Metabolisme obat dan biotransformations adalah reaksi kimia yang
bertanggung jawab untuk konversi
obat menjadi produk lain (metabolit) dalam tubuh sebelum dan sesudah mereka
telah mencapai situs mereka tindakan. Ini biasanya
terjadi lebih dari satu rute ( R- (þ). - warfarin). Rute-rute ini biasanya terdiri dari
serangkaian reaksi enzim-dikendalikan. Akhir mereka
produk biasanya senyawa farmakologis lembam yang lebih
mudah dikeluarkan dari obat
asli. Reaksi yang terlibat dalam rute-rute ini diklasifikasikan untuk
kenyamanan sebagai Tahap
I dan Tahap II reaksi. Tahap I reaksi
baik
memperkenalkan atau membuka kedok kelompok fungsional
yang diyakini bertindak sebagai pusat Tahap II reaksi. Produk tahap I reaksi sering lebih larut dalam
air dan lebih mudah diekskresikan
dari obat induk. Tahap II reaksi menghasilkan senyawa yang sering sangat air
larut dan biasanya membentuk sebagian besar produk diekskresikan aktif metabolisme
obat.
Tingkat metabolisme obat mengontrol durasi dan intensitas aksi banyak
obat dengan mengendalikan jumlah obat mencapai
situs target. Selain
itu, metabolit
yang dihasilkan mungkin
aktif secara
farmakologi. Akibatnya,penting dalam pengembangan obat baru untuk mendokumentasikan perilaku metabolisme produk obat serta yang orang tua mereka obat
dalam tubuh. Selanjutnya, dalam kasus ini dari prodrugs, metabolisme juga
bertanggung jawab untuk membebaskan bentuk aktif obat.
Proses metabolisme dapat dipengaruhi aktivitas biologis,
masa kerja, dan toksisitas obat, sehingga pengetahuan tentang metabolisme obat
dan senyawa organik asing lain (xenobiotika) sangat penting dalam dunia kimia
medisinal. Secara umum, tujuan metabolisme obat adalah mengubah obat menjadi metabolit
tidak aktif dan tidak toksik (bioinaktifasi atau detoksifikasi), mudah larut
dalam air dan kemudian diekresikan dari tubuh. Hasil metabolit beberapa obat
bersifat lebih toksik dibanding dengan senyawa induk (biotoksifikasi) tapi ada
pula hasil metabolit obat yang mempunyai efek farmakologis berbeda dengan
senyawa induk (Siswandono, 1995).
Ketika obat memasuki tubuh, mereka tunduk untuk menyerang dari berbagai enzim metabolik. Peran
ini enzim adalah untuk menurunkan atau
memodifikasi struktur asing,sedemikian rupa sehingga dapat lebih mudah
dikeluarkan. Akibatnya, sebagian besar obat mengalami beberapa bentuk reaksi metabolisme,
sehingga dalam struktur yang dikenal sebagai
metabolit. Sangat sering, ini
metabolit
kehilangan aktivitas obat asli, namun, dalam beberapa kasus, mereka mungkin mempertahankan tingkat
tertentu aktivitas.Dalam kasus luar biasa, metabolit bahkan mungkin lebih aktif daripada obat induk. Beberapa
metabolit dapat memiliki aktivitas yang berbeda dari obat induk, sehingga sisi efek atau keracunan. Sebuah pengetahuan
tentang metabolisme obat dan
konsekuensi
yang mungkin terjadi dapat membantu ahli kimia obat
dalam merancang obat baru yang tidak membentuk diterima metabolit. Sama, adalah mungkin untuk mengambil keuntungan metabolisme obat untuk mengaktifkan obat dalam tubuh.dikenal sebagai strategi prodrug. Hal ini saat ini kebutuhan untuk mengidentifikasi semua metabolit dari
obat baru sebelum dapat disetujui. Struktur dan stereokimia setiap metabolit harus ditentukan
dan metabolit harus diuji untuk aktivitas biologis
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI METABOLISME OBAT
dalam merancang obat baru yang tidak membentuk diterima metabolit. Sama, adalah mungkin untuk mengambil keuntungan metabolisme obat untuk mengaktifkan obat dalam tubuh.dikenal sebagai strategi prodrug. Hal ini saat ini kebutuhan untuk mengidentifikasi semua metabolit dari
obat baru sebelum dapat disetujui. Struktur dan stereokimia setiap metabolit harus ditentukan
dan metabolit harus diuji untuk aktivitas biologis
Metabolisme obat secara normal
melibatkan lebih dari satu proses kimiawi dan enzimatik sehingga menghasilkan
lebih dari satu metabolit.Jumlah metabolit ditentukan oleh kadar dan aktivitas
enzim yang berperan dalam proses metabolisme.Kecepatan metabolisme dapat
menentukan intensitas dan masa kerja obat.Kecepatan metabolisme ini kemungkinan
berbeda-beda pada masing-masing individu.Penurunan kecepatan metabolisme akan
meningkatkan intensitas dan memperpanjang masa kerja obat dan kemungkinan
meningkatkan toksisitas obat.Kenaikan kecepatan metabolisme akan menurunkan
intensitas dan memperpendek masa kerja obat sehingga obat menjadi tidak efektif
pada dosis normal.
Ø Faktor biologis yang mempengaruhi metabolisme
Perbedaan metabolisme dipamerkan oleh spesies diyakini karena
variasi dalam usia,
gender dan genetika. Penyakit juga dapat mempengaruhi metabolisme obat. Secara khusus, penyakit-penyakit tersebut sirosis dan hepatoma yang mempengaruhi hati, yang merupakan tempat utama untuk metabolisme, akan serius mengganggu metabolisme sejumlah obat. Penyakit organ seperti ginjal dan paru-paru, yang merupakan pusat kurang penting untuk metabolisme, juga akan mempengaruhi ekskresi produk metabolisme yang dihasilkan. Akibatnya, ketika menguji obat baru, itu adalah penting untuk merancang uji coba untuk mencakup semua aspek metabolisme.
gender dan genetika. Penyakit juga dapat mempengaruhi metabolisme obat. Secara khusus, penyakit-penyakit tersebut sirosis dan hepatoma yang mempengaruhi hati, yang merupakan tempat utama untuk metabolisme, akan serius mengganggu metabolisme sejumlah obat. Penyakit organ seperti ginjal dan paru-paru, yang merupakan pusat kurang penting untuk metabolisme, juga akan mempengaruhi ekskresi produk metabolisme yang dihasilkan. Akibatnya, ketika menguji obat baru, itu adalah penting untuk merancang uji coba untuk mencakup semua aspek metabolisme.
a) Factor
Umur
Umur Kemampuan untuk metabolisme
obat lebih rendah dalam sangat muda (di
bawah 5) dan orang tua
(lebih dari 60). Namun, ditekankan bahwa usia
dikutip adalah perkiraan dan aktual
Perubahan akan bervariasi
sesuai dengan individu dan gaya
hidup mereka.
