ביו טרנספורמציה: פונקציה, משימות, תפקיד ומחלות

טרנספורמציה ביולוגית מתייחסת לתהליך בחילוף החומרים שבו חומרים שלא ניתנים להפרשה הופכים למוצרים ניתנים להפרשה בתהליכים כימיים.

מהי ביו טרנספורמציה?

טרנספורמציה ביולוגית כוללת המרה של חומרים ליפופיליים לחומרים הידרופיליים יותר. התגובות הנדרשות לביצוע טרנספורמציה מתרחשות בעיקר ב כבד. במהלך הביו-טרנספורמציה, חומרים ליפופיליים הופכים לחומרים הידרופיליים יותר. לאחר מכן השינוי מאפשר הפרשה. התגובות הדרושות לביצוע טרנספורמציה מתרחשת בעיקר ב כבד. בסך הכל, שינוי ביולוגי מורכב משני שלבים נפרדים.

פונקציה ומשימה

באורגניזם האנושי חומרים שלא ניתנים להפרשה דרך הצואה או השתן מצטברים שוב ושוב במהלך חילוף החומרים הפיזיולוגי. חומרים אלה לעיתים קרובות ליפופיליים (למשל, סטרואידים הורמונים ו מָרָה כלומר, הם אינם מסיסים ב מַיִם, או רק בקושי רב. יתר על כן, הגוף סופג גם חומרים זרים או חומרים מסונתזים כגון תרופות או תרופות עם אוכל. אם חומרים אלה היו מצטברים בגוף, זה היה קטלני. לכן, יש צורך להפוך אותם לצורה הניתנת להפרשה. תהליך זה נקרא ביו טרנספורמציה. ביו-טרנספורמציה מורכבת משני שלבים נפרדים: תגובות שלב I מכניסות קבוצות פונקציונליות לחומרים זרים או מטבוליטים, בעזרת האנזים ציטוכרום P450 של חלבון ההם. בשל מספר רב של רעלים, ישנו גם מספר גדול של CYP 450, כאשר אנזים אחד מסוגל להפוך חומרים רבים. בשלב הראשון רעלים מנוטרלים ומתפרקים לאחר מכן לקטנים מולקולות. בשלב הבא, אלה נעשים מַיִםמסיס ומופרש דרך הפרשת נשימה, שתן או זיעה. בשלב השני משלבים את מוצרי הביניים או החומרים הזרים משלב I מַיִם-חומרים מסיסים. זה יכול להגביר את המסיסות שלהם במים. בנוסף, מוצרי התגובה מנוטלים רעלים ומופרשים. לאחר שלב II, תהליכי הובלה מתרחשים דרך מערכת הלימפה, זרם הדם וההובלה חלבונים, אם כי במקרים מסוימים חילוף החומרים אינו מתרחש כאן. יתר על כן, תגובות שונות מתרחשות, כגון השפלה של GSS6 / GSH ל- glucomat, ציסטאין or N-acetylcysteine. הובלת ממברנה מתבצעת בעזרת מובילים מיוחדים, כגון התנגדות רב-תרופתית חלבונים. המוצרים שנוצרו בשלב II נקראים צמידות. חומרים פעילים ביולוגית או רעילים אלה אינם מוכרים באופן ספציפי ככאלה על ידי הגוף. במקום זאת, התהליך נובע מ- אנזימים עם ספציפיות מצע נמוכה למדי. כתוצאה מכך נוצרות תגובות בקבוצה שלמה של חומרים.

מחלות והפרעות

עם זאת, תהליך הביו-טרנספורמציה טומן בחובו גם סיכונים. לדוגמא, אפילו חומר לא מזיק יכול להפוך גם לרעלן. דוגמה לכך תהיה אפלטוקסין B1, שמקורו בפטרייה המכונה Aspergillus flavus, שנמצאת בפיסטוקים מאוחסנים בצורה גרועה, בוטנים או תירס. המולקולה המיוצרת על ידי הפטרייה אינה פעילה בתחילה ונכנסת ל כבד עם אוכל. שם הוא משתנה על ידי האנזים ציטוכרום P450 למטבוליט בעל השפעה מסרטנת. כאשר מטבוליט רעיל נוצר מחומר על ידי טרנספורמציה ביולוגית, תהליך זה מכונה הרעלה. דוגמא נוספת היא מתנול, שבדרך כלל אינו רעיל. עם זאת, הוא הופך ל פורמלדהיד or חומצה פורמית על ידי השפלה. מורפיום הופך בכבד למה שמכונה מורפיום -6-גלוקורוניד, שיש לו השפעה חזקה עוד יותר מאשר מורפיום. השפעות טרנספורמציה של Eise נקראות גם השפעות מעבר ראשון. לתהליך יש גם השפעה על תרופות. בגלל חילוף החומרים, אלה מאבדים פעילות והם מופקים מהפורטל דם על ידי הכבד. עם זאת, עלולה להיווצר גם רעילות, דוגמה לכך תהיה חילוף החומרים של אקמול ו כּוֹהֶל. מאז ההתמוטטות של כּוֹהֶל וכמה תרופות מתרחש באמצעות אותו מיקרוסומל אתנולמערכת חמצון, ההשפעות של תרופות בשילוב עם כּוֹהֶל ניתן לחזק. הפרעות בשינוי הביולוגי מתרחשות בשלוש רמות שונות:

• על ידי פעילות מוגברת או ירידה של מה שמכונה מיקרוסומל אנזימים (בעיקר בשלב א ').
• עקב הפרעות בהפרשת המרה.
• עקב ירידה בקליטה של ​​קסנוביוטיקה לתאי הכבד.

תהליך המרת חומרים ליפופיליים לחומרים הידרופיליים משמש גם לאנדוגני מולקולות כמו בילירובין או סטרואידים הורמונים. כתוצאה מכך, אלה מושבתים ומופרשים לאחר מכן. עם זאת, באי ספיקת כבד כרונית, אסטרוגנים לא יכול להיות מושבת או מופרש, וכתוצאה מכך הצטברות בגוף. אוֹדֶם הַמָרָה נוצר במהלך פירוק הפורפירינים. בריכוזים גבוהים יותר יש לו השפעה רעילה ולכן יש לסלק אותו על ידי האורגניזם. עם זאת, הפרעות תחבורה יכולות להתרחש, כולל, למשל, תסמונת גילברט-מולנגרכט, תסמונת רוטור או תסמונת דובין-ג'ונסון. עם זאת, הפרעות ביולוגיות יכולות להופיע גם אצל תינוקות שנולדו בטרם עת. ה גלוקורונידציה יכולת הכבד עדיין לא מפותחת מספיק בהם, כך שתרופות או בילירובין ניתן להמיר ולהפריש רק בצורה מספקת. במחלות כבד מסוימות כגון שחמת או צהבת, פעילות הביו-טרנספורמציה אנזימים עלול להיפגע גם. ברוב המקרים, תגובות שלב I מושפעות יותר מתגובות שלב II. סמים עוברים חילוף חומרים ומופרשים בקצב איטי יותר במקרה זה, ובכך מאריכים את מחצית החיים שלהם, שגם אותם יש לקחת בחשבון מבחינה טיפולית.