Pharmacological profile of antihistamines: focus on unwanted drug interactions

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Differences between individual antihistamines are determined by such pharmacokinetic properties as the rate and completeness of absorption, half-life, the participation of hepatic and renal mechanisms of elimination from the body. Pharmacodynamic features of the antihistamine include selectivity and affinity for histamine H1-receptors and the presence of central effects. The mechanisms of the development of unwanted drug interactions with second-generation antihistamines are analyzed in detail. Three levels of interaction have been identified: 1) hepatic enzymes of the P450 system; 2) membrane carriers of organic anions (OATP) – transport proteins on the sinusoidal membrane of hepatocytes and the luminal membrane of the epithelium of the proximal nephron tubule; 3) P-glycoprotein (Pgp, ABCB1-protein) of epithelial cells of the small intestine – the area of absorption of oral forms of antihistamines, the epithelium of the proximal tubule and the BBB (blood-brain barrier). The emphasis is made on the description of the dependence of the pharmacological profile of antihistamines on its chemical structure. The “elasticity” of the bilastine molecule, the ability to induce a change in conformation underlies the high complementarity of bilastine to the recognition site of the H1-receptor which is a high affinity. Experimental evaluation confirms this conclusion: the dissociation constant (Dс) of the bilastin-receptor complex is in the nM concentration range. The bilastine molecule, as a representative of antihistamines with zwitterionic properties, carries both a positive and a negative charge at a physiological pH, making it difficult for its penetration into the brain. The peculiarities of the chemical nature of the bilastine molecule are reflected in the specific pharmacological profile of AGP. In vitro studies have shown a high specific affinity of bilastine for H1-receptors with a very low affinity for other histamine receptors (H2, H3, H4), serotonin, bradykinin, muscarinic and adrenergic receptors). According to this indicator, bilastine is 3 times higher than cetirizine and 5 times higher than fexofenadine. Bilastine is practically not metabolized in the body and is excreted mainly unchanged, and also does not have a cardiotoxic effect. Bilastine is well tolerated; as a therapeutic dose it has a less pronounced sedative potential compared to other second-generation antihistamines.

 

About the authors

Alexander S. Dukhanin

Pirogov Russian National Research Medical University

Author for correspondence.
Email: das03@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-2433-7727

Professor at the Department of Molecular Pharmacology and Radiobiology, MD, PhD, Professor

Russian Federation, Moscow

References

  1. Wang XY, Lim-Jurado M, Prepageran N, et al. Treatment of allergic rhinitis and urticaria: a review of the newest antihistamine drug bilastine. Ther Clin Risk Manag. 2016;12:585–597. doi: 10.2147/TCRM.S105189
  2. Jáuregui I, Ramaekers JG, Yanai K, et al. Bilastine: a new antihistamine with an optimal benefit-to-risk ratio for safety during driving. Expert Opin Drug Saf. 2016;15(1):89–98.doi: 10.1517/14740338.2016.1112786
  3. Wolthers OD. Bilastine: a new nonsedating oral H1-antihistamine for treatment of allergic rhinoconjunctivitis and urticaria. Biomed Res Int. 2013;2013:626837. doi: 10.1155/2013/626837
  4. Hu Y, Sieck DE, Hsu WH. Why are second-generation H1-antihistamines minimally sedating? Eur J Pharmacol. 2015;765:100–106. doi: 10.1016/j.ejphar.2015.08.016
  5. Kuna P, Bachert C, Nowacki Z, et al. Efficacy and safety of bilastine 20 mg compared with cetirizine 10 mg and placebo for the symptomatic treatment of seasonal allergic rhinitis: a randomized, double-blind, parallel-group study. Clin Exp Allergy. 2009;39(9):1338–1347.doi: 10.1111/j.1365-2222.2009.03257.x
  6. Kawauchi H, Yanai K, Wang DY, et al. Antihistamines for allergic rhinitis treatment from the viewpoint of nonsedative properties. Int J Mol Sci. 2019;20(1):213.doi: 10.3390/ijms20010213
  7. Paśko P, Rodacki T, Domagała-Rodacka R, et al. Second generation H1-antihistamines interaction with food and alcohol – a systematic review. Biomed Pharmacother. 2017;93:27–39.doi: 10.1016/j.biopha.2017.06.008
  8. Tiligada E, Ennis M. Histamine pharmacology: from Sir Henry Dale to the 21st century. Br J Pharmacol. 2020;177(3):469–489. doi: 10.1111/bph.14524

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure: 1. The chemical nature of the differences between AGPs of the I and II generations [2]. BBB - blood-brain barrier

Download (132KB)
3. Figure: 2. Three main pharmacokinetic "crossroads" - the basis of the mechanisms of development of NLV

Download (137KB)
4. Figure: 3. Contribution of various P450 isoenzymes to drug metabolism

Download (66KB)
5. Figure: 4. Pharmacokinetic profile of II generation AGP [3]

Download (101KB)
6. Figure: 5. The metabolic profile of bilastine. Study of the effect of bilastine (0.2–20 μm) on the activity of various isozymes of cytochrome P450 in vitro (human liver microsomes) [4]

Download (100KB)
7. Figure: 6. Interface of the electronic drug interaction checker Drug Interactions Checker (a) and four options for presenting the results of interaction risk assessment (b). Access mode:www.rxlist.com/drug-interaction-checker.htm

Download (161KB)
8. Figure: 7. Undesirable central effects (drowsiness) of II generation AGP [7]. NS - differences are not statistically significant

Download (49KB)
9. Figure: 8. Dependence of the receptor occupation of the central H1 receptors and the sedative properties of AGP [8]

Download (202KB)
10. Figure: 9. Features of the chemical structure of AGP II generation. The symbol (*) indicates an asymmetric carbon, the existence of optical isomers, including enantiomers (for cetirizine, fexofenadine); symbol (#) indicates a double bond, the presence of cis-trans isomers (olopatadin); the symbol ($) indicates a prodrug that is converted in the body into an active metabolite (loratadine, rupatadine)

Download (138KB)
11. Figure: 10. Graphical representation of the interaction of bilastine and fexofenadine with the ligand binding domain of the H1 receptor. Molecular in silico docking of the receptor complex was performed using the method of computer simulation (CHARMm force field, Dassault Systèmes, Cedex, France)

Download (175KB)
12. Figure: 11. The chemical nature of the differences in AGP of the second generation [8]

Download (184KB)

Copyright (c) 2021 Pharmarus Print Media

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».