Introduktion till biotransformation

BY admin
|

Biotransformation är den process genom vilken ett ämne ändras från en kemikalie till en annan (omvandlas) genom en kemisk reaktion i kroppen. Metabolism eller metaboliska transformationer är termer som ofta används för biotransformationsprocessen. Metabolism är dock ibland inte specifikt för omvandlingsprocessen utan kan inkludera andra faser av toxikokinetiken.

Illustration av en människokropp med en halvcirkel över huvudet och bålen, som representerar processflödet av absorption, distribution, biotransformation och utsöndring. Biotransformation, som är ämnet för detta avsnitt, står i fet text.

Figur 1. Processer för toxikokinetik
(Bildkälla: Anpassad från iStock Photos, ©)

Biotransformationens betydelse

Biotransformationen är livsviktig för överlevnaden eftersom den omvandlar absorberade näringsämnen (mat, syre etc.) till substanser som krävs för normala kroppsfunktioner. För vissa läkemedel är det en metabolit som är terapeutisk och inte det absorberade läkemedlet.

Fenoxybenzamin, ett läkemedel som ges för att lindra högt blodtryck orsakat av feokromocytom, en typ av tumör, biotransformeras exempelvis till en metabolit, som är det aktiva ämnet.

Biotransformation fungerar också som en viktig försvarsmekanism eftersom giftiga xenobiotika och kroppsavfall omvandlas till mindre skadliga ämnen och ämnen som kan utsöndras från kroppen.

Toxiska ämnen som är lipofila, opolära och av låg molekylvikt absorberas lätt genom cellmembranen i huden, GI-kanalen och lungorna. Samma kemiska och fysiska egenskaper styr fördelningen av en kemikalie i hela kroppen och dess inträngning i vävnadsceller. Lipofila giftiga ämnen är svåra för kroppen att eliminera och kan ackumuleras till farliga nivåer. De flesta lipofila giftiga ämnen kan dock omvandlas till hydrofila metaboliter som är mindre benägna att passera genom membranen i kritiska celler. Hydrofila kemikalier är lättare för kroppen att eliminera än lipofila ämnen. Biotransformation är således en viktig försvarsmekanism för kroppen.

Troligtvis har människokroppen en välutvecklad förmåga att biotransformera de flesta xenobiotika samt kroppsavfall.

Vidste du det?

Hemoglobin, det syrebärande järnproteinkomplexet i de röda blodkropparna, är ett exempel på ett kroppsavfall som måste elimineras. Den normala förstörelsen av åldrade röda blodkroppar frigör hemoglobin. Bilirubin är en av flera hemoglobinmetaboliter. Om kroppen inte kan eliminera bilirubin via levern på grund av sjukdom, läkemedel eller infektion, ansamlas bilirubin i kroppen och det vita i ögonen och huden kan se gult ut. Bilirubin är giftigt för hjärnan hos nyfödda barn och kan, om det förekommer i höga koncentrationer, orsaka irreversibla hjärnskador. Biotransformation av den lipofila bilirubinmolekylen i levern resulterar i produktion av vattenlösliga (hydrofila) metaboliter som utsöndras i gallan och elimineras via avföringen.

Illustration av mänskligt hemoglobin

Figur 2. Mänskligt hemoglobin
(Bildkälla: Anpassad från iStock Photos, ©)

Potentiella komplikationer

Biotransformationsprocessen är inte perfekt. Avgiftning sker när biotransformationen resulterar i metaboliter med lägre toxicitet. I många fall är dock metaboliterna giftigare än modersubstansen, en process som kallas bioaktivering. Ibland kan biotransformationen producera en ovanligt reaktiv metabolit som kan interagera med cellulära makromolekyler som DNA. Detta kan leda till mycket allvarliga hälsoeffekter som cancer eller fosterskador.

Ett exempel är biotransformationen av vinylklorid till vinylkloridepoxid, som kovalent binder till DNA och RNA, ett steg som leder till cancer i levern.