Биотрансформацията е какво?

Всеки ден всеки човек е изложен на негативните ефекти на различни химикали, наречени ксенобиотици. Те навлизат в тялото през кожата, белите дробове, от храносмилателния тракт заедно с храната, въздуха. Някои от тези вещества нямат отрицателен ефект върху организма, но повечето от тях могат да причинят биологични реакции. В резултат на това те се неутрализират, както и се екскретират от тялото.

дефиниция

Биотрансформацията е понятие, което включва основните химични промени, които се появяват с лекарства в организма.

В резултат на такъв процес се наблюдава намаляване на липофилизма (разтворимост на веществата в мазнините), повишава се хидрофиличността (увеличава се разтворимостта във водата).

Биотрансформацията на лекарствените вещества води до промяна във фармакологичната активност на лекарството.

Малко количество от лекарството може да се екскретира чрез бъбреците в непроменена форма. По принцип такива лекарства са "малки молекули" или могат да бъдат в йонизирана форма при стойности на рН близки до физиологичните показатели.

За съжаление, много лекарства нямат такива физикохимични свойства. Най-общо, физиологично активните молекули на органичните съединения са липофилни, поради което при физиологичните параметри рН остава неионизирано. Те са свързани с плазмения протеин, така че те са леко филтрирани в бъбречните гломерули.

Биотрансформацията е процес, насочен към увеличаване на разтворимостта на лекарствените молекули, като ускорява отделянето му от тялото заедно с урината. Това означава, че липофилните лекарства се превръщат в хидрофилни съединения.

Промяна в лекарствената активност

Биотрансформацията на веществата води до значителни промени във физиологичната активност на лекарствата:

• от активното вещество лекарството се превръща в неактивна форма;
• "пролекарства" в този случай придобиват фармакологична активност.

Безопасността на лекарствата, които имат активни метаболити в организма, се влияе не само от фармакокинетиката на лекарството, но и от индексите на активните метаболити.

пролекарства

Целта на създаването на такива лекарства е да се увеличат фармакологичните параметри, да се ускори и да се увеличи усвояването на лекарствата. Например, естери на ампицилин са разработени (talampitsin, pivampitsin, bikampitsin), който за разлика от изходното лекарство най-голяма степен се абсорбира в по време на приемане.

Биотрансформационните реакции позволяват хидролизиране на тези лекарства в черния дроб. Катализаторът в процеса е ензим - карбоксиестераза, която има висока антибактериална активност.

Биотрансформацията е процес, който значително подобрява ефективността на лекарствата. Антивирусното лекарство "валацикловир" се характеризира с бионаличност - повече от половината от него се превръща в черния дроб в ацикловир. Този процес се обяснява с присъствието в молекулите на аминокиселинни остатъци - валин.

Интересен механизъм е действието на инхибиторите на аденозин-конвертиращия ензим, който съдържа карбонилни групи.

Те включват следните лекарства: Периндоприл, Хинаприл, Еналаприл, Спираприл, Трандолаприл, Рамиприл.

В този случай биотрансформацията е превръщането на лекарството чрез хидролиза до активен еналаприлат. Процесът се осъществява чрез ензима - карбоксиестераза. Ако вземете самото лекарство, усвояването му в организма не надхвърля 10%.

Подобряване на безопасността на лекарствата

Биотрансформацията на ксенобиотици позволява да се повиши безопасността на препаратите. Например учените успяха да развият "Sulindak" - NPVS. Това лекарство не е първите блокове простагландиновия синтез, само в черния дроб чрез хидролиза в активна сулиндак сулфид, притежаващи противовъзпалителна активност. На първо място, смятат учените, че лекарството не е улцерогенен действие, но в резултат на изследвания успяха да установят подобие на броя на повторения на ерозивни и язвени поражения на храносмилателните органи в случай на получаване на "сулиндак" и други нестероидни противовъзпалителни средства.

Селективност на действието

Биотрансформацията на черния дроб е комплекс от биохимични реакции, които правят възможно превръщането на лекарствените продукти в метаболити, които се екскретират от организма.

Сред целите за създаване на пролекарства може да се отбележи увеличаването на селективността на лекарствата, което допринася за повишаване на ефективността и безопасността на наркотиците. "Допамин" се използва за увеличаване на бъбречния кръвоток при бъбречна недостатъчност, но лекарството има ефект върху кръвоносните съдове и миокарда. Имаше и повишение на кръвното налягане, развитие на аритмии и тахикардия с употребата на това лекарство.

