Biochemie und Pathobiochemie: Biotransformation



AllgemeinesBearbeiten

Die Biotransformation von körpereigenen und körperfremden Stoffen findet bevorzugt im glatten endoplasmatischen Retikulum der Darmmucosa- und Leberzellen statt. Dabei werden vor allem lipophile Substanzen umgesetzt. Ziel ist die Erhöhung der Wasserlöslichkeit, so dass die Stoffe leichter über die Galle oder den Urin ausgeschieden werden können. Das System dient auch der Bildung wichtiger Metabolite, wie z.B. verschiedener Steroidhormone und Vitamin D-Hormon.

Phase I (Umwandlungsreaktionen)Bearbeiten

Einfügung oder Veränderung funktioneller Gruppen.

Hydrolytische SpaltungBearbeiten

MethylierungBearbeiten

RedoxreaktionenBearbeiten

Am wichtigsten sind Oxidationsvorgänge (z.B. Hydroxylierungen), die v.a. von Cytochrom-P450-abhängigen Enzymen (CYP) realisiert werden. Das Häm-Thiolat-haltige Cytochrom-P450 dient dabei den Monooxygenasen (Hydroxylasen) als Elektronenüberträger.

Enzyme (Beispiele):

  • CYP24A
    • 25-Hydroxyvitamin-D3-24-Hydroxylase

Phase II (Konjugationsreaktionen)Bearbeiten

Kopplung an hydrophile Moleküle.

GlucuronidierungBearbeiten

Konjugation mit Glucuronat - Glucuronidierung von OH- und NH2-Gruppen mit Hilfe von UDP-D-Glucuronat.

Enzyme:

SulfatierungBearbeiten

Konjugation mit Sulfat - Sulfatierung von OH-Gruppen mit Hilfe von 3'-Phosphoadenosin-5'-phosphosulfat (PAPS).

Enzyme:

AcetylierungBearbeiten

Konjugation mit Acetat - Acetylierung von NH2-Gruppen.

AmidierungBearbeiten

Konjugation mit Aminosäuren.

GlutathionylierungBearbeiten

Konjugation mit Glutathion und Bildung von Mercapturaten.

  • Metabbolite - z.B. Östrogene, Melanin, Prostaglandine, Leukotriene
  • Xenobiotika - z.B. Bromobenzen, Acetaminophen

Enzyme:

PathobiochemieBearbeiten

  • Giftung - Manche an sich u.U. harmlose Fremdstoffe werden erst durch die Biotransformation zu giftigen z.T. krebserregenden Substanzen umgesetzt.
  • Lebererkrankungen - Bei Lebererkrankungen wie der Leberzirrhose kann es durch Reduktion der Biotransformationskapazität zu hormonellen Störungen kommen, z.B. zur Gynäkomastie durch Steroidhormon-Akkumulation und verstärkte Umwandlung von Androgenen zu Östrogenen im Fettgewebe.

PharmakologieBearbeiten

Viele (bes. lipophile) Arzneistoffe werden nach der Resorption aus dem Verdauungstrakt bereits bei der ersten Leberpassage mehr oder weniger stark abgebaut, so dass ein Teil nicht mehr am Zielort ankommen kann. Dieser First-Pass-Effekt muss bei der Dosierung berücksichtigt werden.

Die Induktion und Hemmung der Enzyme oder die Konkurrenz am Enzym ist für zahlreiche pharmakologische Wechselwirkungen zwischen Medikamenten, manchen Nahrungsmitteln (Grapefruitsaft) und Alkohol verantwortlich. Die individuelle Enzymausstattung jedes Menschen kann weiterhin zu Dosierungsproblemen führen, da die Medikamente unterschiedlich schnell verstoffwechselt werden.

WeblinksBearbeiten




 

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