5.2: Reakcje utleniające fazy I: Przegląd

Biotransformacja fazy I, czyli funkcjonalizacja, to kluczowy proces chemiczny, który przekształca leki i inne ksenobiotyki w formy bardziej rozpuszczalne w wodzie, ułatwiając wydalanie z organizmu. Obejmuje reakcje utleniające, redukcyjne i hydrolityczne, które dodają lub odsłaniają polarne grupy funkcyjne na lipofilowych substratach. Kluczowymi graczami w reakcjach fazy I są oksydazy o mieszanej funkcji. Znajdujące się w mikrosomach komórek wątroby enzymy te głównie przeprowadzają metabolizm leków. Wymagają tlenu cząsteczkowego i środka redukującego NADPH (fosforan dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego), aby wywołać utlenianie substratu.

Reakcje utleniające mogą zachodzić w różnych punktach węglowych cząsteczki leku, kończąc się wprowadzeniem hydroksylowych, karbonylowych lub innych polarnych grup funkcyjnych. Na przykład utlenianie aromatycznych atomów węgla może przekształcić fenytoinę w p-hydroksyfenytoinę. Utlenianie alifatycznych atomów węgla, jak widać w metabolizmie etanolu, prowadzi do alkoholi lub kwasów karboksylowych. Związki zawierające azot, takie jak kodeina, mogą ulegać różnym transformacjom, w tym N-demetylacji, prowadząc do morfiny. Związki zawierające siarkę, takie jak omeprazol, mogą być przekształcane w sulfotlenki lub sulfony. Wreszcie utlenianie alkoholi, karbonylowych i kwasowych funkcji może prowadzić do aldehydów, ketonów lub kwasów karboksylowych.

Te reakcje są kluczowe dla metabolizmu leków, zwiększając hydrofilowość i ułatwiając eliminację. Ułatwiają również tworzenie aktywnych metabolitów lub detoksykują szkodliwe związki. Podsumowując, reakcje biotransformacji oksydacyjnej fazy I są niezbędne do zapewnienia bezpiecznego i skutecznego stosowania leków w organizmie.

Faza I biotransformacji lub funkcjonalizacji pociąga za sobą chemiczną przemianę leków w metabolity w wyniku reakcji utleniających, redukcyjnych i/lub hydrolitycznych.

Reakcje te wprowadzają lub odsłaniają polarne grupy funkcyjne, zwiększając hydrofilowość leku. Ich głównym celem jest detoksykacja leków i ułatwienie ich wydalania z organizmu.

Reakcje utleniania w fazie I polegają na utlenianiu różnych układów węglowych, w tym układów aromatycznych, olefinowych, benzylowych, allilowych, alifatycznych, alicyklicznych i węglowo-heteroatomowych.

Enzymy mikrosomalne katalizujące te reakcje wykorzystują tlen cząsteczkowy i NADPH. środek redukujący. Tak więc enzymy te nazywane są oksydazami o mieszanej funkcji.

Przykładami leków przechodzących reakcje oksydacyjne fazy I są fenytoina, diazepam i kodeina.

Powstałe metabolity fazy I mogą wykazywać zmniejszoną, równą lub zwiększoną aktywność farmakologiczną i służyć jako substraty dla reakcji fazy II.