Biotransformacion

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Biotransformacion Powered By Docstoc
					Biotransformación

        Escuela de Farmacia
                      2011
Detoxificación
Bioconcentración

    Medida de la capacidad de un
    compuesto para acumularse en un
    tejido después de su absorción
    desde el medio circundante.

Factor de Bio - Concentración (BCF): es la relación calculada o
experimentalmente determinada, entre la concentración del XB en el
organismo y la del medio circundante. (FBC=Concentración en el
organismo/Concentración en el agua)
Bioconcentración
Bioacumulación

    Proceso en que la concentración de
    xenobióticos se incrementa a lo largo de las
    cadenas alimentarias, por la absorción de
    éstos por los organismos que viven en un
    medio acuoso contaminado.


Factor de Bio - Acumulación (BAF): es la relación calculada o
experimentalmente determinada, entre la concentración del XB en el
organismo y la del medio acuoso del inicio de la cadena alimentaria
(BAF=Concentración en el organismo/Concentración en el agua)
Bioacumulación
Bioacumulación
Biomagnificación

    Cuando el proceso de bioacumulación se
    mantiene y amplifica a lo largo de las cadenas
    tróficas, de forma     que la concentración de
    xenobióticos en lo alto de la pirámide es muy
    superior a la del medio circundante.


Factor de Bio - Magnificación (FBM): es la relación calculada o
experimentalmente determinada, entre la concentración del XB en el
organismo a considerar y la del medio acuoso donde se establece la cadena
trófica (C organismo > C organismo 2 > C organismo 1)
Biomagnificación
                  1. Bioquímica
                     1. Biotransformación
                  2. Fisiológica
                     1. Vómito, diarrea
                     2. Combinación con proteínas
Mecanismos de
                         plasmáticas
detoxcificación
                     3. Almacenamiento en los tejidos
                     4. Emuntorios y excreciones
                         1. Orina
                         2. Heces
                         3. Sudor
                         4. Aire expirado
                      Eliminarse sin alteración alguna,
                      con su estructura original.

                      Transformarse en un pro-tóxico,
                      tóxico o no
 UN XENOBIÓTICO EN
EL ORGANISMO PUEDE:
                      Experimentar transformaciones
                      que facilitan su eliminación

                      Experimentar modificaciones
                      estructurales que aumenten o
                      disminuyan su cualidad tóxica
                              Biodegradarse
                       Que no es otra cosa que la
                       serie de biotransformaciones
                       que sufre un xenobiótico en un
                       entorno ambiental concreto.
UN XENOBIÓTICO EN EL
  AMBIENTE PUEDE:
                       La biodegradación es el
                       resultado     de  todas las
                       biotransformaciones de un
                       Xenobiótico en un entorno
                       concreto, a cargo de los
                       diferentes organismos que
                       operen en él.
                    Proceso de modificación que
                    sufre un xenobiótico en su paso a
                    través del organismo.
BIOTRANSFORMACIÓN




                    Transformar los xenobióticos en
                    compuestos más hidrosolubles
   OBJETIVO DE LA   que puedan ser excretados.
BIOTRANSFORMACIÓN



                    Las reacciones de biotransformación
                    generan metabolitos inactivos e
                    hidrosolubles para su eliminación. En
  PRODUCTOS DE LA
                    algunos casos se generan metabolitos
BIOTRANSFORMACIÓN
                    con mayor actividad biológica y más
                    reactivos y , en consecuencia, con
                    propiedades tóxicas.
                               La biotransformación de los
                               xenobióticos en el organismo está
                               mediado por la acción de diversas
Xenobióticos biodegradables    enzimas. Cuando ocurre esta
                               transformación, los xenobióticos se
                               denominan biodegradables.
                             El proceso de biotransformación se
                             puede efectuar en varios órganos: piel,
  Dónde se lleva a cabo el   intestino, riñón, pulmón, hígado, entre
proceso de biotransformación otros.



La biotransformación se refiere a las transformaciones químicas que sufre
una droga dentro del organismo viviente, catalizadas por reacciones
enzimáticas. La inactivación de los xenobióticos los convierte en
metabolitos menos liposolubles, más ionizados y menos ligados a proteínas,
por lo tanto, con menos capacidad de atravesar la membrana celular.
             El sistema microsomal contiene el principal
             sistema enzimático del organismo.
             Las enzimas son de naturaleza lipídica y solo
             biotransforman compuestos xenobióticos.

