフルーツジュースとの相互作用の臨床試験が行われていない薬物の影響に関しては、血漿タンパク非結合率から相互作用の強度を予測することが可能であると考えられます。