Μεταβολισμός φαρμάκων

Ο μεταβολισμός φαρμάκων, γνωστός και ως βιομετασχηματισμός, είναι η διαδικασία με την οποία το σώμα τροποποιεί χημικά τα φάρμακα, συνήθως για να τα κάνει πιο υδατοδιαλυτά και πιο εύκολα στην απέκκριση. Αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται κυρίως από τα ένζυμα, ειδικά στο ήπαρ, και μπορεί να επηρεάσει την αποτελεσματικότητα, την τοξικότητα και τη διάρκεια της δράσης ενός φαρμάκου.

Ο μεταβολισμός φαρμάκων περιλαμβάνει μια σειρά χημικών αντιδράσεων που καταλύονται από ένζυμα, κυρίως στο ήπαρ, αλλά και σε άλλους ιστούς. Αυτές οι αντιδράσεις ταξινομούνται γενικά σε δύο φάσεις. Η Φάση Ι περιλαμβάνει αντιδράσεις οξειδοαναγωγής ή υδρόλυσης, συχνά εισάγοντας ή εκθέτοντας λειτουργικές ομάδες στο μόριο του φαρμάκου. Η Φάση II περιλαμβάνει αντιδράσεις σύζευξης, όπου το φάρμακο ή οι μεταβολίτες του φαρμάκου της Φάσης Ι συνδέονται με ένα πολικό μόριο, καθιστώντας τα ακόμη πιο υδατοδιαλυτά.

Ο πρωταρχικός στόχος του μεταβολισμού των φαρμάκων είναι η μετατροπή των φαρμάκων σε μεταβολίτες που μπορούν εύκολα να αποβληθούν από το σώμα, κυρίως μέσω των νεφρών (ούρα) και του ήπατος (χολή). Ο μεταβολισμός μπορεί να ενεργοποιήσει, να απενεργοποιήσει ή ακόμη και να δημιουργήσει τοξικούς μεταβολίτες. Ορισμένοι μεταβολίτες μπορεί να είναι τοξικοί, ενώ άλλοι μπορεί να είναι ανενεργοί ή να έχουν διαφορετικές φαρμακολογικές επιδράσεις από το αρχικό φάρμακο. Ο μεταβολισμός μπορεί να μειώσει ή να παρατείνει την επίδραση ενός φαρμάκου μεταβάλλοντας τον ρυθμό απομάκρυνσής του. Ορισμένα φάρμακα μεταβολίζονται στο ήπαρ πριν φτάσουν στη συστημική κυκλοφορία, ένα φαινόμενο γνωστό ως μεταβολισμός πρώτης διόδου. Η διαδικασία αυτή μπορεί να μειώσει σημαντικά την ποσότητα του δραστικού φαρμάκου που φτάνει στην κυκλοφορία του αίματος.

Αρκετοί παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν τον μεταβολισμό φαρμάκων, συμπεριλαμβανομένων της ηλικίας, της ηπατικής λειτουργίας, της γενετικής, των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των φαρμάκων, και άλλων παραγόντων (π.χ. διατροφή και άλλες παθήσεις). Η κατανόηση του μεταβολισμού των φαρμάκων είναι κρίσιμη για τη βελτιστοποίηση της δοσολογίας των φαρμάκων (χορήγηση σωστής δόσης για την επίτευξη του επιθυμητού θεραπευτικού αποτελέσματος και την ελαχιστοποίηση της τοξικότητας), για την πρόβλεψη αλληλεπίδρασης φαρμάκων, για την ανάπτυξη νέων φαρμάκων (σχεδιασμός φαρμάκων που μεταβολίζονται με προβλέψιμο και ασφαλή τρόπο), και για την εξατομικευμένη φαρμακευτική θεραπεία.

 Φάσεις 
μικρογραφία|350x350εσ|Φάσεις Ι και ΙΙ του μεταβολισμού μιας λιπόφιλης φαρμακευτικής ουσίας και η μετατροπή της σε υδρόφιλη.
Ο μεταβολισμός των φαρμάκων περιλαμβάνει γενικά δύο κύριες φάσεις, αν και μερικές φορές λαμβάνεται υπόψη και μια τρίτη φάση. Οι αντιδράσεις φάσης Ι εισάγουν ή τροποποιούν λειτουργικές ομάδες στο μόριο του φαρμάκου, καθιστώντας το συχνά πιο αντιδραστικό ή πολικό. Οι αντιδράσεις φάσης II περιλαμβάνουν τις αντιδράσεις σύζευξης, όπου το φάρμακο ή ο μεταβολίτης φάσης Ι του φαρμάκου συνδέεται με ένα μεγαλύτερο, πιο υδατοδιαλυτό μόριο, διευκολύνοντας την απέκκρισή του. Η φάση III, όταν λαμβάνεται υπόψη, περιλαμβάνει περαιτέρω επεξεργασία και αποβολή του φαρμάκου ή των συμπλεγμάτων σύζευξής του με τη μεσολάβηση μεταφορέων.

