ΒΙΟΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΟΞΙΚΩΝ ΟΥΣΙΩΝ Μ. ΓΕΩΡΓΙΟΥ ΒΙΟΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΟΞΙΚΩΝ ΟΥΣΙΩΝ Μ. ΓΕΩΡΓΙΟΥ

ΒΙΟΜΕΤΑΤΡΟΠΗ Το σύνολο των βιοχημικών διεργασιών μέσω των οποίων μία ξενοβιοτική ουσία εισερχόμενη στον οργανισμό υπόκειται σε διάφορες χημικές μετατροπές, που έχουν ως τελικό αποτέλεσμα το σχηματισμό υδατοδιαλυτών προϊόντων, χημικά διαφόρων από τη μητρική ουσία. Τα τελευταία αυτά προϊόντα απεκκρίνονται ευχερέστερα από τον οργανισμό.

Υδατοδιαλυτότητα Ελάτωση της ικανότητας κατανομής στους ιστούς Ελάτωση της νεφρικής επαναπορρόφησης Ελάτωση της εντερικής επαναπορρόφησης Προαγωγή της απέκκρισης

Βιομετατροπή ≡Αποτοξίνωση

Βιομετατροπή ≠Αποτοξίνωση Προϊόν τοξικότερο της μητρικής ουσίας Π.χ προποξυφαίνιο →→νορπροποξυφαίνιο διαζεπάμη →→νορδιαζεπάμη τριπτυλίνη →→νορτριπτυλίνη

Βιομετατροπή ≠Αποτοξίνωση Σε υπερδοσολογία Κορεσμός οδών βιομετατροπής Ενεργοποίηση άλλων οδών βιομετετροπής Διαφορετικά προϊόντα με διαφορετική φαρμακολογική ή/και τοξική δράση

Λιποδιαλυτότητα Βραδεία βιομετατροπή Συσσώρευση στους ιστούς Επιβράδυνση της αποτοξίνωσης

Παραδείγματα λιπόφιλων και υδρόφιλων ουσιών με διαφορετική συμπεριφορά - Οργανοχλωριωμένα εντομοκτόνα (συσσώρευση), ενώ τα οργανοφω-σφορικά (ταχεία υδρόλυση) - Paraquat υδατοδιαλυτό, ελάχιστη απορρόφηση,ταχύτατη απέκκριση

Ποσοτικός μεταβολισμός Παράγοντες που επηρεάζουν το ρυθμό και τον τρόπο βιομετατροπής μιας ουσίας - Δόση - Οδός χορήγησης - Ηλικία- φύλο - Κατάσταση υγείας - Γενετικοί παράγοντες

Ποιοτικός μεταβολισμός Τα ένζυμα και οι ενζυμικοί μηχανισμοί που συμμετέχουν στη βιομετατροπή μιας ουσίας

Φάσεις βιομετατροπής ΦΑΣΗ Ι Αποκάλυψη ΚΑΙ προσθήκη λειτουργικών ομάδων (ΟΗ-, SH-, -COOH) Οξείδωση Αναγωγή Υδρόλυση

ΦΑΣΗ ΙΙ Σύνθεση (μεθυλίωση ακετυλίωση) Σύζευξη με ενδογενείς ουσίες

Οξείδωση Οξειδάσες μεικτής λειτουργίας Ενδοπλασματικό δίκτυο Κυτόχρωμα p450

Οξείδωση Αρωματική υδροξυλίωση Ένα άτομο οξυγόνου προστίθεται στον αρωματικό δακτύλιο (ασταθές εποξείδιο →φαινόλη) Αλειφατική οξείδωση Ενα άτομο οξυγόνου προστίθεται στον δεσμό C=H

Οξείδωση Ο-διαλκυλίωση (σπάνια) Κωδεϊνη →μορφίνη φαινακετίνη →ακεταμινοφαίνιο Οξειδωτική απαμίνωση Αποθείωση (αντικατάσταση S από Ο) Θειοπεντάλη, παραθείο, μαλαθείο

Ν- και S- οξείδωση 1ταγείς αμίνες→Ν-οξείδια (ενζυμικά ή αυθόρμητα παρουσία νερού) Ημιπραμίνη Μεθαδόνη φαινοθειαζίνες→ S-οξείδια θειοριδαζίδη→σουλφοξείδια, σουλφόνες Π.χ. μεσοριδαζίδη, σουλφοριδαζίδη (αντιψυχωσικοί παράγοντες)

Εποξυ-υδρατάση Αρωματικές-αλειφατικές ενώσεις ↓ Αρωματική-αλειφατική υδροξυλίωση ↓κυτόχρωμα p450 εποξείδια→φαινόλες ↓ εποξυ-υδρατάση τρανδιυδροδιόλες

Αλκοολο- και αλδευδο- δευδρογενάση Αλειφατικές αλκοόλες→αλδεϋδες, κετόνες π.χ. Αιθυλική αλκοόλη ↕αλκόολο δεϋδρογενάση Ακεταλδεϋδη →1ταγής αμίνη →βάση shif’s ↓αλδέυδο δευδρογενάση Οξεικό οξύ → αντιδράσεις σύζευξης

Αναγωγή (μικρός μεταβολικός δρόμος) Ενυδρος χλωράλη ↓ τετραχλωροαιθανόλη (τοξικός μεταβολίτης) Αλοθάνιο Τετραχλωράνθρακας