Pada janin dan sangat muda (neonatus)
banyak rute metabolik tidak sepenuhnya dikembangkan. Hal ini karena enzim yang
diperlukan oleh proses metabolisme tidak diproduksi dalam jumlah yang cukup sampai beberapa
bulan setelah lahir. Misalnya,
ketika kloramfenikol
digunakan untuk mengobati infeksi bakteri pada bayi prematur ditemukan memiliki tingkat kematian yang tinggi, yang jatuh jauh ketika
bayi berusia 30
hari. ini tinggi
Angka kematian ini disebabkan oleh bayi prematur memiliki terlalu sedikit glucuronyl
transferase, enzim yang
mengkatalisis konversi obat untuk yang mudah diekskresikan
larut dalam air glukuronida. Akibatnya, konsentrasi obat dibangun fatal tingkat pada bayi. Sekarang diketahui bahwa tubuh synthesises transferase glukuronat atas 30 hari pertama kehidupan dan sebagai hasilnya tingkat kematian telah jatuh.
larut dalam air glukuronida. Akibatnya, konsentrasi obat dibangun fatal tingkat pada bayi. Sekarang diketahui bahwa tubuh synthesises transferase glukuronat atas 30 hari pertama kehidupan dan sebagai hasilnya tingkat kematian telah jatuh.
Beberapa xenobiotik dapat melewati
plasenta dari ibu ke janin
dan jadi apapun
obat yang
digunakan oleh ibu juga
cenderung masuk ke dalam janin.
Karena sejumlah
sistem enzim yang
diperlukan oleh tubuh untuk
Tahap II reaksi metabolisme obat memiliki
telah ditemukan untuk hadir di diabaikan
terhadap konsentrasi rendah pada janin,
obat ini dapat
mempengaruhi proses
biologis pada janin berkembang, sehingga teratogenik dan
lainnya efek yang tidak diinginkan. Selain itu, di
mana metabolisme obat terjadi
lebih larut dalam air
metabolit obat cenderung
menumpuk disisi
plasenta janin.
Jelas,jika produk-produk metabolik yang aktif
secara farmakologi mereka juga
bisa menjadi
merugikan perkembangan janin. Namun, tidak semua obat menyebabkan kerusakan pada
janin: administrasi betametason untuk ibu beberapa hari sebelum kelahiran telah
ditunjukkan untuk membantu perkembangan surfaktan dalam paru-paru janin.
merugikan perkembangan janin. Namun, tidak semua obat menyebabkan kerusakan pada
janin: administrasi betametason untuk ibu beberapa hari sebelum kelahiran telah
ditunjukkan untuk membantu perkembangan surfaktan dalam paru-paru janin.
Anak-anak (di atas 5) dan remaja biasanya memiliki rute metabolik yang
sama seperti orang dewasa.
Namun, Volume tubuh mereka lebih kecil berarti bahwa dosis yang lebih kecil diperlukan untuk mencapai diinginkan efek terapeutik. Hal ini juga mencatat bahwa kemampuan seseorang untuk metabolisme obat menurun dengan usia. Penurunan kemampuan seseorang untuk metabolisme obat telah dikaitkan dengan perubahan fisiologis yang menyertai penuaan. Ini tidak menimbulkan terlalu banyak masalah antara usia perkiraan 20 dan 60 tahun, tetapi bisa menjadi lebih signifikan pada orang tua. Secara umum tubuh secara bertahap kehilangan kemampuan untuk metabolisme dan menghilangkan obat dan metabolitnya. Hal ini menyebabkan konsentrasi darah yang lebih tinggi obat dan kemungkinan peningkatan efek samping obat. ini adalah biasanya membalas dengan memberikan dosis obat dikurangi relevan dengan pasien.
Namun, Volume tubuh mereka lebih kecil berarti bahwa dosis yang lebih kecil diperlukan untuk mencapai diinginkan efek terapeutik. Hal ini juga mencatat bahwa kemampuan seseorang untuk metabolisme obat menurun dengan usia. Penurunan kemampuan seseorang untuk metabolisme obat telah dikaitkan dengan perubahan fisiologis yang menyertai penuaan. Ini tidak menimbulkan terlalu banyak masalah antara usia perkiraan 20 dan 60 tahun, tetapi bisa menjadi lebih signifikan pada orang tua. Secara umum tubuh secara bertahap kehilangan kemampuan untuk metabolisme dan menghilangkan obat dan metabolitnya. Hal ini menyebabkan konsentrasi darah yang lebih tinggi obat dan kemungkinan peningkatan efek samping obat. ini adalah biasanya membalas dengan memberikan dosis obat dikurangi relevan dengan pasien.
b)
Factor
Jenis kelamin (Gender)
Gender jalur metabolisme diikuti dengan obat biasanya sama
untuk laki-laki dan wanita. Namun, beberapa perbedaan berkaitan dengan gender dalam metabolisme
anxiolytics, hipnotik dan sejumlah obat lain telah diamati. Sebagai contoh, Wilson telah ditemukan
diazepam yang memiliki paruh
rata-rata 41,9 jam
pada wanita tetapi hanya 32,5 jam pada laki-laki.Perbedaan tersebut telah dikaitkan dalam beberapa kasus perbedaan yang signifikan dalam enzim
konsentrasi. Sebagai contoh, wanita
memiliki konsentrasi lebih rendah
dari alkohol
dehidrogenase dan jadi jangan
metabolisme alkohol begitu cepat sebagai laki-laki.
Ibu hamil juga akan menunjukkan perubahan dalam tingkat metabolisme
beberapa obat. Untuk.Misalnya, metabolisme
petidin analgesik dan klorpromazin antipsikotik berkurang selama kehamilan.
c)
faktor keturunan dan genetik
Variasi genetik Variasi dalam kode genetik individu dapat
mengakibatkan tidak adanya
enzim, konsentrasi rendah enzim atau pembentukan enzim dengan penurunan aktivitas. Perbedaan-perbedaan dalam konsentrasi dan aktivitas enzim hasil pada individu menunjukkan tingkat metabolisme yang berbeda dan dalam beberapa kasus respon farmakologi yang berbeda
untuk obat yang sama. Sebagai contoh, isoniazid anti narkoba tuberkulosis dimetabolisme oleh Tahap Reaksi II: asetilasi. Pada beberapa pasien asetilasi ini cepat dan orang lain itu lambat. Lambat asetilasi ditemukan dalam 75 persen dari Kaukasia dan Negro tetapi hanya 10 persen dari Jepang dan Eskimo. Pasien sering diklasifikasikan sebagai asetilator cepat atau lambat.
enzim, konsentrasi rendah enzim atau pembentukan enzim dengan penurunan aktivitas. Perbedaan-perbedaan dalam konsentrasi dan aktivitas enzim hasil pada individu menunjukkan tingkat metabolisme yang berbeda dan dalam beberapa kasus respon farmakologi yang berbeda
untuk obat yang sama. Sebagai contoh, isoniazid anti narkoba tuberkulosis dimetabolisme oleh Tahap Reaksi II: asetilasi. Pada beberapa pasien asetilasi ini cepat dan orang lain itu lambat. Lambat asetilasi ditemukan dalam 75 persen dari Kaukasia dan Negro tetapi hanya 10 persen dari Jepang dan Eskimo. Pasien sering diklasifikasikan sebagai asetilator cepat atau lambat.
