การเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพ: หน้าที่งานบทบาทและโรค

การเปลี่ยนรูปทางชีวภาพหมายถึงกระบวนการในการเผาผลาญซึ่งสารที่ไม่สามารถขับออกได้จะถูกเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์ที่ขับถ่ายได้โดยกระบวนการทางเคมี

การเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพคืออะไร?

การเปลี่ยนรูปทางชีวภาพเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนสารไลโปฟิลิกเป็นสารที่ชอบน้ำมากขึ้น ปฏิกิริยาที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนรูปทางชีวภาพส่วนใหญ่เกิดขึ้นใน ตับ. ในกระบวนการเปลี่ยนรูปทางชีวภาพสารไลโปฟิลิกจะถูกเปลี่ยนเป็นสารที่ชอบน้ำมากขึ้น การเปลี่ยนแปลงในภายหลังทำให้เกิดการขับถ่าย ปฏิกิริยาที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนรูปทางชีวภาพส่วนใหญ่เกิดขึ้นใน ตับ. โดยรวมแล้วการเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพประกอบด้วยสองขั้นตอนที่แตกต่างกัน

ฟังก์ชั่นและงาน

ในสิ่งมีชีวิตของมนุษย์สารที่ไม่สามารถขับออกทางอุจจาระหรือปัสสาวะซ้ำ ๆ สะสมในกระบวนการเผาผลาญทางสรีรวิทยา สารเหล่านี้มักเป็นไลโปฟิลิก (เช่นสเตียรอยด์ ฮอร์โมน และ น้ำดี เม็ดสี) ซึ่งหมายความว่าไม่ละลายใน น้ำหรือด้วยความยากลำบากเท่านั้น นอกจากนี้ร่างกายยังดูดซับสิ่งแปลกปลอมหรือสารสังเคราะห์เช่นยาหรือ ยาเสพติด กับอาหาร. หากสารเหล่านี้เข้าไปสะสมในร่างกายก็จะเป็นอันตรายถึงชีวิตได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเปลี่ยนให้อยู่ในรูปแบบที่สามารถขับออกได้ กระบวนการนี้เรียกว่าการเปลี่ยนรูปทางชีวภาพ การเปลี่ยนรูปทางชีวภาพประกอบด้วยสองขั้นตอนที่แตกต่างกัน: ปฏิกิริยาระยะที่ 450 แทรกหมู่ฟังก์ชันเข้าไปในสารแปลกปลอมหรือสารเมตาบอไลต์ด้วยความช่วยเหลือของเอนไซม์ไซโตโครม P450 โปรตีนฮีม เนื่องจากสารพิษมีจำนวนมากนอกจากนี้ยังมี CYP XNUMX จำนวนมากโดยเอนไซม์หนึ่งตัวสามารถเปลี่ยนสารได้หลายชนิด ในระยะแรกสารพิษจะถูกทำให้เป็นกลางและย่อยสลายเป็นขนาดเล็กในเวลาต่อมา โมเลกุล. ในระยะต่อไปสิ่งเหล่านี้จะถูกสร้างขึ้น น้ำ- ละลายน้ำและขับออกทางลมหายใจปัสสาวะหรือการหลั่งเหงื่อ ในระยะที่สองผลิตภัณฑ์ขั้นกลางหรือสารแปลกปลอมจากเฟส I จะถูกรวมเข้าด้วย น้ำ- สารที่ละลายน้ำได้ สิ่งนี้สามารถเพิ่มความสามารถในการละลายน้ำได้ นอกจากนี้ผลิตภัณฑ์ที่เกิดปฏิกิริยาจะถูกล้างพิษและขับออก หลังจากระยะที่ XNUMX กระบวนการขนส่งจะเกิดขึ้นผ่านระบบน้ำเหลืองกระแสเลือดและการขนส่ง โปรตีนแม้ว่าในบางกรณีการเผาผลาญจะไม่เกิดขึ้นที่นี่ นอกจากนี้ปฏิกิริยาต่างๆยังเกิดขึ้นเช่นการย่อยสลายของ GSS6 / GSH เป็น glucomat cysteine or N-acetylcysteine. การเคลื่อนย้ายเมมเบรนจะดำเนินการโดยความช่วยเหลือของผู้ให้บริการพิเศษเช่นความต้านทานต่อยา โปรตีน. ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นในเฟส II เรียกว่าคอนจูเกต สารที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพหรือสารพิษเหล่านี้ไม่ได้รับการยอมรับโดยเฉพาะจากร่างกาย แต่กระบวนการนี้เกิดจากไฟล์ เอนไซม์ มีความจำเพาะของวัสดุพิมพ์ค่อนข้างต่ำ เป็นผลให้เกิดปฏิกิริยาในกลุ่มของสารทั้งหมด