След добавянето на фрагмента на глутаминова киселина към допамина се разработва ново лекарство, наречено глутамил-допа. На хидролиза бъбрек формира под влиянието на допамин декарбоксилазни L-ароматни аминокиселини и глутамил без да оказва нежелани ефекти върху централната хемодинамиката.

Основни фази

Фигурата показва фазите на биотрансформацията. След влизането в тялото на лекарството се получава глюкурониране, сулфониране, ацетилиране, метализация, конюгация с глутатин, аминокиселини. Освен това лекарството се екскретира от организма.

Всички основни биотрансформации се извършват в черния дроб, но те също могат да текат в бъбреците, белите дробове, храносмилателния тракт.

Как се извършва биотрансформацията? Метаболизмът включва две фази: несинтетични и синтетични.

Несинтетични реакции

Реакциите от първата фаза са свързани с прехода на лекарствата към по-разтворими (хидрофилни) съединения в сравнение с изходното вещество. Промените в началните физико-химични параметри на лекарствата се обясняват с процеса на добавяне или освобождаване на активни функционални групи: аминогрупи, сулфхидрилни фрагменти, хидроксилни групи.

На първия етап се появяват окислителни реакции. Най-често срещаният процес е хидроксилирането, свързано с добавянето на радикала - ОН към изходния материал.

В тази фаза на биотрансформацията се получава "пробивът" на първоначалната структура на молекулата на лекарството. Като ускорители на окислителните процеси (катализатори) са ензимите. Тяхната субстратна специфичност има доста ниска стойност, което обяснява тяхното използване като ускорители на окислителни взаимодействия.

Синтетични реакции

Реакциите на втората фаза на биотрансформацията се отнасят до процесите на съединението (конюгиране) на лекарства или на неговите метаболити с определени ендогенни вещества. Като продукти от такива взаимодействия действат полярни конюгати с висока разтворимост във вода, бързо екскретирани от тялото чрез жлъчка или бъбреци.

За да влезе в реакцията на 2 фази, молекулата трябва да има активно химично групиране (радикал), към което ще бъде свързана свързващата молекула. Ако такива групи първоначално присъстват в лекарствения продукт, тогава взаимодействието не включва първата фаза.

В някои случаи лекарствените молекули придобиват активни радикали директно в процеса на химическо взаимодействие в първия етап.

Преминаване през черния дроб

По-голямата част от биотрансформацията на лекарствата се наблюдава в черния дроб. тези лекарства, метаболизъм които се извършват в черния дроб, се разделят на две подгрупи: с висок и нисък чернодробен клирънс.

За лекарствата от първата подгрупа е характерна висока степен на екстракция (екстракция) от кръвта, което се обяснява с високата активност на ензимните системи, които ги метаболизират. Начинът, по който те бързо и лесно се метаболизират в черния дроб, клирънсът се свързва с скоростта на кръвния поток в черния дроб.

За втората група беше установена връзка с активността на ензимите и степента на свързване на лекарствата с кръвните протеини. Капацитетът на ензимните системи не е постоянен, той може да бъде увеличен чрез промяна на дозата на лекарството.

заключение

По време на приема на лекарства с висок чернодробен клирънс, те се абсорбират в тънките черва. Чрез порталната вена те влизат в черния дроб. Тук активният им метаболизъм се осъществява преди да влязат в кръвоносната система. Този процес се нарича пресистемно елиминиране ("ефекта на първото преминаване"). В резултат на това такива лекарства се характеризират с ниска бионаличност с вътрешно приложение и абсорбцията в този случай е почти сто процента. Този ефект има лекарства, такива като ацетилсалицилова киселина, "Хлорпромазин" "Имипрамин", "Морфин" "резерпин" "салициламид".

Генетичните фактори могат да имат значителен ефект върху фармакокинетиката на лекарствата. В зависимост от скоростта на метаболизма на лекарствата в тялото, разпределете "обширните" и "бавните" метаболизатори.

Специалистите трябва да вземат предвид генетичните характеристики на пациента при избора на група лекарства.

Благодарение на модерните методи на изследване, използвани в съвременните научни лаборатории, фармацевтите непрекъснато подобряват качеството на лекарствените продукти, увеличават степента на усвояване и ефективността си. В резултат на тези действия е възможно да се ускори възстановяването, да се намали отрицателното въздействие на лекарствата върху хората.