Biotransformatie

Biotransformatie is de enzymatische omzetting van lipofiele verbindingen, zoals geneesmiddelen en xenobiotica, in minder lipofiele en beter oplosbare metabolieten zodat ze gemakkelijker via urine of gal kunnen worden uitgescheiden. De lever is de belangrijkste site van biotransformatie, maar ook de dunne darm, nieren, longen en de microbiële populaties in de darm dragen bij aan dit proces. Biotransformatie speelt een cruciale rol bij farmacokinetiek, toxikologie en milieuchemie.

Het proces verloopt doorgaans in twee fasen. Fase I omvat functionalisering: oxidatie, reductie of hydrolyse, waarbij vaak een functionele groep wordt geïntroduceerd of blootgelegd. Het cytochroom P450-systeem (CYP450) is een belangrijke katalysator, naast andere enzymen zoals flavine-gebonden mono-oxygenasen en esterases. Fase I-biotransformatie kan leiden tot metabolieten die minder of juist actiever zijn dan de oorspronkelijke stof.

Fase II bestaat uit conjugatie, waarbij de stof wordt gekoppeld aan endogene polaire groepen zoals glucuronzuur, sulfaat, glycine, glutathion of een acetyl- of methylgroep. Deze conjugaten zijn doorgaans zeer wateroplosbaar en gemakkelijker uit te scheiden via urine of gal. Enzymen die bij fase II betrokken zijn, omvatten UDP-glucuronosyltransferases (UGT), sulfotransferases (SULT), N-acetyltransferasen (NAT), glutathion-S-transferases (GST) en methyltransferasen.

Biotransformatie bepaalt de uiteindelijke klinische en toxicologische uitkomsten bij medicijngebruik en chemische blootstelling. Variatie tussen individuen, genetische factoren, leeftijd, leverfunctie, dieet en interacties met andere geneesmiddelen spelen een rol, net als microbiële en milieufactoren die de verwerking van xenobiotica beïnvloeden.