โรคและความผิดปกติ

อย่างไรก็ตามกระบวนการเปลี่ยนรูปทางชีวภาพยังก่อให้เกิดความเสี่ยง ตัวอย่างเช่นแม้แต่สารที่ไม่เป็นอันตรายก็สามารถเปลี่ยนเป็นสารพิษได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่นนี้จะเป็น aflatoxin B1 ซึ่งมาจากเชื้อราที่เรียกว่า Aspergillus flavus ซึ่งพบได้ในถั่วพิสตาชิโอถั่วลิสงหรือ ข้าวโพด. โมเลกุลที่ผลิตโดยเชื้อราจะไม่ทำงานในขั้นต้นและเข้าสู่ ตับ กับอาหาร. มีการเปลี่ยนแปลงโดยเอนไซม์ไซโตโครม P450 เป็นเมตาโบไลต์ที่มีฤทธิ์ก่อมะเร็ง เมื่อเมตาบอไลต์ที่เป็นพิษถูกสร้างขึ้นจากสารโดยการเปลี่ยนรูปทางชีวภาพกระบวนการนี้เรียกว่าการทำให้เป็นพิษ อีกตัวอย่างหนึ่งคือ เมทิลแอลกอฮอล์ซึ่งปกติไม่เป็นพิษ อย่างไรก็ตามมันถูกเปลี่ยนเป็น ฟอร์มาล​​ดีไฮด์ or กรดฟอร์มิก โดยการย่อยสลาย ธาตุมอร์ฟีน จะถูกเปลี่ยนในตับเป็นสิ่งที่เรียกว่ามอร์ฟีน -6-glucuronide ซึ่งมีฤทธิ์แรงกว่ามอร์ฟีน เอฟเฟกต์การแปลง Eise เรียกอีกอย่างว่าเอฟเฟกต์แบบผ่านด่านแรก กระบวนการนี้ยังมีอิทธิพลต่อ ยาเสพติด. เนื่องจากการเผาผลาญอาหารเหล่านี้จะสูญเสียกิจกรรมและถูกดึงออกจากพอร์ทัล เลือด โดยตับ อย่างไรก็ตามความเป็นพิษอาจส่งผลเช่นกันตัวอย่างเช่นการเผาผลาญของ ยาพาราเซตามอล และ แอลกอฮอล์. ตั้งแต่รายละเอียดของ แอลกอฮอล์ และบางส่วน ยาเสพติด เกิดขึ้นผ่าน microsomal เดียวกัน เอทานอล- ระบบออกซิไดซ์ผลของยาร่วมด้วย แอลกอฮอล์ สามารถมีศักยภาพ การรบกวนในการเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพเกิดขึ้นในสามระดับที่แตกต่างกัน:

• โดยกิจกรรมที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงของสิ่งที่เรียกว่าไมโครโซม เอนไซม์ (ส่วนใหญ่อยู่ในเฟส I)
• เนื่องจากการรบกวนในการขับถ่ายทางเดินน้ำดี
• เนื่องจากการดูดซึม xenobiotics เข้าสู่เซลล์ของตับลดลง

กระบวนการเปลี่ยนสารไลโปฟิลิกเป็นสารที่ชอบน้ำยังใช้สำหรับภายนอก โมเลกุล เช่น บิลิรูบิน หรือสเตียรอยด์ ฮอร์โมน. เป็นผลให้สิ่งเหล่านี้ถูกปิดใช้งานและถูกขับออกในภายหลัง ในภาวะตับไม่เพียงพอเรื้อรังอย่างไรก็ตาม เอสโตรเจน ไม่สามารถปิดใช้งานหรือขับออกได้ส่งผลให้เกิดการสะสมในร่างกาย บิลิรูบิน เกิดขึ้นระหว่างการสลาย porphyrins ในความเข้มข้นที่สูงขึ้นจะมีผลเป็นพิษดังนั้นสิ่งมีชีวิตควรกำจัดออกไป อย่างไรก็ตามความผิดปกติของการขนส่งอาจเกิดขึ้นได้เช่น Gilbert-Meulengracht syndrome, Rotor syndrome หรือ Dubin-Johnson syndrome อย่างไรก็ตามความผิดปกติของการเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพยังสามารถเกิดขึ้นได้ในทารกที่คลอดก่อนกำหนดหรือทารกแรกเกิด กลูโคโรนิเดชัน ความสามารถของตับยังไม่ได้รับการพัฒนาอย่างเพียงพอดังนั้นยาหรือ บิลิรูบิน สามารถแปลงและขับออกได้ไม่เพียงพอเท่านั้น ในโรคตับบางชนิดเช่นตับแข็งหรือ ตับอักเสบกิจกรรมของการเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพ เอนไซม์ อาจมีความบกพร่องด้วย ในกรณีส่วนใหญ่ปฏิกิริยาระยะที่ XNUMX จะได้รับผลกระทบมากกว่าปฏิกิริยาระยะที่ XNUMX ยายังถูกเผาผลาญและขับออกในอัตราที่ช้าลงในกรณีนี้จึงช่วยยืดอายุครึ่งชีวิตซึ่งควรนำมาพิจารณาในการรักษาด้วย