Ketidakmampuan individu untuk memetabolisme obat dapat mengakibatkan bahwa akumulasi obat
tubuh. Hal ini bisa
menimbulkan efek yang tidak diinginkan.
Ø Factor linkungan yang mempengaruhi metabolisme
Metabolisme obat juga
dipengaruhi oleh gaya hidup,seperti:
o makanan
dan diet
Kekurangan makanan dan nutrisi dapat menghambat fungsi tubuh dan metabolisme obat. aspek lain yang terkait adalah makanan dalam jumlah banyak, adanya bahan tambahan dan terutama adanya pencemar
Kekurangan makanan dan nutrisi dapat menghambat fungsi tubuh dan metabolisme obat. aspek lain yang terkait adalah makanan dalam jumlah banyak, adanya bahan tambahan dan terutama adanya pencemar
ü toksikomania ( kecanduan )
Alkohol mempengaruhi klirens obat oleh ginjal dan alkohol dapat merupakan induktor pada alkohol dehidrogenasi. Dalam waktu yang lama, kecanduan alkohol dapat menyebabkan berbagai keadaan patologik, misalnya sirosis.
Asap rokok dan hidrokarbonnya berbahaya. Karbondioksidanya berpengaruh pada sitokrom P-450 dan akan menurunkan hidroksilasi dari anilin hidrokarbon polisiklik yang bersifat inductor.
Alkohol mempengaruhi klirens obat oleh ginjal dan alkohol dapat merupakan induktor pada alkohol dehidrogenasi. Dalam waktu yang lama, kecanduan alkohol dapat menyebabkan berbagai keadaan patologik, misalnya sirosis.
Asap rokok dan hidrokarbonnya berbahaya. Karbondioksidanya berpengaruh pada sitokrom P-450 dan akan menurunkan hidroksilasi dari anilin hidrokarbon polisiklik yang bersifat inductor.
ü cemaran
udara
ü faktor meteorologi
contoh : suhu, sinar, kelembapan udara
Radiasi ion-ion memiliki kecenderungan untuk mengaktifkan metabolisme dari senyawa eksogen. Radiasi tersebut meningkatkan pembentukan nadph dan dapat menghambat oksidasi mikrosom.
contoh : suhu, sinar, kelembapan udara
Radiasi ion-ion memiliki kecenderungan untuk mengaktifkan metabolisme dari senyawa eksogen. Radiasi tersebut meningkatkan pembentukan nadph dan dapat menghambat oksidasi mikrosom.
ü stress
dan kelelahan.
Ø Perbedaan Spesies dan Galur
Spesies yang berbeda sering
merespon secara berbeda terhadap obat.
Sebagai contoh, dosis 50 mg kg-1 dari massa tubuh hexobarbitone akan
anaesthetise manusia selama beberapa jam tetapi dosis yang sama
hanya akan anaesthetise
tikus selama beberapa menit.
Alasan utama
untuk respon yang berbeda terhadap suatu obat oleh anggota spesies yang berbeda
adalah diyakini disebabkan oleh perbedaan
dalam metabolisme mereka. Perbedaan metabolik dapat mengambil baik berupa jalur metabolisme yang
berbeda untuk senyawa yang sama atau tingkat yang berbeda dari metabolisme ketika jalur yang sama.
Kedua penyimpangan yang meskipun terjadi karena enzim variasi, kekurangan dan sufficiencies.
Ø Enzim
Aktivitas
enzim dapat ditingkatkan atau dihambat oleh
adanya metabolik produk. Hal ini menyebabkan baik pengurangan atau peningkatan konsentrasi obat dalam tubuh.Dalam kasus yang pertama pengurangan akan menghasilkan kerja obat lebih pendek dan kurang efektif.Sebaliknya,
akumulasi akan menyebabkan kerja obat berkepanjangan dan peningkatan kemungkinan efek samping obat. Efek
ini tidak terbatas pada metabolit
obat tetapi dapat disebabkan oleh xenobiotik pada umumnya. Misalnya, makan jeruk bisa
meningkatkan bioavailabilitas dari
diazepam anxiolytic dan antikonvulsan yang
carbamazepine.
Pemberian bersama-sama suatu senyawa dapat meningkatkan
kecepatan metabolisme obat dan memperpendek masa kerja obat.Hal ini disebabkan
senyawa tersebut dapat meningkatkan jumlah atau aktivitas enzim metabolisme dan
bukan Karena permeablelitas mikrosom atau adanya reaksi
penghambatan.Peningkatan aktivitas enzim metabolisme obat-obat tertentuatau
proses induksi enzim mempercepat proses metabolisme dan menurunkan kadar obat
bebas dalam plasma sehingga efek farmakologis obat menurun dan masa kerjanya
menjadi lebih singkat.Induksi enzim juga mempengaruhi toksisitas beberapa obat
karena dapat meningkatkan metabolisme dan metabolit reaktif.
TEMPAT METABOLISME OBAT
Metabolisme obat dapat terjadi pada semua jaringan dan cairan biologis yang paling.
Namun,jangkauan terluas reaksi metabolisme terjadi di hati. Yang lebih substrat-selektif
berbagai proses metabolisme terjadi di ginjal, paru-paru,
otak, plasenta dan
lainnya jaringan.
Secara lisan obat
diberikan dapat dimetabolisme
segera setelah mereka tertelan. Namun,daerah pertama di mana tingkat signifikan metabolisme obat terjadi biasanya di
saluran pencernaan dan
dalam dinding usus. Setelah
diserap dari saluran pencernaan, banyak potensi dan
obat-obatan yang ada
secara luas dimetabolisme oleh metabolisme lintas pertama. Sebagai contoh,metabolisme lintas pertama dari beberapa obat seperti
lignocaine begitu lengkap bahwa mereka tidak bisa diberikan secara oral. Bioavailabilitas obat lain, seperti nitrogliserin
(vasodilator), propranolol (antihipertensi) dan petidin
(analgesik narkotika), berkurang secara signifikan metabolisme lintas pertama mereka.
