Biotransformacija

Kot Biotransformacija je proces metabolizma, pri katerem se snovi, ki jih ni mogoče izločiti, s kemičnimi procesi pretvorijo v izločene izdelke.

Kaj je biotransformacija?

Med biotransformacijo se lipofilne snovi pretvorijo v bolj hidrofilne snovi. Reakcije, ki so potrebne za biotransformacijo, potekajo pretežno v jetrih.

Med biotransformacijo se lipofilne snovi pretvorijo v bolj hidrofilne snovi. Transformacija nato omogoči izločanje.

Reakcije, ki so potrebne za biotransformacijo, potekajo pretežno v jetrih. Biotransformacija na splošno sestoji iz dveh različnih faz.

Funkcija in naloga

V človeškem organizmu se med fiziološkim metabolizmom večkrat kopičijo snovi, ki jih ni mogoče izločiti v blatu ali urinu. Te snovi so zelo pogosto lipofilne (na primer steroidni hormoni in žolčni pigmenti), kar pomeni, da niso ali so le slabo topne v vodi. Poleg tega telo absorbira tudi tuje snovi ali sintetizirane snovi, kot so zdravila ali zdravila s hrano. Če bi se te snovi kopičile v telesu, bi bilo to usodno. Zato ga je potrebno pretvoriti v izločljivo obliko. Ta postopek je znan kot biotransformacija.

Biotransformacija je sestavljena iz dveh različnih faz: Reakcije faze I vstavijo funkcionalne skupine v tuje snovi ali presnovke s pomočjo encima citokrom P450 heme protein. Zaradi velikega števila toksinov obstaja tudi veliko število CYP 450. En encim lahko pretvori številne snovi. V prvi fazi se toksini nevtralizirajo in nato razgradijo na majhne molekule.

V naslednji fazi se te naredijo topne v vodi in se lahko izločijo z izdihom, urinom ali znojnim izločanjem. V drugi fazi se vmesni proizvodi ali tuje snovi iz faze I kombinirajo z vodotopnimi snovmi. To lahko poveča njihovo topnost v vodi. Poleg tega se reakcijski produkti razstrupljajo in izločajo.

Po fazi II potekajo transportni procesi preko limfnega sistema, krvnega obtoka in transportnih beljakovin, čeprav v nekaterih primerih metabolizma ni. Poleg tega se pojavijo različne reakcije, kot je razpad GSS6 / GSH na glukomat, cistein ali N-acetilcistein.

Prenos membrane poteka s pomočjo posebnih nosilcev, kot so proteini, povezani z več drogami. Produkti, ki nastanejo v fazi II, se imenujejo konjugati. Te biološko aktivne ali strupene snovi telo posebej ne prepozna. Namesto tega je proces posledica encimov, ki imajo zelo nizko specifičnost substrata. To povzroči reakcije v celotni skupini snovi.

Bolezni in bolezni

Vendar pa postopek biotransformacije prinaša tudi tveganja. Na ta način se neškodljiva snov lahko tudi pretvori v toksin. Primer tega bi bil aflatoksin B1, ki izvira iz tako imenovanega Aspergillus flavus, ki ga najdemo v slabo shranjenih pistacijah, arašidih ali koruzi. Molekula, ki jo proizvaja gliva, je sprva neaktivna in s hrano pride do jeter. Tam ga encim citokrom P450 spremeni v presnovek, ki ima kancerogen učinek.

Če strupen metabolit nastane iz snovi s pomočjo biotransformacije, se ta postopek imenuje zastrupitev. Drug primer tega je metanol, ki običajno ni strupen. Ko pa se razgradi, se ta pretvori v formaldehid ali mravljično kislino.

Morfin proizvaja v jetrih tisto, kar je znano kot morfin-6-glukuronid, ki ima še močnejši učinek kot morfin. Te učinke pretvorbe imenujemo tudi učinki prvega prehoda.

Postopek vpliva tudi na zdravila. Te zaradi presnove izgubijo svojo aktivnost in jih jetra izločijo iz krvi portalne vene. Tu pa lahko pride tudi do strupenosti, ki je primer presnove paracetamola in alkohola. Ker razpad alkohola in nekaterih zdravil poteka prek istega mikrosomskega oksidacijskega etanola, lahko učinki zdravil v kombinaciji z alkoholom potencirajo.

Motnje biotransformacije se pojavljajo na treh različnih ravneh:

• zaradi povečane ali zmanjšane aktivnosti tako imenovanih mikrosomalnih encimov (predvsem v fazi I)
• zaradi motenj izločanja žolča
• zaradi zmanjšane absorpcije ksenobiotikov v celicah jeter.

Proces pretvorbe lipofilnih snovi v hidrofilne snovi se uporablja tudi v lastnih molekulah telesa, kot so bilirubin ali steroidni hormoni. To jih inaktivira in pozneje izloči. V primeru kronične odpovedi jeter pa estrogenov ni mogoče inaktivirati ali izločiti, kar vodi v kopičenje v telesu.

Bilirubin nastaja, ko se porfirini razgradijo. V višjih koncentracijah ima toksičen učinek, zato ga je treba iz organizma izločiti. Tu pa se lahko pojavijo transportne motnje, vključno na primer Gilbert-Meulengrachtov sindrom, Rotorjev sindrom ali Dubin-Johnsonov sindrom.

Motnje biotransformacije se lahko pojavijo tudi pri nedonošenčkih ali novorojenčkih. Zmožnost glukuronidacije jeter še ni dovolj razvita, tako da se lahko zdravila ali bilirubin premalo pretvorijo in izločijo. Nekatere bolezni jeter, kot sta ciroza ali hepatitis, lahko tudi poslabšajo delovanje encimov za biotransformacijo. V večini primerov so reakcije faze I. bolj prizadete kot reakcije faze II. Tudi tukaj se zdravila pretvorijo in izločajo počasneje, kar podaljša njihovo razpolovno dobo, kar je treba upoštevati tudi terapevtsko.