Kao biotransformacije je proces metabolizma u kojem se tvari koje se ne mogu izlučiti pretvaraju u izlučive proizvode uz pomoć kemijskih procesa.
Što je biotransformacija?
Tijekom biotransformacije lipofilne tvari pretvaraju se u više hidrofilnih tvari. Transformacija nakon toga omogućuje eliminaciju.
Reakcije koje su potrebne za biotransformaciju odvijaju se pretežno u jetri. Sveukupno, biotransformacija se sastoji od dvije različite faze.
Funkcija i zadatak
U ljudskom organizmu se tijekom fiziološkog metabolizma više puta nakupljaju tvari koje se ne mogu izlučiti u stolici ili urinu. Te su tvari vrlo često lipofilne (na primjer steroidni hormoni i žučni pigmenti), što znači da nisu ili su samo slabo topljive u vodi. Nadalje, tijelo također apsorbira strane tvari ili sintetizirane tvari poput lijekova ili lijekova s hranom. Ako bi se te tvari nakupile u tijelu, to bi bilo pogubno. Stoga ga je potrebno pretvoriti u izvadiv oblik. Taj je postupak poznat kao biotransformacija.
Biotransformacija se sastoji od dvije različite faze: reakcije faze I ubacuju funkcionalne skupine u strane tvari ili metabolite uz pomoć enzima citokroma P450 heme proteina. Zbog velikog broja toksina postoji i veliki broj CYP 450. Jedan enzim može pretvoriti mnoge tvari. U prvoj fazi toksini se neutraliziraju i zatim razgrađuju na male molekule.
U sljedećoj fazi se tada stvaraju u vodi topljivi i mogu se izlučiti izlučivanjem daha, urina ili znoja. U drugoj fazi, međuprodukti ili strane tvari iz faze I kombiniraju se s tvarima topivim u vodi. To može povećati njihovu topljivost u vodi. Pored toga, produkti reakcije se detoksificiraju i izlučuju.
Nakon II faze, transportni se procesi odvijaju putem limfnog sustava, cirkulacije krvi i transportnih proteina, iako u nekim slučajevima nema metabolizma. Nadalje, javljaju se različite reakcije poput raspada GSS6 / GSH na glukomat, cistein ili N-acetilcistein.
Transport membrane se vrši uz pomoć posebnih nosača, poput proteina koji se odnose na višestruko lijek. Proizvodi koji nastaju u fazi II nazivaju se konjugati. Te biološki aktivne ili otrovne tvari tijelo nije posebno prepoznalo. Umjesto toga, postupak je zaslužan za enzime koji imaju vrlo nisku specifičnost supstrata. To izaziva reakcije u cijeloj grupi tvari.
Bolesti i bolesti
Međutim, proces biotransformacije također uključuje rizike. Na taj se način bezopasna tvar također može pretvoriti u toksin. Primjer za to bi bio aflatoksin B1, koji dolazi iz takozvanog Aspergillus flavusa, koji se nalazi u slabo skladištenim pistacijama, kikirikiju ili kukuruzu. Molekula koju proizvodi gljiva u početku je neaktivna i dospijeva u jetru hranom. Tamo ga enzim citokrom P450 mijenja u metabolit koji ima kancerogeni učinak.
Ako toksični metabolit nastane iz tvari kroz biotransformaciju, taj se postupak naziva trovanjem. Drugi primjer je metanol, koji obično nije toksičan. Međutim, kada se razgradi, on se pretvara u formaldehid ili mravlju kiselinu.
Morfin stvara u jetri ono što je u moru poznato kao morfin-6-glukuronid, koji ima još jači učinak od morfina. Ti efekti pretvorbe nazivaju se i efekti prvog prolaska.
Proces također utječe na lijekove. Zbog metabolizma, one gube svoju aktivnost i jetra se izlučuje iz krvi portalne vene. Međutim, ovdje se može dobiti i toksičnost, čiji bi primjer bio metabolizam paracetamola i alkohola. Budući da se razgradnja alkohola i nekih lijekova događa putem istog mikrosomalnog oksidacijskog etanola, učinci lijekova u kombinaciji s alkoholom mogu se pojačati.
Poremećaji biotransformacije javljaju se na tri različite razine:
- uslijed povećane ili smanjene aktivnosti takozvanih mikrosomalnih enzima (uglavnom u fazi I)
- zbog poremećaja izlučivanja bilijara
- uslijed smanjene apsorpcije ksenobiotika u stanicama jetre.
Proces pretvaranja lipofilnih tvari u hidrofilne tvari koristi se i u vlastitim molekulama tijela kao što su bilirubin ili steroidni hormoni. To ih inaktivira i kasnije izlučuje. U slučaju kroničnog zatajenja jetre, estrogeni se ne mogu inaktivirati ili izlučiti, što dovodi do nakupljanja u tijelu.
Bilirubin se proizvodi kada se porfirini razgrađuju. U višim koncentracijama ima toksičan učinak te ga stoga treba eliminirati iz organizma. Međutim, ovdje se mogu javiti transportni poremećaji, uključujući, na primjer, Gilbert-Meulengrachtov sindrom, Rotorov sindrom ili Dubin-Johnsonov sindrom.
Poremećaji biotransformacije mogu se javiti i kod prijevremeno rođene ili novorođene djece. Kapacitet glukuronidacije jetre još nije dovoljno razvijen tako da se lijekovi ili bilirubin mogu samo nedovoljno pretvoriti i izlučiti. Određene bolesti jetre, poput ciroze ili hepatitisa, također mogu oslabiti aktivnost enzima biotransformacije. U većini slučajeva reakcije faze I. su više pogođene od reakcija faze II. I ovdje se lijekovi pretvaraju i izlučuju sporije, što produžava njihov poluživot, što također treba razmotriti terapijski.
