5.2: Окислительные реакции фазы I: обзор

Биотрансформация фазы I, или функционализация, является важнейшим химическим процессом, который преобразует лекарственные препараты и другие ксенобиотики в более водорастворимые формы, облегчая выведение из организма. Она включает окислительные, восстановительные и гидролитические реакции, которые добавляют или раскрывают полярные функциональные группы на липофильных субстратах. Ключевыми игроками в реакциях фазы I являются оксидазы со смешанными функциями. Расположенные в микросомах клеток печени, эти ферменты в основном осуществляют метаболизм лекарственных препаратов. Им требуется молекулярный кислород и восстановитель НАДФН (никотинамидадениндинуклеотидфосфат), чтобы запустить окисление субстрата.

Окислительные реакции могут происходить в различных точках углерода в молекуле препарата, достигая кульминации во введении гидроксильных, карбонильной или других полярных функциональных групп. Например, окисление ароматического атома углерода может преобразовать фенитоин в п-гидроксифенитоин. Окисление алифатических атомов углерода, как видно из метаболизма этанола, приводит к образованию спиртов или карбоновых кислот. Азотсодержащие соединения, такие как кодеин, могут подвергаться различным превращениям, включая N-деметилирование, что приводит к образованию морфина. Серосодержащие соединения, такие как омепразол, могут быть преобразованы в сульфоксиды или сульфоны. Наконец, окисление спиртовых, карбонильных и кислотных функций может привести к образованию альдегидов, кетонов или карбоновых кислот.

Эти реакции имеют решающее значение для метаболизма лекарств, повышая гидрофильность и способствуя более легкому выведению. Они также способствуют образованию активных метаболитов или детоксикации вредных соединений. Подводя итог, реакции окислительной биотрансформации фазы I незаменимы для обеспечения безопасного и эффективного использования лекарств в организме.

Фаза I биотрансформации или функционализации влечет за собой химическое превращение лекарственных препаратов в метаболиты посредством окислительных, восстановительных и/или гидролитических реакций.

Эти реакции вводят или обнажают полярные функциональные группы, повышая гидрофильность препарата. Их основное назначение – детоксикация от наркотиков и облегчение их выведения из организма.

Окислительные реакции в фазе I включают окисление различных углеродных систем, включая ароматические, олефиновые, бензиловые, аллиловые, алифатические, алициклические и углерод-гетероатомные системы.

Микросомальные ферменты, катализирующие эти реакции, используют молекулярный кислород и NADPH. в качестве восстановителя. Таким образом, эти ферменты называются оксидазами со смешанной функцией.

Примерами препаратов, подвергающихся окислительным реакциям фазы I, являются фенитоин, диазепам и кодеин.

Полученные метаболиты фазы I могут проявлять сниженную, равную или повышенную фармакологическую активность и служить субстратами для реакций фазы II.