             Ejemplo de estas enzimas:
El Sistema   • Esterasas,
Microsomal   • Reductasas,
             • Glucoroniltransferasas
             • Oxidasas.
         ¿Dónde se Realiza el Proceso de
              Biotransformación?
                         XENOBIÓTICOS
HÍGADO
                                              GÓNADAS
RIÑÓN
                                              PLACENTA
BAZO
                                              EPIDERMIS
CELULAS DEL TGI
                           SISTEMA              SANGRE
                         MICROSOMAL




                  METABOLITOS HIDROSOLUBLES
     ÓRGANOS DONDE PUEDE OCURRIR REACCIONES DE
               BIOTRANSFORMACIÓN

TUBO DIGESTIVO   Eritromicina, penicilina, insulina, pigmentos biliares,
                 tiramina, clonazepan, clorpromazina.

SANGRE           Acetilcolina, succinilcolina, procaína, acido
                 acetilsalicílico, suxametonio

RIÑON            Nitritos

PULMÓN           Prostanoides

PLACENTA         Esteroides

CEREBRO          Neurotransmisores y análogos
BIOTRASFORMACION


La BIOTRANSFORMACIÓN o METABOLISMO consiste
en el conjunto de transformaciones que sufre un tóxico
en el organismo, siendo su objetivo final el formar un
compuesto hidrosoluble, poco tóxico y fácilmente
eliminable.
BIOTRASFORMACION
La BIOTRANSFORMACIÓN es un proceso que conlleva
dos implicaciones necesarias:
 a) Reducir la toxicidad de la sustancia.
 b)Eliminar la sustancia del organismo.

 Una sustancia muy liposoluble (por ejemplo, los insecticidas
 organoclorados) jamás podría abandonar el organismo humano
 ya que siempre encontraría una membrana lipoide en la que
 disolverse. Por ello es necesario realizar una transformación
 química en la molécula del tóxico en la que se introducen
 grupos polares, haciéndolo menos liposoluble y más
 hidrosoluble, de manera que se facilita su eliminación urinaria.
La biotransformación de los tóxicos se realiza en dos fases,
denominadas Fase I (que incluye reacciones de oxidación,
reducción e hidrólisis) y Fase II (son reacciones de conjugación).




 Las principales enzimas implicadas en las reacciones de fase I son
 monooxigenasas, de las que existen dos tipos: monooxigenasas
 dependientes del citocromo P-450 (CYP450) y monooxigenasas que
 contienen flavina (sistema FMO), antiguamente conocido con el nombre de
 sistema aminooxidasa.
         Fase            Reacción         Metabolitos
Fase I           Oxidación          Activos
(no sistémica)   Reducción          Poco activos
                 Hidrólisis         Inactivos
Fase II          Conjugación        Inactivos
(sistémica)                         Hidrosolubles
                      FASE 1


    1. OXIDACIÓN:
    - Sistema Mono oxigenasa (CYP450)
    - Sistema Mono oxigenasa (FAD)
    - Otros (ADH)

    2. REDUCCIÓN

    3. HIDRÓLISIS


NADPH + O2 + Tóxico + 2H+Tóxico oxidado + NADP + H2O
   En las reacciones de Fase I ocurre la adición de grupos
    funcionales a la molécula de la droga para dar un nuevo
    producto apto para sufrir la Fase II.

   Estos grupos funcionales son: OH, COOH, NH2+, COH,
    y SH-.
FASE I: Oxidación
   La Fase I es la fase de preparación del tóxico para su
    conjugación posterior.

   La reacción más importante la constituye la oxidación
    que tiene lugar en los microsomas hepáticos.

    (Existen otros sistemas de oxidación no microsomales,
    que son minoritarios, pero que pueden tener importancia
    toxicológica, entre ellos el de la alcohol deshidrogenasa,
    aldehído deshidrogenasa,            monoaminoxidasa o
    xantinooxidasa.)
    FASE I: Oxidación
   El sistema monooxigenasa está formado por 3 componentes
    fundamentales:
       Una enzima: la NADPH-Cit P450 “Reductasa”.
           es una flavoproteína (es decir, su grupo prostético es el FAD).
       Una hemoproteína el CYP450
           actúa como transportador de electrones.
       Una coenzima: el NADPH.

    El sistema funciona incorporando una molécula de oxígeno a la
    molécula del tóxico dando origen a grupos OH (hidroxilación).
FASE I: Oxidación
   Además de la hidroxilación existen otras reacciones de
    oxidación:
       Desalquilaciones:
           La molécula del tóxico pierde un grupo alquílico de una cadena
            carbonada
       Desulfuraciones:
           Pérdida de un átomo de azufre que es sustituido por un átomo de
            oxigeno.
       Sulfoxidación:
           Unión de un átomo de oxigeno y un átomo de azufre
       Epoxidación:
           Adición de un átomo de oxigeno a un doble enlace. Es uno de los
            mecanismos que determinan la toxicidad del benceno.
Fase I: Reducción e Hidrólisis

   La reducción no es un mecanismo muy frecuente.
       Consiste, básicamente, en la pérdida de oxigeno o la adición de
        H2.


