Βιομετασχηματισμός

Οπως και Βιομετασχηματισμός είναι μια διαδικασία στο μεταβολισμό κατά την οποία ουσίες που δεν μπορούν να εκκριθούν μετατρέπονται σε προϊόντα που μπορούν να εκκριθούν με τη βοήθεια χημικών διεργασιών.

Τι είναι η βιομετατροπή;

Κατά τη διάρκεια της βιομεταμόρφωσης, οι λιπόφιλες ουσίες μετατρέπονται σε πιο υδρόφιλες ουσίες. Οι αντιδράσεις που είναι απαραίτητες για τη βιομεταμόρφωση πραγματοποιούνται κυρίως στο ήπαρ.

Κατά τη διάρκεια της βιομεταμόρφωσης, οι λιπόφιλες ουσίες μετατρέπονται σε πιο υδρόφιλες ουσίες. Ο μετασχηματισμός στη συνέχεια επιτρέπει την εξάλειψη.

Οι αντιδράσεις που είναι απαραίτητες για τη βιομεταμόρφωση πραγματοποιούνται κυρίως στο ήπαρ. Συνολικά, ένας βιομετασχηματισμός αποτελείται από δύο διαφορετικές φάσεις.

Λειτουργία & εργασία

Στον ανθρώπινο οργανισμό, κατά τη διάρκεια του φυσιολογικού μεταβολισμού, ουσίες συσσωρεύονται επανειλημμένα που δεν μπορούν να απεκκριθούν στα κόπρανα ή στα ούρα. Αυτές οι ουσίες είναι πολύ συχνά λιπόφιλες (για παράδειγμα στεροειδείς ορμόνες και χρωστικές χολές), δηλαδή δεν είναι ή είναι πολύ ελάχιστα διαλυτές στο νερό. Επιπλέον, το σώμα απορροφά επίσης ξένες ουσίες ή συνθετικές ουσίες όπως φάρμακα ή φάρμακα με τροφή. Εάν αυτές οι ουσίες συσσωρευτούν στο σώμα, θα ήταν θανατηφόρα. Επομένως, είναι απαραίτητο να το μετατρέψουμε σε εκκρίσιμη μορφή. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως βιομετασχηματισμός.

Ο βιομετασχηματισμός αποτελείται από δύο διαφορετικές φάσεις: Οι αντιδράσεις της Φάσης Ι εισάγουν λειτουργικές ομάδες σε ξένες ουσίες ή μεταβολίτες με τη βοήθεια του ενζύμου κυτταροχρώματος P450 της πρωτεΐνης αίμης. Λόγω του μεγάλου αριθμού τοξινών, υπάρχει επίσης μεγάλος αριθμός CYP 450. Ένα ένζυμο μπορεί να μετατρέψει πολλές ουσίες. Στην πρώτη φάση, οι τοξίνες εξουδετερώνονται και μετά διασπώνται σε μικρά μόρια.

Στην επόμενη φάση, αυτά στη συνέχεια καθίστανται υδατοδιαλυτά και μπορούν να απεκκριθούν μέσω έκκρισης αναπνοής, ούρων ή ιδρώτα. Στη δεύτερη φάση, τα ενδιάμεσα προϊόντα ή ξένες ουσίες από τη φάση Ι συνδυάζονται με υδατοδιαλυτές ουσίες. Αυτό μπορεί να αυξήσει τη διαλυτότητά τους στο νερό. Επιπλέον, τα προϊόντα αντίδρασης αποτοξινώνονται και απεκκρίνονται.

Μετά τη φάση II, οι διαδικασίες μεταφοράς πραγματοποιούνται μέσω του λεμφικού συστήματος, της κυκλοφορίας του αίματος και των πρωτεϊνών μεταφοράς, αν και σε ορισμένες περιπτώσεις δεν υπάρχει μεταβολισμός. Επιπλέον, εμφανίζονται διάφορες αντιδράσεις, όπως η διάσπαση του GSS6 / GSH σε γλυκομάτη, κυστεΐνη ή Ν-ακετυλοκυστεΐνη.

Η μεμβράνη μεταφοράς πραγματοποιείται με τη βοήθεια ειδικών φορέων, όπως οι πρωτεΐνες που σχετίζονται με την αντοχή σε πολλά φάρμακα. Τα προϊόντα που εμφανίζονται στη φάση II ονομάζονται συζυγή. Αυτές οι βιολογικά δραστικές ή τοξικές ουσίες δεν αναγνωρίζονται συγκεκριμένα ως τέτοιες από τον οργανισμό. Αντίθετα, η διαδικασία οφείλεται στα ένζυμα, τα οποία έχουν πολύ χαμηλή ειδικότητα υποστρώματος. Αυτό προκαλεί αντιδράσεις σε μια ολόκληρη ομάδα ουσιών.