 Αντιδράσεις Φάσης Ι 

 Σκοπός: Εισαγωγή ή τροποποίηση λειτουργικών ομάδων στο μόριο του φαρμάκου.
 Ένζυμα: Κυρίως ένζυμα του κυτοχρώματος P450 (CYPs), αλλά και άλλα όπως οι εστεράσες και οι αναγωγάσες.

Παραδείγματα περιλαμβάνουν την οξείδωση (συμπεριλαμβανομένης της υδροξυλίωσης, της αποαλκυλίωσης), την αναγωγή και την υδρόλυση. Ως αποτέλεσμα υπάρχει αυξημένη πολικότητα και αντιδραστικότητα του φαρμάκου, προετοιμάζοντάς το για αντιδράσεις φάσης II.

 Αντιδράσεις Φάσης ΙΙ 

 Σκοπός: Σύζευξη του φαρμάκου ή του μεταβολίτη φάσης Ι με ένα πολικό μόριο, αυξάνοντας τη διαλυτότητα στο νερό.
 Ένζυμα: Τρανσφεράσες, όπως γλυκουρονοσυλτρανσφεράσες, σουλφοτρανσφεράσες και γλουταθειονικές S-τρανσφεράσες.

Παραδείγματα περιλαμβάνουν τη γλυκουρονιδίωση, τη θείωση, τη σύζευξη γλουταθειόνης, την ακετυλίωση και τη μεθυλίωση. Ως αποτέλεσμα υπάρχει σημαντικά αυξημένη διαλυτότητα στο νερό, διευκολύνοντας την απέκκριση μέσω των ούρων ή της χολής.

 Αντιδράσεις Φάσης ΙΙΙ 

 Σκοπός: Περαιτέρω επεξεργασία συμπλόκων σύζευξης ή αποβολή φαρμάκου ή/και μεταβολιτών του από το κύτταρο μέσω μεταφορέων.
 Ένζυμα & μεταφορείς: Διάφοροι μεταφορείς εκροής όπως η P-γλυκοπρωτεΐνη (P-gp) και οι πρωτεΐνες σχετιζόμενες με αντίσταση σε πολλαπλά φάρμακα (Multidrug Resistance-Associated Proteins ή MRPs).

Πραγματοποιείται περαιτέρω μεταβολισμός συμπλόκων σύζευξης ή η μεταφορά του φαρμάκου ή των μεταβολιτών του εκτός του κυττάρου μέσω μεταφορέων. Ως αποτέλεσμα υπάρχει η αποβολή του φαρμάκου ή των μεταβολιτών του από το σώμα.

 Αποτελεσματικότητα και τοξικότητα 
Ο ρυθμός με τον οποίο μεταβολίζεται ένα φάρμακο μπορεί να επηρεάσει τόσο την αποτελεσματικότητα όσο και την τοξικότητά του. Εάν ο μεταβολισμός ενός φαρμάκου γίνεται πολύ γρήγορα, πιθανόν να μην υπάρχει κανένα όφελος από τη συνταγογραφούμενη δόση. Η δόση αυτή θα πρέπει να αυξηθεί για να επιτευχθεί το επιθυμητό θεραπευτικό αποτέλεσμα. Αντιστοίχως, εάν ο μεταβολισμός ενός φαρμάκου γίνεται πολύ αργά, το φάρμακο παραμένει ενεργό για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα μέσα στο σώμα και μπορεί να οδηγήσει στην εμφάνιση παρενεργειών.

Οι γενετικές διαφορές μεταξύ των ατόμων μπορούν να επηρεάσουν τη δραστηριότητα των ενζύμων που μεταβολίζουν τα φάρμακα, οδηγώντας σε διακυμάνσεις στον μεταβολισμό των φαρμάκων και πιθανή τοξικότητα. Ορισμένα άτομα μπορεί να έχουν ταχείς μεταβολισμούς, αποβάλλοντας τα φάρμακα γρήγορα και δυνητικά μειώνοντας την αποτελεσματικότητα, ενώ άλλα μπορεί να έχουν αργό μεταβολισμό, οδηγώντας σε συσσώρευση φαρμάκων και αυξημένη τοξικότητα. 

Τα φάρμακα μπορούν επίσης να αλληλεπιδράσουν και να επηρεάσουν τον μεταβολισμό το ένα του άλλου. Ένα φάρμακο μπορεί να αναστείλει ή να προκαλέσει τη δραστηριότητα ενζύμων που μεταβολίζουν ένα άλλο φάρμακο, οδηγώντας σε αλλοιωμένα επίπεδα φαρμάκου και πιθανή τοξικότητα. Γενικά, τα φάρμακα μπορούν να προκαλέσουν τον σχηματισμό των τοξικών μεταβολιτών. Αυτοί οι μεταβολίτες μπορούν να προκαλέσουν διάφορες ανεπιθύμητες ενέργειες, όπως βλάβη οργάνων, φλεγμονή ή ακόμη και καρκίνο.

