5.5: Реакции фазы I: восстановительные реакции

Реакции биотрансформации фазы I — это химические процессы, которые модифицируют лекарственные препараты путем введения или раскрытия полярных функциональных групп посредством восстановления. Ферменты, называемые редуктазами, катализируют эти реакции, играя ключевую роль в метаболизме лекарственных препаратов, преобразуя липофильные лекарственные препараты в более полярные водорастворимые метаболиты для легкого выведения. Основным типом восстановительной реакции является восстановление карбонильной группы, при котором альдегиды и кетоны восстанавливаются до спиртов. Примером является катализируемое ферментом превращение ацетальдегида в этанол альдегиддегидрогеназой или превращение ацетофенона в фенилэтанол, что означает восстановление кетонов.

Восстановительные реакции также нацелены на спирты и двойные связи углерод-углерод. Фермент алкогольдегидрогеназа окисляет спирты до альдегидов или кетонов, как показано на примере превращения ретинола в ретинальдегид. Углерод-углеродные двойные связи могут быть уменьшены до одинарных связей с помощью ферментов, таких как цитохром P450 редуктаза, как это видно на примере восстановления фумарата до сукцината.

Реакции восстановления распространяются на N-соединения, такие как нитро, азо и N-оксид. Нитроредуктазы, например, восстанавливают нитрогруппы до аминогрупп, как это показано на примере превращения нитрофурантоина в его аминную форму. Различные восстановительные реакции охватывают восстановление различных функциональных групп. Например, азоредуктазы восстанавливают азосоединения до первичных аминов, как при превращении сульфасалазина в месаламин и сульфапиридин.

Восстановительные реакции в биотрансформации фазы I вносят значительный вклад в детоксикацию наркотиков и играют важную роль в выведении наркотиков из организма.

Восстановительные реакции вводят электроны в молекулы лекарств, воздействуя на полярные функциональные группы, такие как гидрокси- и амино, обеспечивая последующую биотрансформацию или конъюгацию.

Восстановление карбонильных групп превращает алифатические карбонильные соединения и ароматические и алициклические кетоны в спирты. Например, налтрексон превращается в его производное изоморфина.

Снижение C=C, наблюдаемое у стероидов, таких как норэтиндрон, превращает двойные связи в одинарные. Спирты подвергаются обезвоживанию до алкенов перед восстановлением, примером чего являются метаболиты спазмолитического препарата бенциклана.

Восстановители N-соединений преобразуют нитро, азо- и N-оксидные группы в их восстановленные формы. Например, нитровосстановление нитразепама происходит с помощью промежуточных продуктов нитрозо и гидроксиламина с образованием амина.

Пронтосил, азопрепарат, подвергается восстановлению до активного сульфаниламида, в то время как N-оксид имипрамина превращается в имипрамин.

Различные восстановительные реакции охватывают различные восстановительные процессы в метаболизме лекарственных средств.

Обезболивающий галотан подвергается восстановительному дегалогенированию и превращается в трифторуксусную кислоту или ее производные.