Υδρόλυση - Εστεράσες Ταχεία υδρόλυση- αδρανοποίηση Ηρωϊνη, προκαϊνη, μεπεριδίνη, κοκαϊνη,ασπιρίνη μαλαθείο, σουκινυλοχολίνη (χοληνεστεράση) Π.χ. προκαίνη ↓ Π-αμινοβενζοϊκό + διαιθαλοαμινοαιθανόλη Εξαίρεση: διφαινοξυλάτη →διφαινυλοξεικό οξύ (δραστικός μεταβολίτης)

Υδρόλυση- αμιδάσες Βραδεία υδρόλυση Μποπιβακαϊνη, λιδοκαϊνη, προκαϊναμίδιο Π.χ. Προκαϊναμίδιο ↓ Π-αμινοβενζοϊκό+ διαιθυλοαμινοαιθυλαμίνη

Συζευξη Αύξηση του μεγέθους του μορίου Μείωση της λιποδιαλυτότητας Μείωση της φαρμακολογικής δράσης Μέσα σύζευξης: θείο, γλυκουρονικό οξύ, γλυκίνη, κυστεϊνη, γλουταμίνη, οξεικό

Σύζευξη με γλυκουρονικό οξύ Δότης του γλυκουρονικού οξέος: το ουριδίνο διφώσφο γλυκουρονικό οξύ (UDP-γλυκουρονικό) Ουσίες: Αλκοόλες, φαινόλες, οργανικά οξέα, αμίνες, θειούχες ενώσεις Στεροειδείς ορμόνες, χολερυθρίνη (ίκτερος), μορφίνη, μινθόλη, καμφορά, βανιλίνη, π-αμινοβενζοϊκό οξύ, σαλικυλικό,χλωραμφενικόλη Ενζυμο: UDP-γλυκουρόνυλοτρανσφεράση

Σύζευξη με γλυκουρονικό οξύ Ουσία + UDP-γλυκουρονικό ↓ ↓UDP-γλυκουρόνυλοτρανσφεράση Ουσία-γλυκουρονικό + UDP

Σύζευξη με γλουταθειόνη Γλουταθειόνη: ενδογενές τριπεπτίδιο, αποτελούμενο από γλυκίνη, κυστεϊνη και γλουταμικό οξύ. Συζεύγνυνται με αυτήν ουσίες που έχουν ηλεκτρόφιλο άτομο άνθρακος καθώς και τα προϊόντα της δράσης του p450 Η σύζευξη γίνεται στη θειολομάδα της κυστεϊνης της γλουταθειόνης

Σύζευξη με γλουταθειόνη Ουσία + κυστεϊνη-γλυκίνη-γλουταμικό ↓γλουταθείοτρανφεράση Ουσία-κυστεϊνη -γλυκίνη-γλουταμικό ↓ενζυμική διάσπαση Ουσία-κυστεϊνη –γλυκίνη +γλουταμικό ↓ ενζυμική διάσπαση Ουσία-κυστεϊνη +γλυκίνη +γλουταμικό ↓ακετυλίωση(ακέτυλοτρανσφεράση) Ουσία-ακετυλιωμένη κυστεϊνη ή Ουσία-μερκαπτορικό οξύ

Η σπουδαιότητα της γλουταθειόνης με παράδειγμα Βρωμοβενζόλιο ↓ οξείδωση μέσω του p450 εποξείδιο του βρωμοβενζολίου ↓ ↓σύζευξη με γλουταθειόνη Σύμπλοκο μερκαπτορικού (αδρανές, εύκολη απέκκριση)

Σύζευξη με γλυκίνη (και λοιπά αμινοξέα) -COOH ομάδα των καρβοξυλικών+συνΑ ↓ σύμπλοκο με συνΑ + γλυκίνη ↓ ακυλάση σύμπλοκο με γλυκίνη + συν Α (αδρανές, εύκολα απεκκρινόμενο) Π.χ. βενζοϊκό→ιππουρικό σαλικυλικό

Σύζευξη με θείο Δότης S: PAPS (3-φώσφοαδενόσινο- 5- φωσφοθείο) Ουσίες: αρωματικές αλκοόλες, φαινόλες π.χ. μορφίνη, ακεταμινοφαίνιο Ενζυμα: θειοτρανσφεράσες Προϊόντα: θειοεστέρες δράστικότητα των θειοτρανφερασών< των γλυκουρόνυλοτρασφερασών

Προσθήκη θείου Δότης θείου :άγνωστος Ένζυμο:ροδονάσση κυανιούχα→θειοκυανιούχα (αύξηση της διαθεσιμότητας του οργανισμού σε S με τη χορήγηση θειοθειϊκού νατρίου)

Συνδυασμένη δράση πολλών ενζυμικών συστημάτων Γλυκουρόνυλο-παράγωγο ↑γλυκουρόνυλοτρανφεράση ↑ θειοτρανσφεράση φαινόλη→→→→θειοπαράγωγο αυθόρμητα ↑ εποξυυδρατάση Βενζόλιο→εποξείδιο→→→διυδροδιόλη ↓γλουταθειοτρανσφεράση Γλουταθειοπαράγωγο ή μερκαπτουρικού οξέως