Introducción a la Biotransformación
La biotransformación es el proceso por el cual una sustancia cambia de una sustancia química a otra (se transforma) mediante una reacción química dentro del organismo. Metabolismo o transformaciones metabólicas son términos frecuentemente utilizados para el proceso de biotransformación. Sin embargo, a veces el metabolismo no es específico del proceso de transformación, sino que puede incluir otras fases de la toxicocinética.
Figura 1. Procesos de toxicocinética
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Importancia de la biotransformación
La biotransformación es vital para la supervivencia porque transforma los nutrientes absorbidos (alimentos, oxígeno, etc.) en sustancias necesarias para las funciones corporales normales. En el caso de algunos productos farmacéuticos, es un metabolito el que resulta terapéutico y no el fármaco absorbido.
Por ejemplo, la fenoxibenzamina, un fármaco que se administra para aliviar la hipertensión causada por el feocromocitoma, un tipo de tumor, se biotransforma en un metabolito, que es el agente activo.
La biotransformación también sirve como un importante mecanismo de defensa, ya que los xenobióticos tóxicos y los desechos corporales se convierten en sustancias menos dañinas y en sustancias que pueden ser excretadas del cuerpo.
Los tóxicos que son lipofílicos, no polares y de bajo peso molecular se absorben fácilmente a través de las membranas celulares de la piel, el tracto gastrointestinal y el pulmón. Estas mismas propiedades químicas y físicas controlan la distribución de una sustancia química en todo el cuerpo y su penetración en las células de los tejidos. Los tóxicos lipofílicos son difíciles de eliminar por el organismo y pueden acumularse hasta alcanzar niveles peligrosos. Sin embargo, la mayoría de los tóxicos lipofílicos pueden transformarse en metabolitos hidrofílicos que tienen menos probabilidades de atravesar las membranas de las células críticas. Las sustancias químicas hidrofílicas son más fáciles de eliminar por el organismo que las lipofílicas. La biotransformación es, por tanto, un mecanismo de defensa corporal clave.
Afortunadamente, el cuerpo humano tiene una capacidad bien desarrollada para biotransformar la mayoría de los xenobióticos, así como los desechos corporales.
¿Sabías que?
La hemoglobina, el complejo proteico de hierro que transporta el oxígeno en los glóbulos rojos, es un ejemplo de desecho corporal que debe ser eliminado. La destrucción normal de los glóbulos rojos envejecidos libera hemoglobina. La bilirrubina es uno de los varios metabolitos de la hemoglobina. Si el cuerpo no puede eliminar la bilirrubina a través del hígado debido a una enfermedad, un medicamento o una infección, la bilirrubina se acumula en el cuerpo y el blanco de los ojos y la piel pueden tener un aspecto amarillo. La bilirrubina es tóxica para el cerebro de los recién nacidos y, si está presente en altas concentraciones, puede causar lesiones cerebrales irreversibles. La biotransformación de la molécula lipofílica de bilirrubina en el hígado da lugar a la producción de metabolitos hidrosolubles (hidrofílicos) que se excretan en la bilis y se eliminan a través de las heces.
Figura 2. Hemoglobina humana
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Complicaciones potenciales
El proceso de biotransformación no es perfecto. La desintoxicación se produce cuando la biotransformación da lugar a metabolitos de menor toxicidad. Sin embargo, en muchos casos, los metabolitos son más tóxicos que la sustancia madre, un proceso llamado bioactivación. En ocasiones, la biotransformación puede producir un metabolito inusualmente reactivo que puede interactuar con macromoléculas celulares como el ADN. Esto puede provocar efectos muy graves para la salud, como cáncer o defectos de nacimiento.
Un ejemplo es la biotransformación del cloruro de vinilo en epóxido de cloruro de vinilo, que se une covalentemente al ADN y al ARN, un paso que conduce al cáncer de hígado.