   La hidrólisis tiene poca importancia, excepto en el caso de
    algunos alcaloides (como atropina, cocaína,) e insecticidas
       Es el desdoblamiento químico de una sustancia mediante agua..
       Dicha reacción está catalizada por esterasas, como la
        colinesterasa, o amidasas.
Fase 2: Reacciones de Conjugación
   Las reacciones de fase II son reacciones de conjugación.

   En ellas se produce la unión del tóxico transformado en la Fase I
    con un compuesto o ligando endógeno dando lugar a una nueva
    sustancia más hidrosoluble.
Fase 2: Reacciones de Conjugación
    Dentro de los sistemas que intervienen en esta fase
    destacaremos la conjugación:
   Acido glucurónico: interviene el enzima glucuronil-
    transferasa.

   Mercaptúrica: interviene la glutatión - S - transferasa.
       En ella se emplean sustancias esenciales para las células como son
        el glutatión y la cisteína, de ahí que una conjugación excesiva con
        dichas sustancias puede originar una importante depleción de las
        mismas con la consiguiente toxicidad celular.
Fase 2: Reacciones de Conjugación
    Dentro de los sistemas que intervienen en esta fase
    destacaremos la conjugación:

   Sulfoconjugación: catalizada por la sulfo - transferasa.
       Se originan sulfatos del tóxico.


   Aminoácidos: dentro de éstos los más importantes son la
    glicina y la glutamina.
Fase 2: Reacciones de Conjugación
    Dentro de los sistemas que intervienen en esta fase
    destacaremos la conjugación:

   Acido acético: catalizada por la acetil - transferasa,
    utilizando la acetilcoenzima A como coenzima.

   Grupos metílicos: catalizada por las metiltransferasas,
    utilizando la S - adenosilmetionina como coenzima.
                            FASE 2

Glucuroniltransferasas             Ácido glucurónico
Glutation S-Transferasas           Mercaptúrica

                                   Sulfoconjugación
Sulfotransferasas
                                   Aminoácidos (gly, gln)

N-Acetililtransferasas             Acetilación
Metiltransferasas                  Metilación
Las reacciones de fase II son reacciones de conjugación en las que
se produce la unión del tóxico transformado en la Fase I con un
compuesto o ligando endógeno dando lugar a una nueva sustancia
más hidrosoluble.
          Pro-drogas son los fármacos que requieren
        biotransformación para generar la droga activa

   La heroína
       Genera morfina en el SNC, que es la droga activa.


   La ciclofosfamida, (una droga antineoplásica)
       Requiere de biotransformación hepática para generar el agente
        quimioterapéutico activo.


   La sultamicilina (antibiótico inactivo)
       Esterasas plasmáticas lo biotransforman en ampicilina y ácido
        clavulánico, que son los compuestos activos.
            Factores que modifican la actividad
                  enzimática microsomal

                        1.   Edad
 Factores que pueden    2.   Sexo
 modificar la actividad 3.   Factores genéticos
enzimática microsomal
                        4.   Estado nutricional
 en el metabolismo de
      los fármacos
                        5.   Enfermedades (co – morbilidad)
                        6.   Factores ambientales
              Factores que modifican la actividad
                    enzimática microsomal


                       Generalmente aumentan la síntesis de las
Inductores             enzimas.
enzimáticos            Ejemplo: fenobarbital, fenilbutazona, rifampicina,
                       fenitoina, carbamazepina, alcohol,etc.




Autoinductores        Aceleran su propio metabolismo.
enzimáticos           Ejemplo: clorpromacina, clordiazepoxido,
                      pentobarbital, meprobamato, etc.
              Factores que modifican la actividad
                    enzimática microsomal



Inhibidores           Generalmente disminuyen la síntesis de las
enzimáticos           enzimas del sistema microsomal.
                      Ejemplo: cimetidina, ciprofloxacina y
                      eritromicina.




                      Edades en las cuales los sistemas enzimáticos son
Edad                  deficientes.
                      Ejemplo: los neonatos y los ancianos
             Factores que modifican la actividad
                   enzimática microsomal



                     N- acetiltransferasa,
Factores genéticos   valores bajos de seudocolinesterasa,
                     glucosa-6-fosfato dehidrogenasa (G6PD).




                     Desnutrición
Otros factores       Enfermedades subyacentes
                     Factores ambientales
Fuente de la información
   Internet
       Profesor José Rafael Luna. Facultad de Farmacia y Bioanálisis.
        Universidad de los Andes.
       Biotransformación. Presentación en:
        http://www2.uah.es/tejedor_bio/bioquimica_ambiental/T6_biot
        rans-pagina.pdf

				
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posted:6/2/2011
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Description: Material complementario para la clase. Fuente: presentaciones sobre el tema, im�genes y texto de internet. Uso docente.