5.1: Biotransformacja leków: Przegląd

Biotransformacja, znana również jako metabolizm leków, to istotny proces fizjologiczny, który chemicznie zmienia leki, ułatwiając ich eliminację z organizmu i kończąc ich działanie. Proces ten obejmuje dwie główne fazy: reakcje fazy I i II. Reakcje fazy I, w tym utlenianie, redukcja i hydroliza, wprowadzają lub odsłaniają polarne grupy funkcyjne w cząsteczce leku, zwiększając w ten sposób jego rozpuszczalność w wodzie. Poprzez zwiększenie rozpuszczalności w wodzie lek staje się bardziej hydrofilowy i jest mniej prawdopodobne, że zostanie ponownie wchłonięty w lipofilowym środowisku kanalików nerkowych podczas wydalania. Ta modyfikacja zapewnia, że ​​lek i jego metabolity są wydalane wydajnie z moczem lub żółcią, ponieważ substancje hydrofilowe są łatwiej eliminowane przez nerki. Reakcje fazy II lub koniugacji dodatkowo zwiększają rozpuszczalność w wodzie poprzez przyłączanie małych polarnych cząsteczek do leku lub jego metabolitów fazy I. Przykłady obejmują glukuronidację, siarkowanie, acetylację, metylację i koniugację glutationu.

Wątroba, obciążona enzymami metabolizującymi leki, jest głównym miejscem metabolizmu leków. Jednak inne narządy, takie jak płuca, nerki, jelita i łożysko, również się do tego przyczyniają. Enzymy odpowiedzialne za metabolizm leków dzielą się na dwie kategorie: mikrosomalne i niemikrosomalne. Enzymy mikrosomalne w siateczce śródplazmatycznej katalizują większość reakcji biotransformacji leków, podczas gdy enzymy niemikrosomalne w cytoplazmie i mitochondriach odgrywają rolę pomocniczą.

Metabolizm leków odtruwa ksenobiotyki, aktywuje proleki i inaktywuje aktywne leki, zapobiegając akumulacji leków i zmniejszając ryzyko toksyczności. Może jednak również tworzyć reaktywne metabolity, potencjalnie powodując działania niepożądane. Zasadniczo zrozumienie biotransformacji jest kluczowe dla przewidywania interakcji leków, optymalizacji terapii lekowej i zapewnienia bezpieczeństwa pacjenta.g

Biotransformacja lub metabolizm leków pociąga za sobą chemiczną zmianę ksenobiotyków, aktywując lub dezaktywując ich właściwości farmakologiczne.

Metabolizm przekształca leki lipofilowe w polarne, rozpuszczalne w wodzie produkty, wspomagając wydalanie. Na przykład konwersja kodeiny do morfiny.

Wątroba jest głównym miejscem metabolizmu leków, ale płuca, nerki, jelita, łożysko i skóra również przyczyniają się do tego.

Większość leków jest metabolizowana w dwóch sekwencyjnych fazach. Reakcje fazy I wprowadzają lub demaskują polarne grupy funkcyjne poprzez reakcje utleniające, redukcyjne i hydrolityczne, przygotowując lek do reakcji fazy II.

W fazie II produkty reakcji fazy I sprzęgają się z małymi cząsteczkami polarnymi, takimi jak kwas glukuronowy, siarczan, glicyna i glutation, tworząc wysoce rozpuszczalne w wodzie metabolity.

Enzymy mikrosomalne znajdujące się w retikulum endoplazmatycznym wątroby, wraz z enzymami niemikrosomalnymi w cytoplazmie i mitochondriach, katalizują większość reakcji biotransformacji leków.

Właściwości fizykochemiczne leku, różnice biologiczne i czynniki chemiczne wpływają na metabolizm leku, w którym leki tworzą reaktywne metabolity, co prowadzi do toksyczności.