Biotransformacja leku obejmuje wszystkie procesy biochemiczne przebiegające w organizmie, prowadzące do takiej zmiany struktury chemicznej leku, która umożliwia uzyskanie optymalnych właściwości fizykochemicznych w celu jego wydalenia. Biotransformacja zwana jest również metabolizmem lub przemianą materii.

Zwróć uwagę, że enzymy uczestniczące w biotransformacji, charakteryzują się często niewielką specyficznością substratową. Oznacza to, że mogą one uczestniczyć w metabolizmie substratów
o różnorodnej budowie chemicznej.

Największe znacznie dla oksydatywnej biotransformacji leków mają (mikrosomalne) monooksygenazy zawierające hemoproteinę o typie cytochromu P-450. Izoenzymy cytochromu P-450 (CYP) uporządkowano zgodnie z następującymi zasadami: na podstawie sekwencji reszt aminokwasowych różne CYP podzielono na rodziny, które charakteryzuje odpowiednia cyfra arabska (dla metabolizmu związków obcych szczególnie ważne są rodziny 1-3). Rodziny posiadają liczne, oznaczone literami podrodziny. Poszczególni członkowie podrodziny zostali oznaczeni kolejną cyfrą arabską. Na przykład oznaczenie CYP1A2 jest związane z drugim enzymem podrodziny A, rodziny 1.

Ilościowo najważniejszym CYP jest CYP3A4, biorący udział w procesach utleniania dużej liczby często stosowanych leków. Warto również wiedzieć, że na aktywność izoenzymów CYP mogą wpływać czynniki genetyczne oraz niektóre leki. Do induktorów, czyli substancji zwiększających aktywność cytochromu P-450 należą:

• fenobarbital
• fenytoina,
• karbamazepina,
• gryzeofulwina,
• przewlekle stosowany etanol.

Zapamiętaj, że na biotransformację wpływa również wiek, płeć oraz inne czynniki. Na przykład glukuronylotransferazy zaczynają się tworzyć dopiero od chwili urodzenia, dlatego u noworodków tylko w niewielkim stopniu mogą zachodzić procesy sprzęgania leków z kwasem glukuronowym, glutaminowym i glicyną. Mężczyźni z kolei metabolizują szybciej leki ze względu na męskie hormony płciowe. Inne czynniki wpływające na metabolizm to np. palenie tytoniu, które powoduje szybszą biotransformacje leków.

Miejsca metabolizmu w organizmie

Biorąc pod uwagę ilości leku metabolizowanego w jednostce czasu, największą rolę w metabolizmie odgrywają:

• wątroba,
• nabłonek jelita cienkiego (podczas wchłaniania jelitowego).

Ważnymi miejscami, w których zachodzi metabolizm, są też:

• nerki,
• płuca,
• skóra,
• krew (np. esterazy),
• ośrodkowy układ nerwowy.

Procesy biotransformacji

Procesy biotransformacji wymagają udziału enzymów, a same reakcje można podzielić na:

• reakcje I fazy (funkcjonalizacji):
  • utlenienie,
  • redukcja,
  • hydroliza,
• reakcje II fazy (sprzęgania):
  • sprzęganie z kwasem glukuronowym,
  • sprzęganie z kwasem siarkowym,
  • acetylacja,
  • metylacja,
  • sprzęganie z glutationem,
  • sprzęganie z endogennymi aminokwasami.

Efekt pierwszego przejścia

Efekt pierwszego przejścia jest to wychwytywanie leków przez wątrobę oraz ich biotransformacja, zanim osiągną one krążenie duże. Ma to istotne znaczenie przy zamianie dróg podania. Zwróć uwagę, że podczas doustnego podania występuje efekt pierwszego przejścia, dlatego przy zmianie drogi podania z dożylnej na doustną trzeba zwiększyć dawkę leku, aby osiągnąć to samo stężenie we krwi.

Prolek

Proloek jest to nieczynny prekursor leku, który w organizmie w wyniku przemian biochemicznych przechodzi w postać czynną leku.

Niektóre leki podaje się w formie proleków w celu:

• ułatwienia wchłaniania,
• zmniejszenia działania drażniącego na śluzówkę układu pokarmowego,
• ułatwienia transportu leku przez bariery np. barierę krew-mózg.