Perubahan kimia obat dalam tubuh terutama terjadi pada
jaringan-jaringan dan organ-organ seperti hati,ginjal,paru dan saluran
cerna.Hati merupakan organ tubuh tempat utama metabolisme obat oleh
karena mengandung enzim-enzim metabolisme dibanding organ lain.Metabolisme obat
di hati terjadi pada membrane reticulum endoplasma sel.Retikulum endoplasma
terdiri dari dua tipe yang berbeda,baik bentuk maupun fungsinya.Tipe 1
mempunyai permukaan membran yang kasar,terdiri dari ribosom-ribosom yang
tersusun secara khas dan berfungsi mengatur susunan genetik asam aminoyang
diperlukan untuk sintesis protein.Tipe 2 mempunyai permukaan membran yang halus
tidak mengandung ribosom.Kedua tipe ini merupakan tempat enzim-enzim yang
diperlukan untuk metabolisme obat.
Tubuh
membutuhkan obat sebagai benda asing dan
memiliki
metode menyingkirkan penjajah kimia seperti. Jika
obat polar, maka akan cepat diekskresikan oleh ginjal.
Namun, obat non-polar tidak mudah dikeluarkan dan tujuan metabolisme obat adalah untuk
mengkonversi senyawa
tersebut menjadi molekul yang lebih polar yang dapat
mudah dikeluarkan.Non-spesifik c enzim (terutama sitokrom
P450
enzim dalam hati) dapat menambah kutub fungsional
kelompok untuk berbagai obat. Setelah fungsional polar
kelompok telah ditambahkan, obat keseluruhan lebih polar
dan larut dalam air, dan lebih mungkin untuk dibuang saat
melewati ginjal. Sebuah
alternatif enzimatik Reaksi dapat mengungkapkan kelompok fungsional polar bertopeng
yang mungkin sudah ada dalam obat. Sebagai contoh,ada
enzim yang dapat demethylate eter metil kemengungkapkan gugus hidroksil yang
lebih polar. Sekali lagi, semakin produk polar (metabolit) diekskresikan lebih efisien.
Reaksi ini diklasifikasikan
sebagai tahap I reaksi dan umumnya melibatkan oksidasi, reduksi, dan hidrolisis. Sebagian besar reaksi ini terjadi di hati,tetapi
beberapa (seperti hidrolisis ester dan amida) dapat
juga terjadi pada dinding usus, plasma darah, dan
jaringan lainnya. Beberapa
struktur yang paling rentan terhadap oksidasi yang
N metil kelompok, cincin aromatik, posisi terminal
rantai alkil, dan posisi paling terhalang dari alisiklik
cincin. Nitro, azo, dan kelompok karbonil rentan terhadap
pengurangan oleh
reduktase, sementara amida dan ester rentan terhadap
hidrolisis oleh peptidase dan esterase masing-masing.
Untuk
banyak obat, dua atau lebih reaksi metabolisme dapat
terjadi,
sehingga metabolit, obat lain mungkin tidak
dimetabolisme sama sekali. Sebuah pengetahuan tentang
reaksi metabolik yang
mungkin untuk kelompok fungsional memungkinkan ahli kimia obat untuk
memprediksi produk metabolik mungkin untuk setiap obat yang diberikan, tetapi hanya penelitian
metabolisme obat akan menentukan
apakah metabolit ini benar-benar terbentuk.
Metabolisme obat memiliki implikasi penting ketika datang untuk menggunakan obat kiral,
terutama jika obat ini menjadi
digunakan
sebagai rasemat a. e enzim Th terlibat dalam catalysing reaksi metabolisme akan sering en
membedakan antara
dua enantiomer
obat kiral, seperti yang
satu enansiomer mengalami reaksi metabolisme yang
berbeda dari yang lain.
Akibatnya, kedua enantiomer obat kiral telah diuji secara terpisah untuk melihat apa metabolit
yang terbentuk. Dalam prakteknya, biasanya
lebih baik untuk menggunakan satu enansiomer dalam kedokteran atau desain obat sedemikian
rupa sehingga tidak asimetris
Serangkaian reaksi metabolisme digolongkan sebagai tahap II Reaksi juga terjadi, terutama di hati .
Sebagian besar reaksi ini adalah reaksi konjugasi, Dimana molekul polar melekat
yang cocok kutub
'pegangan' yang sudah ada pada obat atau menyebabkan telah diperkenalkan oleh fase I reaksi.
Th e konjugat yang dihasilkan
telah sangat
meningkat polaritas, sehingga meningkatkan nya
laju ekskresi dalam urin atau empedu lebih jauh.
laju ekskresi dalam urin atau empedu lebih jauh.
1.
Reaksi Fasa I atau reaksi fungsional
a) Tahap I transformasi katalis oleh enzim sitokrom P450
Enzim
terletak di
sel-sel hati. Mereka adalah haemoproteins (mengandung hem dan besi) dan mereka mengkatalisis reaksi yang
membagi
molekul oksigen, sehingga salah satu atom oksigen
diperkenalkan ke obat dan lainnya berakhir di air.
Akibatnya, mereka termasuk kelas umum enzim yang disebut monooxygenases.
Oksidasi atom karbon dapat terjadi
jika atom karbon
adalah baik terkena (yaitu
mudah diakses enzim)
atau diaktifkan. Misalnya, metil substituen
padarangka karbon dari obat
yang sering en
mudah diakses dan teroksidasi untuk membentuk alkohol, yang dapat teroksidasi
lebih lanjut untuk asam karboksilat.
Dalam kasus longerchain
substituen, karbon terminal
dan kedua dari belakang
karbon adalah karbon
paling terkena dalam rantai,
dan keduanya rentan
terhadap oksidasi. Jika cincin alifatik
hadir, wilayah yang paling terkena adalah bagian
yang paling mungkin dioksidasi.
Atom karbon aktif sebelah sp
pusat 2 karbon
(Ie allylic atau
posisi benzilik) atau pusat
karbon sp
(IEA posisi propunil)
lebih cenderung dioksidasi
dari atom karbon terkena.
atom karbon
yang alpha ke heteroatom yang juga
diaktifkan dan
rentan terhadap oksidasi. Dalam
hal ini, hasil hidroksilasi dalam metabolit yang tidak stabil yang segera dihidrolisis
menghasilkan dealkilasi amina, eter, dan
tioeter, atau dehalogenation
alkil halida. Aldehida yang terbentuk dari reaksi-reaksi
ini umumnya mengalami oksidasi lebih lanjut untuk asam karboksilat oleh dehidrogenase aldehid . Tersier
amina yang ditemukan
lebih reaktif terhadap oksidatif
dealkilasi dari amina
sekunder karena mereka
kebasaan yang lebih besar, sedangkan O -demethylation
aromatik eter lebih cepat dari O -dealkylation
alkil yang lebih besar
kelompok. O -Demethylation
penting untuk analgesik
aktivitas kodein .
