טרנספורמציה

כפי ש טרנספורמציה הוא תהליך בחילוף החומרים בו חומרים שלא ניתן להפריש הופכים למוצרים ניתנים להפרשה בעזרת תהליכים כימיים.

מהי הטרנספורמציה?

במהלך הבי-טרנספורמציה, חומרים ליפופיליים מומרים לחומרים הידרופיליים יותר. לאחר מכן השינוי מאפשר חיסול.

התגובות ההכרחיות לביו-טרנספורמציה מתרחשות בעיקר בכבד. בסך הכל, טרנספורמציה מורכבת משני שלבים שונים.

פונקציה ומשימה

באורגניזם האנושי, במהלך חילוף החומרים הפיזיולוגי, מצטברים שוב ושוב חומרים שלא ניתן להפריש בצואה או בשתן. חומרים אלה הם לעתים קרובות מאוד ליפופילים (למשל הורמונים סטרואידים ופיגמנטים של מרה), מה שאומר שהם אינם מסיסים במים בצורה גרועה מאוד. יתר על כן, הגוף סופג גם חומרים זרים או חומרים מסונתזים כמו תרופות או תרופות עם מזון. אם חומרים אלה היו מצטברים בגוף זה היה קטלני. לפיכך, יש צורך להמיר אותה לצורה ניתנת להפרשה. תהליך זה ידוע בשם ביוטרנספורמציה.

הטרנספורמציה מורכבת משני שלבים שונים: תגובות שלב I מכניסות קבוצות פונקציונליות לחומרים זרים או מטבוליטים בעזרת האנזים cytochrome P450 חלבון מה. בגלל המספר הגדול של הרעלים יש גם מספר גדול של CYP 450. אנזים אחד מסוגל להמיר חומרים רבים. בשלב הראשון מנטרלים רעלים ואז מתפרקים למולקולות קטנות.

בשלב הבא, אלה הופכים להיות מסיסים במים וניתן להפריש באמצעות נשימה, שתן או הפרשת זיעה. בשלב השני, המוצרים הביניים או החומרים הזרים משלב I משולבים עם חומרים מסיסים במים. זה יכול להגדיל את המסיסות שלהם במים. בנוסף, מוצרי התגובה מנקזים רעלים ומופרשים.

לאחר שלב II, תהליכי הובלה מתרחשים דרך מערכת הלימפה, זרימת הדם וחלבוני הובלה, אם כי בחלק מהמקרים אין חילוף חומרים. יתר על כן, תגובות שונות כגון פירוק GSS6 / GSH לגלוקומט, ציסטאין או N-אצטילציסטאין.

הובלת הממברנה מתבצעת בעזרת נשאים מיוחדים, כמו חלבונים הקשורים לעמידות רב-תרופתיות. המוצרים המופיעים בשלב II נקראים קונוג'טים. חומרים פעילים או רעילים אלה אינם מוכרים ככאלה באופן ספציפי על ידי הגוף. במקום זאת, התהליך נובע מהאנזימים שיש להם ספציפיות נמוכה מאוד למצע. זה גורם לתגובות בקבוצה שלמה של חומרים.

מחלות ומחלות

עם זאת, תהליך ההטרנספורמציה כרוך גם בסיכונים. באופן זה ניתן להמיר חומר לא מזיק לרעלנים. דוגמה לכך יכולה להיות אפלטוקסין B1, שמקורו במה שנקרא פלפלוס אספרגילוס, שנמצא בפיסטוקים, בוטנים או תירס שנאגרו היטב. המולקולה המיוצרת על ידי הפטרייה אינה פעילה בתחילה ומגיעה לכבד עם מזון. שם הוא משתנה על ידי האנזים ציטוכרום P450 למטבוליט שיש לו השפעה מסרטנת.

אם מטבוליט רעיל נובע מחומר באמצעות טרנספורמציה, תהליך זה נקרא הרעלה. דוגמא נוספת לכך היא מתנול, שלרוב אינו רעיל. עם זאת, כאשר הוא מתפרק, הוא הופך לפורמלדהיד או חומצה פורמית.

מורפין מייצר בכבד את מה שמכונה מורפין -6-גלוקורוניד, שהוא בעל השפעה חזקה עוד יותר ממורפין. אפקטים המרה אלה נקראים גם אפקטים ממעבר ראשון.

התהליך משפיע גם על תרופות. בגלל חילוף החומרים, אלה מאבדים את פעילותם ומופקים מהדם של הוריד הפורטלי על ידי הכבד. עם זאת, עלולה להיווצר כאן גם רעילות, שדוגמא לכך היא חילוף החומרים של אקמול ואלכוהול. מכיוון שהתמוטטות האלכוהול וחלק מהתרופות מתרחשת באותה מערכת חמצון אתנול מיקרוסקומלי, ניתן לחזק את השפעות התרופות בשילוב עם אלכוהול.

הפרעות בביו-טרנספורמציה מופיעות בשלושה רמות שונות:

• כתוצאה מגידול או ירידה בפעילות של אנזימים מיקרוזומליים כביכול (בעיקר בשלב I)
• בגלל הפרעות בהפרשת המרה
• עקב ירידה בספיגה של קסנווביוטיקה בתאי הכבד.

תהליך המרת חומרים ליפופיליים לחומרים הידרופיליים משמש גם במולקולות של הגוף עצמו כמו בילירובין או הורמונים סטרואידים. זה מבטל אותם ואז מפריש אותם. אולם במקרה של אי ספיקת כבד כרונית, לא ניתן להפעיל או להפריש את האסטרוגנים, מה שמוביל להצטברות בגוף.

בילירובין מיוצר כאשר פורפירינים מתפרקים. בריכוזים גבוהים יותר יש לזה השפעה רעילה ולכן יש לחסל אותה מהאורגניזם. עם זאת, הפרעות תחבורתיות יכולות להופיע כאן, כולל, למשל, תסמונת גילברט-מולינגראכט, תסמונת רוטור או תסמונת דובין-ג'ונסון.

הפרעות בתהליך הטרנספורמציה יכולות להופיע גם אצל פגים או יילודים. יכולת הגלוקורונידציה של הכבד עדיין לא מפותחת דיה כך שניתן להמיר די והותר הפרשה של תרופות או בילירובין. מחלות כבד מסוימות כמו שחמת או דלקת כבד עלולות גם לפגוע בפעילותם של אנזימי הבי-טרנספורמציה. ברוב המקרים, התגובות לשלב I מושפעות יותר מאלו של שלב II, גם כאן המרות ומופרשות לאט יותר, מה שמאריך את מחצית החיים שלהן, אשר יש לקחת בחשבון גם טיפולי.