亲水和亲脂分子在肝脏中的生物转化

研究简介

生物转化是一种营养过程，主要发生在肝脏，并有助于消除外源性和内源性化合物。这些化学结构经历了许多反应。帮助刺激这些反应的酶有能力使底物失活、活跃，甚至有毒。将亲脂性(脂溶性)、外源性(外源性)或内源性(内源性)化学物质转化为更亲水的副产物的过程被称为生物转化(水溶性)。生物转化是代谢和代谢转化的同义词。异种生物是一种相对较小(分子量1000)的化学物质，对产生营养的生物来说是外来的。生物转化的主要目标是将不容易排出的亲脂性分子转化为可在尿液和/或胆汁中排出的更快速可排泄的亲水化合物。脂溶性毒素在没有代谢的情况下在生物群中积聚，可能导致严重的不良反应。在人体组织残留物中发现的高度卤化多氯联苯(PCBs)和多氯二苯并呋喃(二恶英和四氯二苯并二恶英)就是这类毒素的例子。另一方面，由于其在尿液中的快速排泄，具有高水溶性的异种生物制剂通常不需要生物转化。

要将亲脂性物质转化为可被有效消除的分子，通常需要两个或多个连续的酶处理过程。这些途径被分为第一阶段(氧化、还原和水解过程)和第二阶段(生物转化研究先驱)。第一相反应通常在第二相反应之前发生，但一些分子具有可以用作即时偶联受体的官能团(例如，-OH， -COOH和-NH₂)．在整个代谢过程中，化学物质的生物活性降低是很常见的(这一过程被称为解毒)，但情况并非总是如此。这是许多化学毒物合成的基本机制，因为第一阶段和第二阶段反应都可以在中毒或细胞激活过程中起作用。最常见的中毒过程，细胞色素p450依赖性活性，产生多种有毒化学物质，包括由有毒化合物产生的致癌物和诱变物。肝脏通常具有最多的异种代谢酶，但肝外组织中的上皮细胞(如肺、肾、肠道、胎盘和眼睛)也表现出活性。相对于肝脏，肝外组织通常不太参与包括药物在内的外来物质的物理代谢。同样，由于在这些细胞中解毒酶活性的形成比例通常比在肝细胞中更大，因此肝外器官在异种生物的代谢激活和随后的靶器官毒性中至关重要。

年龄、性别、饮食状况、疾病状态、药物和患者的遗传都对生物转化有影响。CYP450系统表现出从新生儿到成年，以及在产前期间的功能和表达的变动性。与参与药物代谢的许多其他系统的活性可能在男性中高于女性相反，少数研究发现细胞色素P450，特别是CYP3A4的活性在女性中高于男性。均衡的饮食将提供所需的蛋白质以及重要的金属和矿物质，如铜，锌和钙，需要正常的细胞酶过程，而不是低蛋白质的饮食。