Chuyển đổi sinh học

Như Chuyển đổi sinh học là một quá trình trong quá trình trao đổi chất, trong đó các chất không thể đào thải được chuyển hóa thành các sản phẩm bài tiết với sự hỗ trợ của các quá trình hóa học.

Biến đổi sinh học là gì?

Trong quá trình biến đổi sinh học, các chất ưa béo được chuyển thành các chất ưa nước hơn. Sự biến đổi sau đó cho phép loại bỏ.

Các phản ứng cần thiết cho quá trình biến đổi sinh học chủ yếu diễn ra ở gan. Nhìn chung, một sự biến đổi sinh học bao gồm hai giai đoạn khác nhau.

Chức năng & nhiệm vụ

Trong cơ thể người, trong quá trình chuyển hóa sinh lý, các chất tích tụ nhiều lần mà không thể đào thải qua phân hoặc nước tiểu. Những chất này thường rất ưa mỡ (ví dụ như hormone steroid và sắc tố mật), có nghĩa là chúng không hoặc chỉ hòa tan rất kém trong nước. Hơn nữa, cơ thể cũng hấp thụ các chất lạ hoặc các chất tổng hợp như thuốc hoặc thuốc với thức ăn. Nếu những chất này tích tụ trong cơ thể sẽ gây tử vong. Vì vậy, cần chuyển nó thành dạng bài tiết. Quá trình này được gọi là biến đổi sinh học.

Biến đổi sinh học bao gồm hai giai đoạn khác nhau: Giai đoạn I phản ứng chèn các nhóm chức vào các chất lạ hoặc chất chuyển hóa với sự trợ giúp của enzyme heme protein cytochrome P450. Do có nhiều chất độc nên cũng có một số lượng lớn CYP 450. Một enzym có khả năng chuyển hóa nhiều chất. Trong giai đoạn đầu, chất độc được trung hòa và sau đó bị phân hủy thành các phân tử nhỏ.

Trong giai đoạn tiếp theo, chúng được làm tan trong nước và có thể được bài tiết qua hơi thở, nước tiểu hoặc bài tiết mồ hôi. Trong giai đoạn thứ hai, các sản phẩm trung gian hoặc các chất lạ từ giai đoạn I được kết hợp với các chất hòa tan trong nước. Điều này có thể làm tăng khả năng hòa tan của chúng trong nước. Ngoài ra, các sản phẩm phản ứng được khử độc và đào thải ra ngoài.

Sau giai đoạn II, các quá trình vận chuyển diễn ra thông qua hệ thống bạch huyết, tuần hoàn máu và các protein vận chuyển, mặc dù trong một số trường hợp không có chuyển hóa. Hơn nữa, các phản ứng khác nhau như sự phân hủy GSS6 / GSH thành glucomate, cysteine ​​hoặc N-acetylcysteine ​​xảy ra.

Quá trình vận chuyển màng được thực hiện với sự trợ giúp của các chất mang đặc biệt, chẳng hạn như các protein liên quan đến kháng đa thuốc. Các sản phẩm xuất hiện trong giai đoạn II được gọi là liên hợp. Các chất độc hại hoặc hoạt tính sinh học này không được cơ thể nhận biết cụ thể như vậy. Đúng hơn, quá trình này là do các enzym, có tính đặc hiệu cơ chất rất thấp. Điều này gây ra phản ứng trong toàn bộ một nhóm chất.

Bệnh tật & ốm đau

Tuy nhiên, quá trình biến đổi sinh học cũng kéo theo những rủi ro. Bằng cách này, một chất vô hại cũng có thể được chuyển hóa thành độc tố. Một ví dụ về điều này sẽ là aflatoxin B1, đến từ cái gọi là Aspergillus flavus, được tìm thấy trong hạt dẻ cười, đậu phộng hoặc ngô được bảo quản kém. Phân tử do nấm tạo ra ban đầu không hoạt động và đến gan cùng với thức ăn. Ở đó, nó bị enzym cytochrom P450 biến đổi thành chất chuyển hóa có tác dụng gây ung thư.

Nếu một chất chuyển hóa độc hại phát sinh từ một chất thông qua quá trình biến đổi sinh học, quá trình này được gọi là ngộ độc. Một ví dụ khác về điều này là metanol, thường không độc. Tuy nhiên, khi nó bị phân hủy, nó sẽ chuyển hóa thành fomandehit hoặc axit fomic.

Morphine tạo ra cái gọi là morphine-6-glucuronide trong gan, có tác dụng thậm chí còn mạnh hơn morphine. Các hiệu ứng chuyển đổi này còn được gọi là hiệu ứng lần đầu.

Quá trình này cũng ảnh hưởng đến thuốc. Do quá trình trao đổi chất, những chất này mất hoạt tính và được gan lấy ra từ máu của tĩnh mạch cửa. Tuy nhiên, độc tính cũng có thể dẫn đến ở đây, một ví dụ là sự chuyển hóa của paracetamol và rượu. Vì sự phân hủy rượu và một số loại thuốc xảy ra thông qua cùng một hệ thống oxy hóa ethanol ở microsome, nên tác dụng của thuốc khi kết hợp với rượu có thể được tăng cường.

Rối loạn chuyển đổi sinh học xảy ra ở ba mức độ khác nhau:

• do tăng hoặc giảm hoạt động của cái gọi là enzym ở microsome (chủ yếu ở pha I)
• do rối loạn bài tiết mật
• do giảm hấp thu xenobiotics trong tế bào gan.

Quá trình biến đổi các chất ưa béo thành các chất ưa nước cũng được sử dụng trong chính các phân tử của cơ thể như bilirubin hoặc các hormone steroid. Điều này làm bất hoạt chúng và sau đó đào thải chúng ra ngoài. Tuy nhiên, trong trường hợp suy gan mãn tính, các estrogen không thể bị bất hoạt hoặc đào thải ra ngoài, dẫn đến tích tụ trong cơ thể.

Bilirubin được tạo ra khi porphyrin bị phân hủy. Ở nồng độ cao hơn, nó có tác dụng độc hại và do đó cần được loại bỏ khỏi sinh vật. Tuy nhiên, các rối loạn vận chuyển có thể xảy ra ở đây, bao gồm, ví dụ, hội chứng Gilbert-Meulengracht, hội chứng Rotor hoặc hội chứng Dubin-Johnson.

Rối loạn chuyển đổi sinh học cũng có thể xảy ra ở trẻ sinh non hoặc trẻ sơ sinh. Khả năng glucuronid hóa của gan chưa phát triển đầy đủ, do đó thuốc hoặc bilirubin không thể được chuyển hóa và bài tiết đầy đủ. Một số bệnh về gan như xơ gan hoặc viêm gan cũng có thể làm giảm hoạt động của các enzym chuyển hóa sinh học. Trong hầu hết các trường hợp, các phản ứng ở giai đoạn I bị ảnh hưởng nhiều hơn so với giai đoạn II. Ở đây, thuốc được chuyển đổi và bài tiết chậm hơn, kéo dài thời gian bán thải của chúng, điều này cũng nên được coi là phương pháp điều trị.