Sitokrom P450 enzim dapat mengkatalisis oksidasi
tak jenuh sp 2 dan pusat karbon sp hadir dalam alkena,
alkuna, dan cincin aromatik . Dalam hal
alkena, sebuah epoksida reaktif terbentuk yang
dinonaktifkan oleh hidrolase
enzim epoksida untuk membentuk diol. Dalam beberapa kasus, epoksida dapat menghindari enzim.
Jika ini
terjadi, dapat bertindak sebagai agen alkylating dan
bereaksi dengan kelompok
nukleofilik hadir dalam protein atau asam nukleat,
menyebabkan keracunan. Th e oksidasi cincin aromatik
hasil dalam epoksida sama reaktif perantara yang
dapat memiliki beberapa nasib. Mungkin menjalani penataan
ulang sebuah reaksi yang
melibatkan transfer hidrida untuk membentuk fenol, biasanya pada posisi para. Atau,
mungkin dinonaktifkan oleh epoksida hidrolase untuk
membentuk diol atau
bereaksi dengan glutathione S -transferase untuk membentuk
konjugat. Jika epoksida intermediate
menghindar enzim ini mungkin bertindak sebagai agen
alkilasi
dan membuktikan beracun. cincin aromatik elektron-kaya
cenderung untuk
terepoksidasi lebih cepat dibandingkan dengan electronwithdrawing substituen-ini memiliki konsekuensi untuk
desain obat.
Amina tersier yang teroksidasi menjadi N -oxides selama
kelompok alkil tidak
sterik menuntut. Primer
dan amina sekunder juga
teroksidasi menjadi N -oxides, tapi ini cepat dikonversi
menjadi hydroxylamines dan
luar. amina primer
aromatik juga teroksidasi
secara bertahap untuk nitro
aromatik kelompok-proses
yang terkait dengan toksisitas amina aromatik, sebagai sangat elektrofilik
intermediet terbentuk yang
dapat Alkylate
protein atau asam nukleat.
amina primer Aromatic
juga dapat termetilasi dalam
fase reaksi II ke amina sekunder
yang kemudian dapat mengalami
tahap I oksidasi menghasilkan
formaldehida dan primer
hydroxylamines. amida primer
dan sekunder dapat
teroksidasi menjadi
hydroxylamines. kelompok fungsional ini juga telah dikaitkan dengan toksisitas dan carcinogenicity.
IOLs Th dapat teroksidasi menjadi disulfida. Ada bukti bahwa tiol dapat
termetilasi metil sulfida,
yang
kemudian teroksidasi menjadi sulfida dan sulfon.
Oksidasi adalah yang
paling penting Tahap I metabolisme reaksi. Salah satu enzim utama sistem yang terlibat dalam oksidasi
xenobiotik tampaknya yang disebut fungsi campuran oksidase atau monooxygenases, yang banyak terkandung
dalam retikulum endoplasma halus hati tetapi juga terjadi, pada tingkat lebih rendah, pada
jaringan lainnya.Mekanisme yang
ini fungsi
oksidase dicampur beroperasi mungkin melibatkan serangkaian langkah, setiap
langkah yang dikontrol oleh
sistem enzim yang tepat. Langkah-langkah ini dapat berupa oksidatif atau reduktif di alam. Misalnya, oksidasi
alifatik obligasi C-H yang melibatkan sitokrom P-450 keluarga diyakini berlangsung dengan serangkaian langkah-langkah
yang saling terkait. Ini
langkah langkah yang dikatalisis oleh sitokrom
P-450, sitokrom P-450 reduktase dan sitokrom b5 reduktase, dengan baik NADPH atau NADH sebagai koenzim. Sistem lengkap
non-spesifik, catalysing
oksidasi berbagai
substrat. Hal
ini mungkin karena kedua non-selektivitas enzim dan juga Adanya berbagai isozim. Selain itu,
xenobiotik larut-lipid yang baik substrat untuk sitokrom P-450 monooxygenases karena
konsentrasi tinggi dari
sistem enzim
yang ditemukan dalam jaringan limposit.
Monooxygenases Flavin (FMO) juga keluarga penting
non-selektif campuran
Fungsi oksidase.
Enzim ini, yang memiliki FAD (flavin adenine dinukleotida) kelompok prostetik, memerlukan baik
NADH atau NADPH sebagai koenzim. Mereka mengkatalisis oksidasi kelompok nukleofilik seperti aromatik cincin,
amina, tiol dan sulfida tetapi
tidak akan memetabolisme substrat dengan kelompok anionik. Seperti
sitokrom P-450, mekanisme
oksidasi
FMO-katalis diduga melibatkan sejumlah langkah oksidatif dan
reduktif . Residu flavin diyakini memainkan
bagian penting dalam oksidasi, yang diduga terjadi dengan serangan nukleofil pada oksigen terminal
hydroxyperoxide yang
residu yang
terbentuk pada residu ini.Sejumlah enzim lain
seperti monoamine oxidase, alkohol
dehidrogenase dan xantin oksidase juga terlibat dalam metabolisme obat. Enzim ini cenderung lebih
spesifik, pengoksidasi xenobiotik
yang berhubungan dengan substrat normal untuk enzim.
b)
Reduksi
(pengurangan)
Pengurangan merupakan reaksi penting untuk metabolisme
senyawa yang mengandung diturunkan kelompok, seperti aldehida, keton, alkena, nitro-senyawa,
azo-senyawa dan
sulfoksida. Produk dari banyak pengurangan ini adalah kelompok fungsional yang
selanjutnya bisa menjalani Tahap selanjutnya II reaksi (lihat bagian 12.6) untuk membentuk derivatif yang lebih larut dalam air dibandingkan dengan obat asli. Pengurangan beberapa kelompok fungsional hasil dalam pembentukan stereoisomer. Meskipun ini menunjukkan bahwa dua rute metabolik mungkin diperlukan untuk menangani produk-produk penurunan, hanya satu produk biasanya mendominasi. Sebagai contoh, R (þ) -warfarin direduksi menjadi campuran yang sesuai R, S (þ) dan R, R (þ) diastereomer, R, S (þ) isomer sebagai produk utama .
sulfoksida. Produk dari banyak pengurangan ini adalah kelompok fungsional yang
selanjutnya bisa menjalani Tahap selanjutnya II reaksi (lihat bagian 12.6) untuk membentuk derivatif yang lebih larut dalam air dibandingkan dengan obat asli. Pengurangan beberapa kelompok fungsional hasil dalam pembentukan stereoisomer. Meskipun ini menunjukkan bahwa dua rute metabolik mungkin diperlukan untuk menangani produk-produk penurunan, hanya satu produk biasanya mendominasi. Sebagai contoh, R (þ) -warfarin direduksi menjadi campuran yang sesuai R, S (þ) dan R, R (þ) diastereomer, R, S (þ) isomer sebagai produk utama .
