biotransformácie

ako biotransformácie je proces v metabolizme, pri ktorom sa látky, ktoré sa nedajú vylúčiť, pomocou chemických procesov premieňajú na vylučovateľné výrobky.

Čo je to biotransformácia?

Počas biotransformácie sa lipofilné látky premieňajú na hydrofilnejšie látky. Transformácia následne umožňuje elimináciu.

Reakcie potrebné na biotransformáciu prebiehajú prevažne v pečeni. Biotransformácia celkovo pozostáva z dvoch rôznych fáz.

Funkcia a úloha

V ľudskom organizme sa v priebehu fyziologického metabolizmu látky hromadia opakovane a nemôžu sa vylučovať do stolice alebo moču. Tieto látky sú veľmi často lipofilné (napríklad steroidné hormóny a žlčové pigmenty), to znamená, že nie sú alebo sú len veľmi slabo rozpustné vo vode. Telo ďalej absorbuje cudzie látky alebo syntetizované látky, ako sú lieky alebo lieky s jedlom. Keby sa tieto látky v tele hromadili, bolo by to fatálne. Preto je potrebné ho previesť na vylučovateľnú formu. Tento proces je známy ako biotransformácia.

Biotransformácia pozostáva z dvoch rôznych fáz: Reakcie fázy I vkladajú funkčné skupiny do cudzích látok alebo metabolitov pomocou enzýmu hemu proteínového cytochrómu P450. Kvôli veľkému počtu toxínov existuje aj veľké množstvo CYP 450. Jeden enzým je schopný premeniť veľa látok. V prvej fáze sú toxíny neutralizované a potom rozdelené na malé molekuly.

V ďalšej fáze sa potom stanú rozpustnými vo vode a môžu sa vylúčiť vylučovaním dychom, močom alebo potom. V druhej fáze sa medziprodukty alebo cudzie látky z fázy I kombinujú s látkami rozpustnými vo vode. To môže zvýšiť ich rozpustnosť vo vode. Ďalej sa reakčné produkty detoxikujú a vylučujú.

Po fáze II prebiehajú transportné procesy cez lymfatický systém, krvný obeh a transportné proteíny, hoci v niektorých prípadoch neexistuje metabolizmus. Ďalej sa vyskytujú rôzne reakcie, ako je rozpad GSS6 / GSH na glukomát, cysteín alebo N-acetylcysteín.

Membránový transport sa uskutočňuje pomocou špeciálnych nosičov, ako sú proteíny súvisiace s rezistenciou voči viacerým liečivám. Výrobky, ktoré sa objavia vo fáze II, sa nazývajú konjugáty. Tieto biologicky aktívne alebo toxické látky nie sú v tele ako také špecificky rozpoznávané. Tento proces je skôr spôsobený enzýmami, ktoré majú veľmi nízku substrátovú špecificitu. To spôsobuje reakcie v celej skupine látok.

Choroby a choroby

Proces biotransformácie však so sebou prináša aj riziká. Týmto spôsobom sa môže neškodná látka tiež premeniť na toxín. Príkladom by mohol byť aflatoxín B1, ktorý pochádza z takzvaného Aspergillus flavus, ktorý sa nachádza v slabo skladovaných pistáciách, arašidoch alebo kukurici. Molekula produkovaná hubou je spočiatku neaktívna a do jedla sa dostáva do pečene. Tam sa enzýmom cytochrómu P450 mení na metabolit, ktorý má karcinogénny účinok.

Ak toxický metabolit vzniká z látky biotransformáciou, nazýva sa tento proces otrava. Iným príkladom je metanol, ktorý zvyčajne nie je toxický. Ak sa však štiepi, premieňa sa na formaldehyd alebo kyselinu mravčiu.

Morfín produkuje v pečeni tzv. Morfín-6-glukuronid, ktorý má ešte silnejší účinok ako morfín. Tieto konverzné efekty sa nazývajú aj efekty prvého priechodu.

Tento proces tiež ovplyvňuje lieky. V dôsledku metabolizmu strácajú svoju aktivitu a sú extrahované z krvi portálnej žily pečeňou. Môže to však tiež viesť k toxicite, ktorej príkladom by mohol byť metabolizmus paracetamolu a alkoholu. Pretože odbúravanie alkoholu a niektorých liekov sa uskutočňuje prostredníctvom toho istého mikrozomálneho systému oxidácie etanolu, účinky liekov v kombinácii s alkoholom môžu byť zosilnené.

Poruchy biotransformácie sa vyskytujú na troch rôznych úrovniach:

• v dôsledku zvýšenej alebo zníženej aktivity tzv. mikrozomálnych enzýmov (hlavne vo fáze I)
• kvôli poruchám vylučovania žlčou
• kvôli zníženej absorpcii xenobiotík v bunkách pečene.

Proces premeny lipofilných látok na hydrofilné látky sa používa aj vo vlastných molekulách tela, ako je bilirubín alebo steroidné hormóny. Toto ich inaktivuje a následne ich vylučuje. V prípade chronickej insuficiencie pečene však estrogény nemôžu byť inaktivované alebo vylúčené, čo vedie k hromadeniu v tele.

Bilirubín sa vyrába pri štiepení porfyrínov. Vo vyšších koncentráciách má toxický účinok, a preto by sa mal z organizmu vylúčiť. Môžu sa tu však vyskytnúť transportné poruchy, medzi ktoré patrí napríklad Gilbert-Meulengrachtov syndróm, Rotorov syndróm alebo Dubin-Johnsonov syndróm.

Poruchy biotransformácie sa môžu vyskytnúť aj u predčasne narodených alebo novorodencov. Glukuronidačná kapacita pečene zatiaľ nie je dostatočne vyvinutá, takže lieky alebo bilirubín sa môžu nedostatočne premieňať a vylučovať. Niektoré ochorenia pečene, ako je cirhóza pečene alebo hepatitída, môžu tiež zhoršiť aktivitu biotransformačných enzýmov. Vo väčšine prípadov sú reakcie fázy I viac ovplyvnené ako reakcie fázy II. Aj tu sa lieky konvertujú a vylučujú pomalšie, čo predlžuje ich polčas, čo by sa malo tiež považovať za terapeutické.