Biotransformacja

Tak jak Biotransformacja jest procesem metabolizmu, w którym substancje, których nie można wydalić, są przekształcane w produkty, które można wydalać za pomocą procesów chemicznych.

Jaka jest biotransformacja?

Podczas biotransformacji substancje lipofilowe są przekształcane w bardziej hydrofilowe. Reakcje niezbędne do biotransformacji zachodzą głównie w wątrobie.

Podczas biotransformacji substancje lipofilowe są przekształcane w bardziej hydrofilowe. Transformacja umożliwia następnie eliminację.

Reakcje niezbędne do biotransformacji zachodzą głównie w wątrobie. Ogólnie biotransformacja składa się z dwóch różnych faz.

Funkcja i zadanie

W organizmie człowieka w toku fizjologicznego metabolizmu wielokrotnie gromadzą się substancje, których nie można wydalić z kałem ani z moczem. Substancje te są bardzo często lipofilne (np. Hormony steroidowe i pigmenty żółciowe), co oznacza, że ​​nie są lub są bardzo słabo rozpuszczalne w wodzie. Ponadto organizm wchłania wraz z pożywieniem substancje obce lub substancje syntetyzowane, takie jak leki lub narkotyki. Gdyby te substancje gromadziły się w organizmie, byłoby to śmiertelne. Dlatego konieczne jest przekształcenie go w formę wydalalną. Proces ten nazywany jest biotransformacją.

Biotransformacja składa się z dwóch różnych faz: Reakcje fazy I wprowadzają grupy funkcyjne do obcych substancji lub metabolitów za pomocą enzymu białka hemu, cytochromu P450. Ze względu na dużą liczbę toksyn występuje również duża liczba CYP 450. Jeden enzym jest w stanie przekształcić wiele substancji. W pierwszej fazie toksyny są neutralizowane, a następnie rozkładane na małe cząsteczki.

W następnej fazie stają się one rozpuszczalne w wodzie i mogą być wydalone wraz z oddechem, moczem lub wydzieliną potu. W drugiej fazie produkty pośrednie lub substancje obce z fazy I łączy się z substancjami rozpuszczalnymi w wodzie. Może to zwiększyć ich rozpuszczalność w wodzie. Ponadto produkty reakcji są odtruwane i wydalane.

Po fazie II zachodzą procesy transportu poprzez układ limfatyczny, krążenie krwi i białka transportowe, chociaż w niektórych przypadkach nie zachodzi metabolizm. Ponadto zachodzą różne reakcje, takie jak rozpad GSS6 / GSH do glukomianu, cysteiny lub N-acetylocysteiny.

Transport błonowy odbywa się za pomocą specjalnych nośników, takich jak białka związane z opornością wielolekową. Produkty, które pojawiają się w fazie II nazywane są koniugatami. Te biologicznie aktywne lub toksyczne substancje nie są specjalnie rozpoznawane przez organizm jako takie. Raczej proces ten jest spowodowany enzymami, które mają bardzo niską specyficzność substratową. To powoduje reakcje w całej grupie substancji.

Choroby i dolegliwości

Jednak proces biotransformacji wiąże się również z ryzykiem. W ten sposób nieszkodliwą substancję można również przekształcić w toksynę. Przykładem może być aflatoksyna B1, która pochodzi z tak zwanego Aspergillus flavus, który znajduje się w źle przechowywanych pistacjach, orzeszkach ziemnych lub kukurydzy. Cząsteczka wytwarzana przez grzyba jest początkowo nieaktywna i dociera do wątroby wraz z pożywieniem. Tam jest przekształcany przez enzym cytochromu P450 w metabolit o działaniu rakotwórczym.

Jeśli toksyczny metabolit powstaje z substancji w wyniku biotransformacji, proces ten nazywa się zatruciem. Innym tego przykładem jest metanol, który zwykle nie jest toksyczny. Jednak po rozbiciu przekształca się w formaldehyd lub kwas mrówkowy.

Morfina wytwarza w wątrobie tak zwany 6-glukuronid morfiny, który działa jeszcze silniej niż morfina. Te efekty konwersji są również nazywane efektami pierwszego przejścia.

Proces ten wpływa również na leki. Ze względu na metabolizm tracą one swoją aktywność i są pobierane z krwi żyły wrotnej przez wątrobę. Jednak i tutaj może wystąpić toksyczność, której przykładem może być metabolizm paracetamolu i alkoholu. Ponieważ rozkład alkoholu i niektórych narkotyków odbywa się za pośrednictwem tego samego mikrosomalnego układu utleniającego etanol, działanie leków w połączeniu z alkoholem może zostać wzmocnione.

Zaburzenia biotransformacji występują na trzech różnych poziomach:

• ze względu na zwiększoną lub zmniejszoną aktywność tzw. enzymów mikrosomalnych (głównie w fazie I)
• z powodu zaburzeń wydalania z żółcią
• ze względu na zmniejszone wchłanianie ksenobiotyków w komórkach wątroby.

Proces przekształcania substancji lipofilnych w hydrofilowe jest również wykorzystywany we własnych cząsteczkach organizmu, takich jak bilirubina czy hormony steroidowe. To je dezaktywuje, a następnie wydala. W przypadku przewlekłej niewydolności wątroby estrogeny nie mogą być jednak inaktywowane ani wydalane, co prowadzi do ich kumulacji w organizmie.

Bilirubina jest wytwarzana, gdy rozkładane są porfiryny. W wyższych stężeniach ma działanie toksyczne i dlatego należy go usunąć z organizmu. Mogą tu jednak wystąpić zaburzenia transportowe, do których zalicza się np. Zespół Gilberta-Meulengrachta, zespół Rotora czy zespół Dubina-Johnsona.

Zaburzenia biotransformacji mogą również wystąpić u wcześniaków lub noworodków. Zdolność wątroby do glukuronidacji nie jest jeszcze dostatecznie rozwinięta, tak więc leki lub bilirubina nie mogą być dostatecznie przekształcane i wydalane. Niektóre choroby wątroby, takie jak marskość wątroby lub zapalenie wątroby, również mogą osłabiać aktywność enzymów biotransformacyjnych. W większości przypadków reakcje fazy I są wtedy bardziej dotknięte niż reakcje fazy 2. Tutaj również leki są przekształcane i wydalane wolniej, co wydłuża ich okres półtrwania, co również należy wziąć pod uwagę terapeutycznie.