Enzim yang digunakan untuk mengkatalisis pengurangan
metabolik biasanya spesifik dalam aksi mereka.Sebagai contoh, aldehid dan keton dikurangi dengan larut
reduktase aldo-keto,
nitro kelompok dengan reduktase nitro larut
dan azo kelompok dengan mikrosomal multikomponen
reduktase. Semua enzim ini banyak terkandung dalam hati, tetapi juga terjadi pada ginjal
dan jaringan lain. Banyak enzim ini memerlukan NADPH sebagai koenzim.
reduktase. Semua enzim ini banyak terkandung dalam hati, tetapi juga terjadi pada ginjal
dan jaringan lain. Banyak enzim ini memerlukan NADPH sebagai koenzim.
c) Hidrolisis
Hidrolisis adalah reaksi metabolisme penting bagi obat
yang mengandung struktur ester dan
kelompok amida. Semua jenis ester dan amida dapat dimetabolisme oleh jalur ini. Ester
hidrolisis sering dikatalisis oleh esterase non-spesifik dalam hati, ginjal dan jaringan lain,
serta pseudocholinesterases dalam plasma. Amida hidrolisis juga dikatalisis oleh esterase non-spesifik maupun oleh non-spesifik amidases, carboxypeptidases, amino peptidase dan decyclases. Enzim ini ditemukan di berbagai jaringan dalam tubuh. Lebih sistem enzim khusus yang mampu menghidrolisis sulfat dan glukuronat konjugat juga sebagai epoksida hidrat, glikosida, dan bagian-bagian lain. Dalam semua berbagai reaksi Produk yang terbentuk dapat selanjutnya dikonversi oleh Tahap II reaksi menjadi tidak aktif dan lebih larut dalam air konjugat yang lebih mudah dikeluarkan. Hidrolisis ester biasanya cepat sementara yang amida jika sering jauh lebih lambat. Ini membuat ester cocok sebagai prodrugs (lihat bagian 12.9) dan amida sumber potensial untuk slowrelease obat.
kelompok amida. Semua jenis ester dan amida dapat dimetabolisme oleh jalur ini. Ester
hidrolisis sering dikatalisis oleh esterase non-spesifik dalam hati, ginjal dan jaringan lain,
serta pseudocholinesterases dalam plasma. Amida hidrolisis juga dikatalisis oleh esterase non-spesifik maupun oleh non-spesifik amidases, carboxypeptidases, amino peptidase dan decyclases. Enzim ini ditemukan di berbagai jaringan dalam tubuh. Lebih sistem enzim khusus yang mampu menghidrolisis sulfat dan glukuronat konjugat juga sebagai epoksida hidrat, glikosida, dan bagian-bagian lain. Dalam semua berbagai reaksi Produk yang terbentuk dapat selanjutnya dikonversi oleh Tahap II reaksi menjadi tidak aktif dan lebih larut dalam air konjugat yang lebih mudah dikeluarkan. Hidrolisis ester biasanya cepat sementara yang amida jika sering jauh lebih lambat. Ini membuat ester cocok sebagai prodrugs (lihat bagian 12.9) dan amida sumber potensial untuk slowrelease obat.
d) Hidrasi
Hidrasi dalam konteks metabolism adalah penambahan air ke struktur. Epoksida dapat segera terhidrasi terlalu diol
(lihat epoksida, Tabel
12.1), reaksi yang
dikatalisis oleh
enzim hidrolase epoksida.
epoksida ini sering terbentuk sebagai hasil dari sebelumnya Reaksi metabolik.
e)
Reaksi fasa I lainnya.
Reaksi yang melibatkan
fasa I metabolisme tidak terbatas pada mereka yang dibahas dalam
bagian sebelumnya. Secara teori, reaksi
organik yang sesuai dapat digunakan dalam metabolisme suaturute. Misalnya, tahap
awal dalam
metabolisme adalah L-dopa dekarboksilasi
2. Reaksi fase II atau reaksi konjugasi.
Kebanyakan tahap II reaksi yang
reaksi konjugasi katalis
oleh enzi transferase.Dihasilkan konjugat biasanya tidak aktif, tetapi ada
pengecualian untuk aturan ini.Konjugasi asam glukuronat adalah yang paling umum dari Reaksi tersebut. Phenol, alkohol,
hydroxylamines, dan
asam
karboksilat membentuk O -glucuronides melalui reaksi dengan UDFP-glukuronat sedemikian rupa sehingga glukuronat
yang sangat polar
molekul asam
melekat pada obat.konjugasi
sehingga diekskresikan dalam urin, tetapi mungkin juga diekskresikan dalam empedu jika berat
molekul lebih dari 300.
Berbagai kelompok fungsional lainnya, seperti sulfonamid, amida, amina, dan tiol dapat bereaksi untuk membentuk N -. atau S -glucuronides -glucuronides C juga
mungkin dalam situasi di mana ada karbon aktif pusat sebelah gugus karbonil.
Bentuk lain dari konjugasi adalah konjugasi sulfat. Kurang umum daripada glucuronation dan dibatasi terutama untuk fenol, alkohol, arylamines, dan N senyawa -hydroxy.Reaksi dikatalisis oleh sulphotransferases menggunakan kofaktor 3'-phosphoadenosine 5'-phosphosulfate sebagai sumber sulfat. Primer dan amina sekunder, alkohol sekunder, dan fenol membentuk konjugat stabil, sedangkan alkohol primer membentuk sulfat reaktif, yang dapat bertindak sebagai alkylating beracun agen. hydroxylamines Aromatik dan hydroxylamides juga membentuk konjugat sulfat stabil yang dapat menjadi racun.
Berbagai kelompok fungsional lainnya, seperti sulfonamid, amida, amina, dan tiol dapat bereaksi untuk membentuk N -. atau S -glucuronides -glucuronides C juga
mungkin dalam situasi di mana ada karbon aktif pusat sebelah gugus karbonil.
Bentuk lain dari konjugasi adalah konjugasi sulfat. Kurang umum daripada glucuronation dan dibatasi terutama untuk fenol, alkohol, arylamines, dan N senyawa -hydroxy.Reaksi dikatalisis oleh sulphotransferases menggunakan kofaktor 3'-phosphoadenosine 5'-phosphosulfate sebagai sumber sulfat. Primer dan amina sekunder, alkohol sekunder, dan fenol membentuk konjugat stabil, sedangkan alkohol primer membentuk sulfat reaktif, yang dapat bertindak sebagai alkylating beracun agen. hydroxylamines Aromatik dan hydroxylamides juga membentuk konjugat sulfat stabil yang dapat menjadi racun.
