Biotransformacija

Kaip Biotransformacija yra metabolizmo procesas, kurio metu cheminės procesų pagalba medžiagos, kurių negalima pašalinti, paverčiamos išskiriamais produktais.

Kas yra biotransformacija?

Biotransformacijos metu lipofilinės medžiagos virsta hidrofiliškomis medžiagomis. Vėliau transformacija leidžia ją pašalinti.

Biotransformacijai būtinos reakcijos vyksta daugiausia kepenyse. Apskritai biotransformacija susideda iš dviejų skirtingų fazių.

Funkcija ir užduotis

Žmogaus organizme, vykstant fiziologiniam metabolizmui, pakartotinai kaupiasi medžiagos, kurių negalima pašalinti išmatose ar šlapime. Šios medžiagos labai dažnai yra lipofilinės (pvz., Steroidiniai hormonai ir tulžies pigmentai), tai yra, jos mažai arba mažai tirpsta vandenyje. Be to, kūnas taip pat absorbuoja pašalines medžiagas arba sintetinamas medžiagas, tokias kaip vaistai ar vaistai, su maistu. Jei šios medžiagos kauptųsi organizme, tai būtų mirtina. Todėl būtina jį paversti išskiriamu pavidalu. Šis procesas žinomas kaip biotransformacija.

Biotransformacija susideda iš dviejų skirtingų fazių: I fazės reakcijos, naudodamos hemo baltymo citochromo P450 fermentą, įterpia funkcines grupes į svetimas medžiagas ar metabolitus. Dėl didelio toksinų skaičiaus taip pat yra daug CYP 450. Vienas fermentas sugeba paversti daugybę medžiagų. Pirmoje fazėje toksinai neutralizuojami, o po to suskaidomi į mažas molekules.

Kitoje fazėje jie pasidaro tirpūs vandenyje ir gali būti išskiriami per kvėpavimo takus, šlapimą ar prakaito sekreciją. Antroje fazėje tarpiniai produktai arba I fazės pašalinės medžiagos yra sujungiamos su vandenyje tirpiomis medžiagomis. Tai gali padidinti jų tirpumą vandenyje. Be to, reakcijos produktai yra detoksikuojami ir pašalinami.

Po II fazės transportavimo procesai vyksta per limfinę sistemą, kraujotaką ir transportinius baltymus, nors kai kuriais atvejais metabolizmas nevyksta. Be to, vyksta įvairios reakcijos, tokios kaip GSS6 / GSH suskaidymas į gliukomatą, cisteiną arba N-acetilcisteiną.

Membranos transportavimas atliekamas pasitelkiant specialius nešiklius, tokius kaip baltymų, susijusių su daugelio vaistų atsparumu. Produktai, atsirandantys II fazėje, vadinami konjugatais. Šios biologiškai aktyvios ar toksiškos medžiagos organizmas konkrečiai nepripažįsta. Greičiau procesą lemia fermentai, kurie turi labai mažą substrato specifiškumą. Tai sukelia reakciją visai medžiagų grupei.

Ligos ir negalavimai

Tačiau biotransformacijos procesas taip pat susijęs su rizika. Tokiu būdu nekenksmingą medžiagą taip pat galima paversti toksinu. To pavyzdys galėtų būti aflatoksinas B1, gaunamas iš vadinamojo Aspergillus flavus, kuris randamas blogai laikomose pistacijose, žemės riešutuose ar kukurūzuose. Grybelio gaminama molekulė iš pradžių neaktyvi ir kepenis pasiekia su maistu. Citochromo P450 fermentas jį paverčia kancerogeninį poveikį turinčiu metabolitu.

Jei dėl medžiagos biotransformacijos atsiranda toksinis metabolitas, šis procesas vadinamas apsinuodijimu. Kitas to pavyzdys yra metanolis, kuris paprastai nėra toksiškas. Tačiau jis suskaidomas virsta formaldehidu arba skruzdžių rūgštimi.

Morfinas kepenyse gamina vadinamąjį morfino-6-gliukuronidą, kuris turi dar stipresnį poveikį nei morfinas. Šie konvertavimo efektai taip pat vadinami pirmojo praleidimo efektais.

Procesas taip pat veikia vaistus. Dėl metabolizmo šie praranda savo aktyvumą ir kepenys ištraukiami iš vartų venos kraujo. Tačiau čia taip pat gali atsirasti toksiškumas, kurio pavyzdys galėtų būti paracetamolio ir alkoholio metabolizmas. Kadangi alkoholis ir kai kurie vaistai suskaidomi per tą pačią mikrosominę etanolio oksiduojančią sistemą, vaistų poveikis kartu su alkoholiu gali sustiprėti.

Biotransformacijos sutrikimai vyksta trimis skirtingais lygmenimis:

• dėl padidėjusio ar sumažėjusio vadinamųjų mikrosomų fermentų aktyvumo (daugiausia I fazėje)
• dėl tulžies išsiskyrimo sutrikimų
• dėl sumažėjusios ksenobiotikų absorbcijos kepenų ląstelėse.

Lipofilinių medžiagų pavertimo hidrofilinėmis medžiagomis procesas naudojamas ir paties organizmo molekulėse, tokiose kaip bilirubinas ar steroidiniai hormonai. Tai juos inaktyvuoja ir vėliau pašalina. Tačiau lėtinio kepenų nepakankamumo atveju estrogenai negali būti inaktyvuoti ar pašalinti, todėl organizme kaupiasi.

Bilirubinas gaminamas suskaidžius porfirinus. Didesnės koncentracijos jis turi toksinį poveikį, todėl turėtų būti pašalintas iš organizmo. Tačiau čia gali atsirasti transporto sutrikimų, įskaitant, pavyzdžiui, Gilbert-Meulengracht sindromą, Rotor sindromą ar Dubin-Johnson sindromą.

Biotransformacijos sutrikimai taip pat gali atsirasti neišnešiotiems ar naujagimiams. Kepenų gliukuronizacijos galimybės dar nėra pakankamai išvystytos, todėl vaistai ar bilirubinas negali būti pakankamai paverčiami ir pašalinami. Tam tikros kepenų ligos, tokios kaip kepenų cirozė ar hepatitas, taip pat gali pakenkti biotransformacijos fermentų veiklai. Daugeliu atvejų I fazės reakcijos yra labiau paveiktos nei II fazės reakcijos.Štai taip pat vaistai yra paverčiami ir šalinami lėčiau, todėl pailgėja jų pusinės eliminacijos laikas, kuris taip pat turėtų būti vertinamas terapiniu požiūriu.