Skin metabolism of vitamin A and its derivatives used in skin care and selected skin diseases

Celem niniejszej pracy było przeprowadzenie symulacji metabolizmu skórnego witaminy A i niektórych pochodnych stosowanych w pielęgnacji i wybranych chorobowych stanach skóry. Do badań wybrano następujące pochodne witaminy A: adapalen, beksaroten, acytretyna, etretinat, izotretinoina, kwas retinowy, retinaldehyd, retinol, octan retinylu oraz palmitynian retinylu. W ramach pracy dokonano także oceny metabolizmu wątrobowego wspomnianych substancji aktywnych biologicznie. Na podstawie przeprowadzonych badań można stwierdzić, że badane substancje cechuje zróżnicowana podatność na transformacje metaboliczne z udziałem enzymów z rodziny cytochromów P-450. Spośród wszystkich badanych substancji najbardziej dogodnymi substratami dla enzymów tkanki wątrobowej okazały się etretinat i acytretyna. Jednocześnie te same substancje okazały się średnio dogodnymi substratami dla enzymów tkanki skórnej. Z kolei palmitynian retinylu wykazywał najwyższe prawdopodobieństwo biotransformacji w odniesieniu do tkanki skórnej, jednocześnie wykazując średnie prawdopodobieństwo metabolizmu wątrobowego. We wszystkich przypadkach wartości logP wygenerowanych metabolitów były niższe od związków macierzystych, co potwierdza fakt, iż podczas przemian metabolicznych ksenobiotyków w ustroju rośnie ich hydrofilowość, co ułatwia ich eliminację z organizmu. Podsumowując, badania in silico metabolizmu skórnego oraz wątrobowego wybranych retinoidów zrealizowane w ramach niniejszej pracy sugerują, że substancje te mogą stanowić potencjalne substraty dla enzymów z rodziny cytochromów P-450.

The aim of the study was to predict skin metabolism of vitamin A and its derivatives which are used in skin care and selected skin diseases. To following derivatives of vitamin A were investigated: adapalen, beksaroten, acitretin, etretinat, izotretinoin, retinoic acid, retinaldehyd, retinol, retinyl acetate and retinyl palmitate. Additionally, in silico liver metabolism of the mentioned biologically active compounds was evaluated. Performed experiments provide an evidence that the tested substances differ in their susceptibility to metabolic transformations using the enzymes of cytochrome P450 family. Among the tested compounds the most suitable substrates for liver enzymes were etretinat and acitretin. In contrast, the same compounds were moderately suitable substrates for skin enzymes. Additionally, retinyl palmitate skin biotransformation was characterized with high probability, whereas its liver biotransformation showed moderate probability. In case of all substances logP values generated for metabolites were lower than for parent compounds, which confirms the fact that the metabolism of xenobiotics in the body increases their hydrophilicity, which facilitates their elimination from the body. In conclusion, the prediction of liver and skin metabolism of selected retinoids suggests that these substances are potential substrates for the enzymes of the cytochrome P450 family.