生物转化反应的主要类型及影响因素

(一)生物转化反应的主要类型

生物转化反应可概括为两相反应,第一相反应包括氧化、还原、水解反应;第二相反应称为结合反应。少数物质只经过第一相反应即可排出体外,但多数物质如药物或毒物等经过第一相反应后,其极性改变不大,尚需进行第二相反应,即与某些极性更强的物质(如葡萄糖醛酸、活性硫酸及乙酰基等)结合,增加其溶解度后排出体外。

1.第一相反应

(1)氧化反应:是最常见的生物转化反应,由多种氧化酶系催化,包括加单氧酶系、脱氢酶系、胺氧化酶系等。

①加单氧酶系:存在于肝细胞微粒体中,该酶系反应特点是能激活分子氧,使其中一个氧原子加在底物分子上被氧化,另一个氧原子被NADPH还原生成水,例如:

②脱氢酶系:醇脱氢酶和醛脱氢酶分别存在于肝细胞微粒体和胞质中,以NAD+为辅酶,分别催化醇类氧化成醛,醛类氧化成酸。醇需在肝进行代谢解毒,故肝功能损伤者不可大量饮酒。反应如下。

③单胺氧化酶系:此酶存在于线粒体中,可催化肠道内的腐败产物胺类氧化脱氨,生成相应的醛类,例如:

(2)还原反应:还原酶存在于肝细胞微粒体中,主要是硝基还原酶或偶氮还原酶类。反应时由NADPH提供氢,还原产物为胺类。许多化妆品和染料中含偶氮化合物,有的在代谢后会产生前致癌物,在偶氮还原酶作用下分解为胺而失去致癌作用,例如:

(3)水解反应:肝细胞微粒体及细胞质中含有多种水解酶,有酯酶、酰胺酶、糖苷酶等,可催化脂类、酰胺类及糖苷类化合物水解。例如:药物乙酰水杨酸(阿司匹林)进入体内很快被酯酶水解,生成水杨酸和乙酸。

2.第二相反应　结合反应是体内最主要的生物转化方式。凡含有羟基、羧基或氨基的药物、毒物和激素等非营养物质可与结合基团的供体发生结合反应,从而改变其生物活性并增加水溶性或极性,便于随排泄器官排出。结合物质主要有葡萄糖醛酸、活性硫酸、乙酰基和甲基等。

(1)葡萄糖醛酸结合:是体内最多见的结合方式。葡萄糖醛酸的供体是二磷酸尿苷葡萄糖醛酸(UDPGA),如吗啡、可卡因、胆红素、类固醇激素等均可与葡萄糖醛酸结合,例如:

(2)乙酰基结合反应:各种芳香胺的氨基与活化的乙酰基供体——乙酰CoA,在乙酰基转移酶催化下,生成乙酰化合物可随尿排出。大部分磺胺类药物在肝内经乙酰化作用而失去活性,但乙酰磺胺的溶解度反而降低,在酸性尿中容易析出。故在服用磺胺药时加服碱性药物(如小苏打),以防磺胺药在尿中形成结晶,并易于随尿排出。例如:

(二)影响生物转化的因素

生物转化作用常受年龄、性别、肝功能、个体差异及诱导物等体内外因素的影响,如新生儿生物转化酶系发育不完善,早产儿尤甚,对药物或毒物的耐受性较差,易发生中毒,因此用药时剂量要按体重计算严格控制;老年人随着年龄增长,器官功能退化,对药物的转化能力降低,用药后不良反应较强,易出现中毒现象,用药要慎重;肝实质病变肝功能损伤患者,肝血流量减少,生物转化功能及所需的酶活性降低,使药物或毒物的转化速度下降,故肝病患者最好忌烟、酒,用药应当慎重。

重点提示

1.生物转化的反应类型主要包括氧化、还原、水解和结合反应。

2.生物转化作用常受年龄、性别、肝功能、个体差异及诱导物等体内外因素的影响。