Úvod do biotransformace

Biotransformace je proces, při kterém se látka mění z jedné chemické látky na jinou (transformuje se) chemickou reakcí v organismu. Metabolismus nebo metabolické přeměny jsou termíny často používané pro proces biotransformace. Metabolismus však někdy není specifický pro proces přeměny, ale může zahrnovat i jiné fáze toxikokinetiky.

Obrázek 1. Procesy toxikokinetiky
(Zdroj obrázku: Převzato z iStock Photos, ©)

Důležitost biotransformace

Biotransformace je životně důležitá pro přežití, protože přeměňuje absorbované živiny (potravu, kyslík atd.) na látky potřebné pro normální funkce organismu. U některých léčivých přípravků je to metabolit, který je léčivý, a ne vstřebané léčivo.

Například fenoxybenzamin, lék podávaný ke zmírnění hypertenze způsobené feochromocytomem, což je druh nádoru, se biotransformuje na metabolit, který je účinnou látkou.

Biotransformace slouží také jako důležitý obranný mechanismus, protože toxická xenobiotika a tělesné odpady se přeměňují na méně škodlivé látky a látky, které lze z těla vyloučit.

Toxické látky, které jsou lipofilní, nepolární a mají nízkou molekulovou hmotnost, se snadno vstřebávají přes buněčné membrány kůže, trávicího traktu a plic. Stejné chemické a fyzikální vlastnosti řídí distribuci chemické látky v těle a její pronikání do buněk tkání. Lipofilní toxické látky se z těla těžko vylučují a mohou se kumulovat až do nebezpečných hladin. Většinu lipofilních toxických látek však lze přeměnit na hydrofilní metabolity, které s menší pravděpodobností procházejí membránami kritických buněk. Hydrofilní chemické látky jsou pro tělo snáze vyloučitelné než lipofilní látky. Biotransformace je tedy klíčovým obranným mechanismem organismu.

Naštěstí má lidské tělo dobře vyvinutou schopnost biotransformace většiny xenobiotik i tělesných odpadů.

Víte, že?

Hemoglobin, komplex železa a bílkovin přenášející kyslík v červených krvinkách, je příkladem tělesného odpadu, který musí být vyloučen. Při normální destrukci zestárlých červených krvinek se hemoglobin uvolňuje. Bilirubin je jedním z několika metabolitů hemoglobinu. Pokud tělo nemůže bilirubin vyloučit prostřednictvím jater kvůli nemoci, lékům nebo infekci, bilirubin se v těle hromadí a oční bělmo a kůže mohou vypadat žlutě. Bilirubin je toxický pro mozek novorozenců, a pokud je přítomen ve vysokých koncentracích, může způsobit nevratné poškození mozku. Biotransformace lipofilní molekuly bilirubinu v játrech vede ke vzniku ve vodě rozpustných (hydrofilních) metabolitů vylučovaných do žluči a vylučovaných stolicí.

Obrázek 2: Lidský hemoglobin. Lidský hemoglobin
(Zdroj obrázku: Převzato z iStock Photos, ©)

Potenciální komplikace

Proces biotransformace není dokonalý. K detoxikaci dochází tehdy, když výsledkem biotransformace jsou metabolity s nižší toxicitou. V mnoha případech jsou však metabolity toxičtější než mateřská látka, což je proces nazývaný bioaktivace. Příležitostně může při biotransformaci vzniknout neobvykle reaktivní metabolit, který může interagovat s buněčnými makromolekulami, jako je DNA. To může vést k velmi závažným zdravotním účinkům, jako je rakovina nebo vrozené vady.

Příkladem je biotransformace vinylchloridu na vinylchlorid epoxid, který se kovalentně váže na DNA a RNA, což je krok vedoucí k rakovině jater.

.