Obat
bantalan kelompok asam karboksilat dapat menjadi konjugasi asam amino oleh pembentukan peptida
Link. Pada kebanyakan hewan, konjugat glisin umumnya
terbentuk, namun l-glutamin adalah asam amino yang paling
umum
digunakan untuk konjugasi pada primata. Th e asam
karboksilat hadir dalam
obat ini pertama diaktifkan oleh pembentukan koenzim A thioester yang kemudian dihubungkan dengan
amino
Asam.Kelompok fungsional elektrofilik, seperti
epoksida,alkil halida, sulfonat, disulfida, dan spesies radikal,
dapat bereaksi dengan kelompok tiol nukleofilik dari
tripeptide glutathione untuk memberikan konjugat
glutation yang dapat
kemudian diubah menjadi mercapturic asam. Glutathione konjugasi reaksi dapat terjadi di sebagian besar sel, terutama di hati
dan ginjal, dan dikatalisis oleh glutation transferase.Reaksi konjugasi penting dalam detoksifikasi
berpotensi berbahaya racun lingkungan atau elektrofilik
alkylating agen dibentuk oleh fase I reaksi. Konjugat glutation
yang sering en diekskresikan dalam empedu, tetapi lebih biasanya dikonversi ke mercapturic
asam
sarat dengan ratna sebelum ekskresi.
Tahap II reaksi yang sering dikenal sebagai reaksi konjugasi karena mereka melibatkan lampiran dari kelompok atau molekul
obat atau metabolit.
Mereka mungkin terjadi pada setiap titik dalam metabolisme obat atau xenobiotik
tetapi mereka sering langkah terakhir
dalam metabolisme jalur sebelum ekskresi. Produk
yang dibentuk oleh reaksi-reaksi ini
dikenal sebagai konjugat. Mereka biasanya larut
dalam air dan biasanya diekskresikan dalam urin dan / atau empedu. Konjugat terbentuk biasanya farmakologi tidak
aktif meskipun ada beberapa
pengecualian. Misalnya, telah menyarankan
bahwa hepatotoksisitas dan
nefrotoksisitas dari phenacetin
bisa disebabkan pembentukan ester O-sulfat, yang telah terbukti mengikat protein mikrosomal.
Dinamakan sitokrom P450 (cytochrome
P450 ) karena cyto menunjukkan lokasi dan chromes berarti karakteristrik
spektrofotometrik. Enzim ini mengandung
sebuah hem dengan spektrum absorbansi warna tertentu (P = Pigmen). Angka 450 bermula dari
suatu pemeriksaan spektroskopi terhadap
mikrosom sel hepar tikus pada tahun
1958. Fraksi mikrosom tersebut direduksi
dengan dithionite yang dilanjutkan dengan CO
(CO akan terikat pada hem ferro), sehingga menghasilkan absorbansi paling jelas pada panjang
gelombang 450 nm.
Reaksi umum yang terlibat dalam Tahap II konjugasi adalah
asilasi, sulfat
pembentukan dan
konjugasi dengan asam amino, glutathione asam glukuronat dan mercapturic Asam . Metilasi juga dianggap sebagai
Tahap reaksi II meskipun biasanya rute metabolisme kecil. Namun, hal itu dapat
menjadi rute utama untuk fenolik hidroksi kelompok. Dalam semua kasus, reaksi biasanya katalis oleh
transferase spesifik.
Yang termasuk reaksi fasa II adalah
reaksi konjugasi, metilasi dan asetilasi.
Ø Reaksi konjugasi
Reaksi konjugasi obat atau senyawa
organic asing dengan asam glikuronat, sulfat, glisin, glutamine dan glutation,
dapat mengubah senyawa senyawa induk atau hasil metabolit fasa I menjadi
metabolit yang lebih polar, mudah larut dalam air, bersifat tidak toksik dan tidak aktif dan kemudian di
ekskesikan melalui ginjal atau empedu.
Ø Reaksi asetilasi
Asetilasi merupakan jalur metabolisme
obat yang mengandung gugus amin primer, seperti amin aromatik primer,
sulfonamida, hidrazin, hidrazid, dan amin alifatik primer.
Xenobiotika
bergugus amino yang tak dapat diuraikan secara oksidasi, sering diasetilasi
dengan bantuan asetiltransferase. Di sini termasuk amina aromatik ( misalnya
anilina ) dan alkilamina, dengan gugus amino terdapat pada atom karbon tersier.
Asetilasi sulfonamida merupakan contoh konjugasi demikian yang umumnya
menyebabkan penurunan sifat hidrofilnya. Ini dapat menimbulkan kompliksi
tertentu, contohnya kristaluria, seperti digambarkan sebagai efek samping
sulfonamida. Di pihak lain asetilasi mengurangi khasiat karena gugus amino yang
biasanya penting untuk aktivitas biologi, ditutupi akibat asetilasi.
Ø Reaksi metilasi
Reaksi metilasi mempunyai peran
penting pada proses biosintesis beberapa senyawa endogen, seperti norepinefrin,
epinefrin, dan histamine, serta untuk proses bioinaktivasi obat.
Metilasi
merupakan komponen minor untuk metabolisme xenobiotik, tp penting untuk
biosintesis senyawa endogenseperti epinefrin dan melatonim.Metilasi (seperti
juga asetilasi) justru menghasilkan metabolit dgn hidrofilisitas lebih
rendah.Perkecualian utk metilasi N tersier atau tipe piridin, menghasilkan
gugus bermuatan, yaitu garam amonium kuarterner.
Metilasi
jarang terdapat dalam reaksi biotransformasi. Dalam beberapa hal ditemukan
suatu N-metilasi atau metilasi senyawa heterosiklik tak jenuh.
Contohnya,pembentukan N-metilnikotinamida dari nikotinamida. Basa amonium
kuarterner yang dibentuk dengan cara ini bersifat hidrofil dan dapat diekskresi
secara aktif. Metilasi gugus OH fenol, seperti ditemukan misalnya pada
katekolamina, lebih merupakan kekecualian daripada menurut aturan.
3.
Contoh reaksi tahap I
Reaksi dalam
bagian ini diklasifikasikan menurut kelompok fungsional.Akibatnya, ditekankan
bahwa reaksi yang digunakan dalam bagian ini untuk menggambarkan seorang
jenderal.Proses hanya
mewakili salah satu reaksi yang mungkin dimana obat yang digunakan.
