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Biotransformação

Biotransformação é o processo onde uma substância é modificada de um elemento químico para outro. E isso sucede por meio de uma reação química dentro do organismo.

Biotransformação
A biotransformação sucede por meio de reação química

A biotransformação é importante para a sobrevivência, pois os nutrientes absorvidos (que podem ser alimentos, oxigénio e outros.) são convertidos em substâncias essenciais para as funções habituais do organismo.

Em certos fármacos, é um metabolito que cumpre o efeito terapêutico, não sendo o princípio ativo do medicamento que faz isso.

A biotransformação se trata da etapa mais importante na eliminação e diminuição da toxicidade. E a mesma ainda atua no surgimento de metabólitos reativos intermediários, os quais são ligados às macromoléculas do organismo, gerando efeitos tóxicos pós-biotransformação, distintos dos efeitos que possuem o agente xenobiótico inicial.

Nesse processo, a depender da estrutura e do tipo de ligação que exista, variados efeitos patológicos sucederiam, tais como fibrose, formação de imunógenos, necrose, mutagênese, entre outros.

Todos os dias as pessoas estão expostas a substâncias estranhas no organismo (xenobióticos), as quais podem ser absorvidas, de maneira intencional ou não, por meio da pele, ingestão de alimentos, água ou medicamentos, assim como também por meio das vias respiratórias.

A biotransformação seria assim entendida como um grupo de alterações químicas ou também estruturais pelas quais as substâncias passam no organismo, no geral sendo causadas através de processos enzimáticos, objetivando formar derivados mais polares e hidrossolúveis, tornando fácil a sua eliminação. Mas acontece que nem sempre as drogas são inativadas, há certos metabólitos que exibem atividade aumentada.

Se você tem apenas alguns segundos, leia estes pontos chave:
  • Os citocromos P450 são heme-proteínas que participam de biotransformações de compostos de origem endógena e exógena, tornando as moléculas mais solúveis para fácil excreção.
  • A biotransformação pode gerar danos teciduais, uma vez que as moléculas se tornam muito reativas. Além disso, a exposição simultânea a várias drogas na terapêutica pode levar a danos teciduais no parênquima hepático.
  • A biotransformação ocorre através de dois mecanismos: mecanismo de ativação ou bioativação, que gera metabólitos com atividade igual ou maior que o precursor, e o mecanismo de desativação, que gera um produto menos tóxico do que o precursor.
  • A biotransformação envolve as reações de fase I e fase II. A fase I inclui as reações de redução, oxidação e hidrólise. A fase II, conhecida como reações de conjugação, envolve reações como sulfonação, acetilação, glicuronidação, entre outras.

Sistema Citocromo P450 e a sua importância na biotransformação

Os citocromos P450 são heme-proteínas (aquelas que por meio de hidrólise liberam aminoácidos e também outro componente). E essas heme-proteínas se envolvem nas biotransformações de diversos compostos de origem endógena e também exógena.

Biologicamente, tais enzimas estimulam a mudança química de diversas moléculas exógenas lipofílicas, que depois disso ficam mais solúveis e de fácil excreção através do organismo humano.

Porém uma consequência nisso seria que diversas moléculas, depois de passarem pela biotransformação, se convertem em moléculas muito reativas, podendo gerar danos teciduais.

Além do mais, como alguns xenobióticos são capazes de induzir ou inibir a produção de determinados citocromos P450, a exposição ou o uso simultâneo de múltiplas drogas na terapêutica tendem a causar muitas consequências, a exemplo da perda total ou parcial de um efeito farmacológico desejado e danos teciduais no parênquima hepático.

É no parênquima hepático onde se encontram os principais citocromos que processam xenobióticos. Esse tecido é ainda um dos locais com mais atividade de biotransformação farmacológica.

Os mecanismos que integram a biotransformação

conceito de biotransformação
Na biotransformação, uma substância é alterada de um elemento químico para outro

É comum que a biotransformação suceda por meio de dois mecanismos, os quais são: mecanismo de ativação ou bioativação e também mecanismo de desativação.

O mecanismo de ativação ou bioativação gera metabólitos tendo atividade igual ou maior que o precursor. Um exemplo seria o paration, que se trata de um exemplo de inseticida organofosforado que, ao ser absorvido pelos seres vivos, é então biotransformado em paraoxon, tendo maior toxicidade do que o seu precursor. E há ainda a piridina, a qual é biotransformada no íon N-metil piridínico, que dispõe de toxicidade maior que o precursor.

Já o mecanismo de desativação sucede quando o produto que resulta é menos tóxico do que o precursor.

É comum que haja na literatura científica termos como metabolização e destoxificação sendo sinônimos de biotransformação.

Mas nos dias atuais se utiliza o termo metabolismo com foco em descrever o comportamento geral de substâncias, sejam elas endógenas ou exógenas, no organismo, o que compreende absorção, distribuição, além de biotransformação e de eliminação. Esse termo é frequentemente empregado para se referir à biotransformação, tendo em vista que os frutos da biotransformação de xenobióticos se tratam de conhecidos metabólitos.

Sobre as fases da biotransformação

Há reações categorizadas de biotransformação através da natureza da reação envolvida (redução, oxidação e outras.) e também através da sequência normal com que elas sucedem. Tais reações catalisadas por meio de enzimas biotransformadoras de xenobióticos são rotuladas em: reações de fase I (pré-sintéticas) e reações de fase II (sintéticas).

A fase 1 abarca um grupo de reações de redução, oxidação e hidrólise que dispõem os toxicantes até as reações da fase II.

Essas reações, no geral, alteram a estrutura química da substância perante a adição de um grupo funcional (-OH, -NH2, -SH, ou -COOH). E isso gera um leve aumento de hidrofilicidade.

As reações da fase 2, que são ainda conhecidas como reações de conjugação, compreendem: sulfonação (chamada ainda de sulfatação), acetilação, glicuronidação, metilação, conjugação com glutationa e, também, conjugação com aminoácidos.

Os substratos endógenos de tais reações realizam a interação com grupos funcionais que estão na molécula do xenobiótico ou que foram embutidos ou expostos na fase I. Em boa parte das reações de conjugação de constituem compostos bastante polarizados e hidrossolúveis que em seguida são excretados por meio dos rins.

Citação

SOUSA, Priscila. (19 de Novembro de 2023). Biotransformação - O que é, conceito, importância e fases. Conceito.de. https://conceito.de/biotransformacao