 Παράγοντες που επηρεάζουν τον μεταβολισμό και την τοξικότητα των φαρμάκων 

 Γενετικοί παράγοντες: Οι γενετικοί πολυμορφισμοί στα ένζυμα που μεταβολίζουν τα φάρμακα μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά την αποτελεσματικότητα και την τοξικότητα των φαρμάκων.
 Ηλικία: Τα βρέφη και οι ηλικιωμένοι συχνά έχουν μειωμένη ικανότητα μεταβολισμού φαρμάκων, αυξάνοντας την ευαισθησία τους στην τοξικότητα των φαρμάκων.
 Νόσοι: Οι ηπατικές και νεφρικές παθήσεις μπορούν να επηρεάσουν τον μεταβολισμό και την απέκκριση των φαρμάκων, οδηγώντας σε συσσώρευση και τοξικότητα φαρμάκων.
 Αλληλεπιδράσεις φαρμάκων: Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ φαρμάκων μπορούν να επηρεάσουν τη δραστηριότητα των ενζύμων που μεταβολίζουν τα φάρμακα, οδηγώντας σε αλλοιωμένα επίπεδα φαρμάκων και πιθανή τοξικότητα.
 Διατροφή και περιβάλλον: Η διατροφή, ο τρόπος ζωής και οι περιβαλλοντικοί παράγοντες μπορούν επίσης να επηρεάσουν τον μεταβολισμό και την τοξικότητα των φαρμάκων.

 Φαρμακογονιδιωματική 
Η φαρμακογονιδιωματική είναι η μελέτη του πώς η γενετική σύνθεση ενός ατόμου επηρεάζει την απόκρισή του στα φάρμακα. Συνδυάζει τη φαρμακολογία και τη γονιδιωματική για να κατανοήσει πώς τα γονίδια επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα των φαρμάκων και τις πιθανές παρενέργειες, επιτρέποντας πιο εξατομικευμένες και αποτελεσματικές φαρμακευτικές θεραπείες.

Επί του παρόντος, οι ερευνητές μελετούν πώς οι μεταλλάξεις στα γονίδια επηρεάζουν την απόκριση του οργανισμού στα φάρμακα. Αυτές οι γενετικές διαφορές θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να προβλεφθεί εάν ένα φάρμακο θα είναι αποτελεσματικό για ένα συγκεκριμένο άτομο και ποια δόση θα βοηθήσει στην πρόληψη ανεπιθύμητων ενεργειών. Παθήσεις που επηρεάζουν την απόκριση ενός ατόμου σε ορισμένα φάρμακα περιλαμβάνουν την αντίσταση στην κλοπιδογρέλη, την ευαισθησία στη βαρφαρίνη, την αντίσταση στη βαρφαρίνη, την κακοήθη υπερθερμία, το σύνδρομο Stevens-Johnson/τοξική επιδερμική νεκρόλυση και την ανεπάρκεια S-μεθυλοτρανσφεράσης της θειοπουρίνης.

Ο τομέας της φαρμακογονιδιωματικής αναπτύσσεται και νέες προσεγγίσεις βρίσκονται υπό μελέτη σε κλινικές δοκιμές. Στο μέλλον, η φαρμακογονιδιωματική θα χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη εξατομικευμένων φαρμάκων για τη θεραπεία ενός ευρέος φάσματος προβλημάτων υγείας, συμπεριλαμβανομένων των καρδιαγγειακών παθήσεων, της νόσου Αλτσχάιμερ, του καρκίνου και του άσθματος.

 Παραδείγματα 

 Θεραπεία καρκίνου: Οι φαρμακογονιδιωματικές εξετάσεις μπορούν να βοηθήσουν στον προσδιορισμό του εάν ο όγκος ενός ασθενούς έχει συγκεκριμένους γενετικούς δείκτες που τον κάνουν να ανταποκρίνεται σε ορισμένα αντικαρκινικά φάρμακα.
 Πρόληψη θρόμβων αίματος: Ορισμένες γενετικές παραλλαγές μπορούν να επηρεάσουν τον τρόπο με τον οποίο το σώμα επεξεργάζεται αντιπηκτικά φάρμακα όπως η βαρφαρίνη και οι φαρμακογονιδιωματικές εξετάσεις μπορούν να βοηθήσουν στον προσδιορισμό της κατάλληλης δοσολογίας.
 Θεραπεία ψυχικής υγείας: Οι παραλλαγές στα γονίδια που εμπλέκονται στον μεταβολισμό των φαρμάκων μπορούν να επηρεάσουν τον τρόπο με τον οποίο τα άτομα ανταποκρίνονται στα αντικαταθλιπτικά και τα αντιψυχωσικά.

Στην ουσία, η φαρμακογονιδιωματική στοχεύει στη βελτιστοποίηση της φαρμακευτικής θεραπείας λαμβάνοντας υπόψη τη γενετική σύνθεση ενός ατόμου, οδηγώντας σε πιο αποτελεσματικές και ασφαλείς θεραπείες.

 Παραπομπές 

Κατηγορία:Φάρμακα
Κατηγορία:Βιοχημεία
Κατηγορία:Φαρμακοκινητική