Introduction à la biotransformation
La biotransformation est le processus par lequel une substance passe d’un produit chimique à un autre (transformé) par une réaction chimique au sein de l’organisme. Le métabolisme ou les transformations métaboliques sont des termes fréquemment utilisés pour désigner le processus de biotransformation. Cependant, le métabolisme n’est parfois pas spécifique au processus de transformation mais peut inclure d’autres phases de la toxicocinétique.
Figure 1. Processus de la toxicocinétique
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Importance de la biotransformation
La biotransformation est vitale pour la survie car elle transforme les nutriments absorbés (aliments, oxygène, etc.) en substances nécessaires aux fonctions normales de l’organisme. Pour certains produits pharmaceutiques, c’est un métabolite qui est thérapeutique et non le médicament absorbé.
Par exemple, la phénoxybenzamine, un médicament donné pour soulager l’hypertension causée par le phéochromocytome, une sorte de tumeur, est biotransformée en un métabolite, qui est l’agent actif.
La biotransformation sert également de mécanisme de défense important puisque les xénobiotiques toxiques et les déchets de l’organisme sont transformés en substances moins nocives et en substances qui peuvent être excrétées de l’organisme.
Les toxiques qui sont lipophiles, non polaires et de faible poids moléculaire sont facilement absorbés par les membranes cellulaires de la peau, du tube digestif et des poumons. Ces mêmes propriétés chimiques et physiques contrôlent la distribution d’un produit chimique dans l’organisme et sa pénétration dans les cellules des tissus. Les substances toxiques lipophiles sont difficiles à éliminer par l’organisme et peuvent s’accumuler jusqu’à atteindre des niveaux dangereux. Cependant, la plupart des toxiques lipophiles peuvent être transformés en métabolites hydrophiles qui sont moins susceptibles de traverser les membranes des cellules critiques. Les substances chimiques hydrophiles sont plus faciles à éliminer par l’organisme que les substances lipophiles. La biotransformation est donc un mécanisme de défense clé de l’organisme.
Heureusement, le corps humain a une capacité bien développée de biotransformer la plupart des xénobiotiques ainsi que les déchets de l’organisme.
Le saviez-vous ?
L’hémoglobine, le complexe fer-protéine transporteur d’oxygène dans les globules rouges, est un exemple de déchet de l’organisme qui doit être éliminé. La destruction normale des globules rouges âgés libère de l’hémoglobine. La bilirubine est l’un des nombreux métabolites de l’hémoglobine. Si l’organisme ne peut pas éliminer la bilirubine par le foie en raison d’une maladie, d’un médicament ou d’une infection, la bilirubine s’accumule dans le corps et le blanc des yeux et la peau peuvent prendre une couleur jaune. La bilirubine est toxique pour le cerveau des nouveau-nés et, si elle est présente à des concentrations élevées, elle peut provoquer des lésions cérébrales irréversibles. La biotransformation de la molécule lipophile de bilirubine dans le foie entraîne la production de métabolites hydrosolubles (hydrophiles) excrétés dans la bile et éliminés par les fèces.
Figure 2. Hémoglobine humaine
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Complications potentielles
Le processus de biotransformation n’est pas parfait. Il y a détoxification lorsque la biotransformation aboutit à des métabolites de moindre toxicité. Dans de nombreux cas, cependant, les métabolites sont plus toxiques que la substance mère, un processus appelé bioactivation. Parfois, la biotransformation peut produire un métabolite exceptionnellement réactif qui peut interagir avec des macromolécules cellulaires comme l’ADN. Cela peut entraîner des effets très graves sur la santé, comme le cancer ou des anomalies congénitales.
Un exemple est la biotransformation du chlorure de vinyle en époxyde de chlorure de vinyle, qui se lie de manière covalente à l’ADN et à l’ARN, une étape conduisant au cancer du foie.