Биотрансформация фармакологических веществ и ее значение

Биотрансформация лекарственных веществ. Все лекарственные вещества в организме включаются в обменные процессы на различных морфологических и биохимических уровнях, непосредственно или опосредованно, подвергаясь в разной степени выраженным структурным изменениям. У значительной части фармакологических веществ биотрансформация осуществляется в больших размерах, а у меньшей части биохимические превращения выражены в меньшей степени. Поэтому в первом случае элиминация фармакологических веществ в основном происходит в форме компонентов превращений в более простые соединения или в виде более сложных высокомолекулярных соединений, а во втором случае лекарственные вещества будут выводиться преимущественно в неизмененном виде.

В организме нет специфических морфологических образований и химических компонентов специфического назначения, обеспечивающих биотрансформацию лекарственных веществ. Несмотря на то, что большинство лекарственных веществ имеет химическую структуру, резко отличающуюся от химической структуры питательных веществ и веществ лекарственных, поступающих в организм с давних исторических времен с кормом, все же разнонаправленная биотрансформация происходит с помощью тех же ферментов и процессов, которые действуют в организме и при превращениях питательных веществ.

Все виды биотрансформации в организме осуществляются с помощью различного сочетания комплексов ферментов.

Уровень биотрансформации определяется рядом факторов: химической структурой вещества, возрастом, полом, видом животных, биодоступностью, патологическим состоянием и др. Общеизвестно, что между интенсивностью обменных процессов в организме животного и интенсивностью метаболизма и выведения из организма лекарственных веществ и их продуктов распада имеется прямая зависимость. Например, более интенсивно метаболизм питательных веществ протекает у птицы, молодых животных и мужских индивидуумов, а поэтому биотрансформация фармакологических веществ быстрее и полнее осуществляется у животных с более выраженным течением биохимических процессов.

Интенсивность биотрансформации определяется не только силой обмена веществ, но и наличием ферментных систем, а также видовых индивидуальных генетических различий. Например, наличие у кроликов атропиназы позволяет им поедать белену без эффекта отравления. Препараты ртути у животных с многокамерным желудком вызывают токсический эффект, тогда как у животных с однокамерным желудком токсические явления при соблюдении дозы отсутствуют. Скорость превращения лекарственных веществ в значительной степени зависит от наличия биодоступности, т. е. каждое лекарственное вещество в наибольшей степени проявляет свой фармакологический и терапевтический эффект в тех случаях, когда молекулам фармакологического вещества ничто не мешает непосредственно взаимодействовать с клетками организма. Биодоступность обеспечивается наиболее рациональным методом введения, формой лекарственного вещества, отсутствием физиологических и патологических барьеров и т. д.

Выделяют два основных вида превращения лекарственных веществ:

1) метаболическую трансформацию — превращение вещества за счет окисления, восстановления и гидролиза; 2) конъюгацию, при которой к лекарственному веществу или его метаболитам присоединяются различные химические группировки за счет процессов метилирования, ацетилирования, взаимодействия с глюкуроновой кислотой, сульфатами, глутатионом и др.

Таким образом, в первом случае происходит распад вещества, в другом образуются более сложные биохимические соединения. При этом одно и то же лекарственное вещество может подвергаться различным превращениям. Например, глюкоза в организме используется как источник энергии. В этом случае она распадается до воды и диоксида углерода. В другом случае она в печени превращается в глюкуроновую кислоту, а последняя превращается в кислоту аскорбиновую. В третьем случае она используется для синтеза более сложного углевод-гликогена.

Производными пурина являются кофеин, аденин и гуанин — основания, входящие в состав нуклеиновых кислот. Таким образом, кофеин может быть использован в организме для биосинтеза нуклеиновых кислот.

Биотрансформация лекарственных веществ осуществляется многими ферментами, но преимущественно ферментами, концентрирующимися в лизосомах печеночных клеток. Биотрансформация происходит также и при участии внутриклеточных и внеклеточных ферментов в различных органах и тканях, но в меньших размерах, чем в печени.

Следствие биотрансформации — потеря фармакологической активности лекарственного вещества, что, несомненно, лимитирует продолжительность фармакодинамического и терапевтического эффектов. При патологических состояниях, особенно печени, интенсивность биотрансформации снижается, что обусловливает удлинение периода пребывания лекарственных веществ в организме.

На интенсивность биотрансформации фармакологических веществ влияют: химическая структура лекарственного вещества, особенно при введении многокомпонентных препаратов; наличие индукторов и ингибиторов ферментов, катализирующих биотрансформацию; химический состав рациона; видовой состав желудочно-кишечной микрофлоры и т. д.

В ряде случаев химические превращения лекарственных веществ приводят к образованию новых соединений, которые по силе взаимодействия с живой материей превышают исходные соединения, или приобретают свойства повышенной токсичности, или даже изменяют фармакодинамическую и терапевтическую эффективности и специфичность (кодеин превращается в морфин).

Глубокое знание биотрансформации поможет осуществить регуляцию движения фармакологических веществ в организме животных и эффективно рационализировать фармакотерапию.