Farmakologiset käyttää ja näkökulmia raskas vesi ja deuterated yhdisteitä

Koska löytö D20 (raskas vesi) ja sen käyttöä moderaattori ydinreaktoreissa, sen biologiset vaikutukset ovat olleet laajasti, vaikka harvoin syvästi tutkittu. Tässä artikkelissa tarkastellaan näitä vaikutuksia kokonaisiin eläimiin, eläinsoluihin ja mikro-organismeihin., Molemmat ”liuotin isotope vaikutuksia,” jotka johtuvat erityiset ominaisuudet D20 liuottimena, ja ”isotooppi deuterium vaikutuksia” (DIE), joka johtaa, kun D korvaa H-monet biologiset molekyylit, katsotaan. D20: n vähäinen myrkyllisyys nisäkkäitä kohtaan näkyy sen laajassa käytössä ihmisten ja muiden eläinten vesitilojen mittaamisessa. Korkeammat pitoisuudet (yleensä >20% painosta) voivat olla myrkyllisiä eläimille ja eläinsoluille. Vaikutuksia hermostoon ja maksaan sekä eri verisolujen muodostumiseen on havaittu., Solutasolla D20 voi vaikuttaa mitoosiin ja kalvotoimintaan. Alkueläimet kestävät jopa 70% D20. Levät ja bakteerit voivat sopeutua kasvamaan 100% D2O: ssa ja ne voivat toimia useiden deuteroitujen molekyylien lähteinä. D2O lisää lämpöä vakautta makromolekyyleistä, mutta voi vähentää solujen lämpö-vakaus, mahdollisesti seurauksena esto chaperonin muodostumista. Korkeat D2O-pitoisuudet voivat vähentää suolan ja etanolin aiheuttamaa hypertensiota rotilla ja suojata hiiriä gamma-irradaatiolta., Tällaiset pitoisuudet käytetään myös boron neutron capture therapy lisätä neutroni levinneisyys boorin yhdisteitä pakko pahanlaatuisia soluja. D2O on myrkyllisempi pahanlaatuiselle kuin normaalit eläinsolut, mutta liian suurina pitoisuuksina säännölliseen terapeuttiseen käyttöön. D2O-ja deuteroituja lääkkeitä käytetään laajalti tutkimuksissa, joissa tutkitaan huumeiden ja myrkyllisten aineiden metaboliaa ihmisillä ja muilla eläimillä. Huumeiden deuteroiduilla muodoilla on usein erilaisia toimia kuin protonoiduilla muodoilla. Joissakin deuteroiduissa lääkkeissä on erilaisia kuljetusprosesseja., Useimmat ovat vastustuskykyisempiä metabolisille muutoksille, erityisesti sytokromi P450-järjestelmien välittämille muutoksille. Deuteraatio voi myös muuttaa lääkeaineenvaihdunnan reittiä (metabolinen vaihto). Muuttunut aineenvaihdunta voi lisätä vaikutuksen kestoa ja vähentää toksisuutta. Se voi myös johtaa vähäisempään aktiivisuuteen, jos lääke yleensä muuttuu aktiiviseen muotoon in vivo. Deuteraatio voi myös alentaa syöpälääke tamoksifeenin ja muiden yhdisteiden genotoksisuutta., Deuteraatio lisää pitkäketjuisten rasvahappojen ja fluori-D-fenyylialaniinin tehoa estämällä niiden hajoamisen kohde-mikro-organismien mukaan. Muutamia deuteroituja antibiootteja on valmisteltu, eikä niiden mikrobilääkkeessä havaittu juurikaan muutoksia. Niiden toiminta resistenttien bakteerien ei ole tutkittu, mutta ei ole syytä uskoa, että ne olisivat tehokkaampia vastaan tällaisia bakteereja. Hyönteisten vastustuskyky hyönteismyrkkyjä vastaan johtuu hyvin usein hyönteismyrkkyjen tuhoutumisesta sytokromi P450-järjestelmän kautta., Deuteroidut hyönteismyrkyt saattavat hyvinkin olla tehokkaampia vastustuskykyisiä hyönteisiä vastaan, mutta tätä potentiaalisesti arvokasta mahdollisuutta ei ole vielä tutkittu.