5.5: Reazioni di fase I: reazioni riduttive

Le reazioni riduttive di biotrasformazione di fase I sono dei processi chimici che modificano i farmaci introducendo o rivelando gruppi funzionali polari tramite la riduzione. Gli enzimi chiamati reduttasi catalizzano queste reazioni, svolgendo un ruolo fondamentale nel metabolismo dei farmaci trasformando i farmaci lipofili in metaboliti più polari e idrosolubili per una facile escrezione. Un tipo essenziale di reazione riduttiva è la riduzione del gruppo carbonilico, in cui gli aldeidi e i chetoni vengono ridotti ad alcoli. Un esempio è la conversione catalizzata da enzimi dell'acetaldeide in etanolo da parte dell'aldeide deidrogenasi o la trasformazione dell'acetofenone in feniletanolo, che indica la riduzione dei chetoni.

Le reazioni riduttive hanno come bersaglio anche gli alcoli e i doppi legami carbonio-carbonio. L'enzima alcol deidrogenasi ossida gli alcoli in aldeidi o chetoni, come esemplificato dalla conversione del retinolo in retinaldeide. I doppi legami carbonio-carbonio possono essere ridotti a legami singoli tramite gli enzimi come la citocromo P450 reduttasi, come si vede nella riduzione del fumarato a succinato.

Le reazioni di riduzione si estendono ai composti N come nitro, azo e N-ossido. Le nitroreduttasi, per esempio, riducono i gruppi nitro a gruppi amminici, come dimostrato dalla conversione della nitrofurantoina nella sua forma amminica. Le reazioni riduttive varie riguardano la riduzione di diversi gruppi funzionali. Ad esempio, le azoreduttasi riducono i composti azoici ad ammine primarie, come nella trasformazione della sulfasalazina in mesalazina e sulfapiridina.

Le reazioni riduttive nella biotrasformazione di fase I contribuiscono in modo significativo alla disintossicazione del farmaco e sono determinanti nell'eliminazione del farmaco dall'organismo.

Le reazioni riduttive introducono elettroni nelle molecole dei farmaci, influenzando i gruppi funzionali polari come l'idrossi e l'ammino, consentendo la successiva biotrasformazione o coniugazione.

Le riduzioni dei gruppi carbonilici trasformano i composti carbonilici alifatici e i chetoni aromatici e aliciclici in alcoli. Ad esempio, il naltrexone si trasforma nel suo derivato isomorfina.

Le riduzioni C=C, come si vede negli steroidi come il noretindrone, convertono i doppi legami in legami singoli. Gli alcoli subiscono la disidratazione ad alcheni prima della riduzione, come esemplificato dai metaboliti del farmaco antispasmodico benciclicano.

Le riduzioni dei composti N trasformano i gruppi nitro, azoico e N-ossido nelle loro forme ridotte. Ad esempio, la nitroriduzione del nitrazepam procede attraverso gli intermedi nitroso e idrossilammina per produrre un'ammina.

Il prontosil, un farmaco azoico, subisce una riduzione a sulfanilamide attiva, mentre l'imipramina N-ossido viene convertito in imipramina.

Le reazioni riduttive varie comprendono vari processi di riduzione del metabolismo dei farmaci.

L'alotano anestetico subisce una dealogenazione riduttiva e viene convertito in acido trifluoroacetico o suoi derivati.