Ασθένειες και παθήσεις

Ωστόσο, η διαδικασία βιομετατροπής συνεπάγεται επίσης κινδύνους. Με αυτόν τον τρόπο, μια ακίνδυνη ουσία μπορεί επίσης να μετατραπεί σε τοξίνη. Ένα παράδειγμα αυτού θα ήταν η αφλατοξίνη Β1, η οποία προέρχεται από το λεγόμενο Aspergillus flavus, το οποίο βρίσκεται σε κακώς αποθηκευμένα φυστίκια, φιστίκια ή καλαμπόκι. Το μόριο που παράγεται από τον μύκητα είναι αρχικά ανενεργό και φτάνει στο ήπαρ με τροφή. Εκεί μεταβάλλεται από το ένζυμο του κυτοχρώματος P450 σε μεταβολίτη που έχει καρκινογόνο δράση.

Εάν ένας τοξικός μεταβολίτης προέρχεται από μια ουσία μέσω βιομετασχηματισμού, αυτή η διαδικασία ονομάζεται δηλητηρίαση. Ένα άλλο παράδειγμα αυτού είναι η μεθανόλη, η οποία συνήθως δεν είναι τοξική. Ωστόσο, όταν διασπάται, μετατρέπεται σε φορμαλδεΰδη ή μυρμηκικό οξύ.

Η μορφίνη παράγει το λεγόμενο μορφίνη-6-γλυκουρονίδιο στο ήπαρ, το οποίο έχει ακόμη ισχυρότερη δράση από τη μορφίνη. Αυτά τα εφέ μετατροπής ονομάζονται επίσης εφέ πρώτης διέλευσης.

Η διαδικασία επηρεάζει επίσης τη φαρμακευτική αγωγή. Λόγω του μεταβολισμού, αυτά χάνουν τη δραστηριότητά τους και εξάγονται από το αίμα της πυλαίας φλέβας από το ήπαρ. Ωστόσο, η τοξικότητα μπορεί επίσης να προκύψει εδώ, ένα παράδειγμα του οποίου θα ήταν ο μεταβολισμός της παρακεταμόλης και του αλκοόλ. Δεδομένου ότι η διάσπαση του αλκοόλ και ορισμένων φαρμάκων συμβαίνει μέσω του ίδιου συστήματος μικροσωμικής οξειδωτικής αιθανόλης, τα αποτελέσματα των φαρμάκων σε συνδυασμό με το αλκοόλ μπορούν να ενισχυθούν.

Διαταραχές της βιομετατροπής εμφανίζονται σε τρία διαφορετικά επίπεδα:

• λόγω αυξημένης ή μειωμένης δραστικότητας των λεγόμενων μικροσωμικών ενζύμων (κυρίως στη φάση Ι)
• λόγω διαταραχών της απέκκρισης των χολών
• λόγω μειωμένης απορρόφησης ξενοβιοτικών στα κύτταρα του ήπατος.

Η διαδικασία μετατροπής λιπόφιλων ουσιών σε υδρόφιλες ουσίες χρησιμοποιείται επίσης στα μόρια του ίδιου του σώματος όπως η χολερυθρίνη ή οι στεροειδείς ορμόνες. Αυτό τα απενεργοποιεί και στη συνέχεια τα εκκρίνει. Στην περίπτωση χρόνιας ηπατικής ανεπάρκειας, ωστόσο, τα οιστρογόνα δεν μπορούν να απενεργοποιηθούν ή να απεκκριθούν, γεγονός που οδηγεί σε συσσώρευση στο σώμα.

Η χολερυθρίνη παράγεται όταν διασπώνται οι πορφυρίνες. Σε υψηλότερες συγκεντρώσεις έχει τοξική δράση και επομένως πρέπει να απομακρυνθεί από τον οργανισμό. Ωστόσο, μπορεί να εμφανιστούν διαταραχές μεταφοράς, συμπεριλαμβανομένων, για παράδειγμα, του συνδρόμου Gilbert-Meulengracht, του συνδρόμου Rotor ή του συνδρόμου Dubin-Johnson.

Διαταραχές βιομετασχηματισμού μπορούν επίσης να εμφανιστούν σε πρόωρα ή νεογέννητα μωρά. Η ικανότητα γλυκουρονιδίωσης του ήπατος δεν έχει ακόμη αναπτυχθεί επαρκώς, έτσι ώστε τα φάρμακα ή η χολερυθρίνη δεν μπορούν να μετατραπούν και να απεκκριθούν επαρκώς. Ορισμένες ηπατικές ασθένειες όπως η κίρρωση του ήπατος ή η ηπατίτιδα μπορούν επίσης να επηρεάσουν τη δραστηριότητα των ενζύμων βιομετατροπής. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι αντιδράσεις φάσης Ι επηρεάζονται περισσότερο από αυτές της φάσης ΙΙ. Και εδώ, τα φάρμακα μετατρέπονται και απεκκρίνονται πιο αργά, γεγονός που παρατείνει τον χρόνο ημιζωής τους, το οποίο θα πρέπει επίσης να εξεταστεί θεραπευτικά.