Misalnya dapat dimetabolisme karena masing-masing kelompok fungsional dalam obat ini berpotensi point untuk jalur metabolisme mulai. Selain itu, hal ini kembali menegaskan bahwa sebagian besar obat dimetabolisme oleh beberapa rute, masing-masing biasanya melibatkan serangkaian reaksi. Di lain kata, metabolit dari satu reaksi menjadi titik awal dari metabolisme berhasil reaksi, proses ini diulang sampai obat telah diubah menjadi senyawa yang dapat
baik diekskresikan atau farmakologi inert. Karena tingkat di mana senyawa dimetabolisme bervariasi, beberapa metabolit dapat terakumulasi dalam tubuh . Selain itu, beberapa metabolit menumpuk dalam tubuh karena tidak ada mekanisme untuk mereka ekskresi. Senyawa ini walikota mungkin tidak memiliki efek buruk pada kesehatan. Adanya urutan metabolit meningkatkan kemungkinan reaksi beracun dan obat baru harus dirancang untuk dimetabolisme dan diekskresikan oleh sesingkat jalur mungkin sekali telah bertindak.
Misalnya dapat dimetabolisme karena masing-masing kelompok fungsional dalam obat ini berpotensi point untuk jalur metabolisme mulai. Selain itu, hal ini kembali menegaskan bahwa sebagian besar obat dimetabolisme oleh beberapa rute, masing-masing biasanya melibatkan serangkaian reaksi. Di lain kata, metabolit dari satu reaksi menjadi titik awal dari metabolisme berhasil reaksi, proses ini diulang sampai obat telah diubah menjadi senyawa yang dapat
baik diekskresikan atau farmakologi inert. Karena tingkat di mana senyawa dimetabolisme bervariasi, beberapa metabolit dapat terakumulasi dalam tubuh . Selain itu, beberapa metabolit menumpuk dalam tubuh karena tidak ada mekanisme untuk mereka ekskresi. Senyawa ini walikota mungkin tidak memiliki efek buruk pada kesehatan. Adanya urutan metabolit meningkatkan kemungkinan reaksi beracun dan obat baru harus dirancang untuk dimetabolisme dan diekskresikan oleh sesingkat jalur mungkin sekali telah bertindak.
4.
Contoh reaksi tahap II
Tahap II
reaksi yang sering
dikenal sebagai reaksi konjugasi
karena mereka melibatkan
lampiran dari kelompok atau
molekul obat atau
metabolit. Mereka mungkin terjadi pada setiap titik
dalam metabolisme obat atau xenobiotik tetapi mereka sering langkah terakhir dalam metabolisme
jalur sebelum ekskresi.
Produk yang dibentuk oleh reaksi-reaksi ini dikenal sebagai
konjugat. Mereka biasanya
larut dalam air dan biasanya diekskresikan dalam urin dan / atau
empedu. Konjugat yang
terbentuk biasanya farmakologi
tidak aktif meskipun ada
beberapa
pengecualian. Sebagai
contoh, telah menyarankan bahwa
hepatotoksisitas dan nefrotoksisitas dari phenacetin
bisa disebabkan pembentukan ester O-sulfat, yang telah terbukti mengikat protein mikrosomal.
Reaksi umum
yang terlibat dalam Tahap II konjugasi adalah
asilasi, sulfat
pembentukan dan konjugasi dengan asam
amino, glutathione asam glukuronat dan mercapturic
Asam . Metilasi juga
dianggap sebagai Tahap reaksi II meskipun
biasanya rute metabolisme
kecil. Namun, dapat menjadi rute utama untuk
fenolik hidroksi
kelompok. Dalam semua
kasus, reaksi biasanya katalis oleh transferase
spesifik.
Dinamakan sitokrom P450 (cytochrome
P450 ) karena cyto menunjukkan lokasi dan chromes berarti karakteristrik
spektrofotometrik. Enzim ini mengandung
sebuah hem dengan spektrum absorbansi warna tertentu (P = Pigmen). Angka 450 bermula dari
suatu pemeriksaan spektroskopi terhadap
mikrosom sel hepar tikus pada tahun
1958. Fraksi mikrosom tersebut direduksi
dengan dithionite yang dilanjutkan dengan CO
(CO akan terikat pada hem ferro), sehingga menghasilkan absorbansi paling jelas pada panjang
gelombang 450 nm.
PERANAN
SITOKROM P-450 DALAM METABOLISME OBAT
Aktivitas
metabolisme xenobiotik banyak berperan dalam proses terjadinya toksisitas.Dalam
aktivitas xenobiotik banyak jenis reaksi yang mungkin terlibat adalah reaksi
oksidasi (reaksi metabolisme tahap I).reaksi-reaksi tersebut dikatalis oleh
sutu enzim sitikrom P450 yang merupakan enzim berperan utama disamping enzim
reduktase NADPH-sitokromC.untuk keseluruhan reaksi dibutuhkan oksigen molecular
dan NADPH.
Sitokrom P450 Adalah suatu enzim monooksigenase (oksigenase) yang merupakan anggota dari
kelompok enzim oksidoreduktase. Sitokrom
P450 merupakan sekelompok enzim sejenis yang terdiri atas berbagai
family.Setiap family terdiri atas beberapa sub family dan terdiri fari berbagai
isozim (isofrom).Penggolongan sitikrom P450 menjadi berbagai family,sub family
maupun isozim ini berdasarkan pada kemiripan asam amino penyusun approtein
(homolog),spesifisitas substrat,spesifikasi elektriforentik dan sifat
imunologiknya.Enzim-enzim yang termasuk dalam satu family mempunyai homolog
sampai 40% sedangkan enzim-enzim yang tergolong subfamily mempunyai kemiripan
55-60%.
Tiga
puluh family P450 telah ditemukan,termasuk 10 famili didalam mamalia,2 famili
di dalam insekta,1 famili di dalam siput,1 famili didalam tanaman,dan 6 famili
didalam bakteri (Gonzales,1992).Sampai dengan tahun 1998,dari berbagai spesies
yang telah diteliti berhasil di karakterisasi lebih dari 750 isozom dam 37
isozim di antaranya terdapat pada manusia dan 47 isozim pada tikus ( Lewis
et.al.,1998).P450 mamalia diklasifikasikan ke dalam dua golongan utama ialah
yang terlibat dalam sisntesis steroid dan asam empedu dan yang berperan utama
ialah dalam metabolisme xenobiotik.
Sitikrom
P450 famili I (CYP1),family 2 (CYP2), family 3 (CYP3), family 4 (CYP4) berperan
dalam metabolisme xenobiotik yang pada umumnya di dalam hepar maamlia.Sitokrom
P450 yang dijumpai pada lalat rumah dikelompokkan dalam 17 famili (hidroksilase
steroid posis 17),family 19 ( aromatase),dan family 21 (hidroksilase steroid
posis 21).P450 mitokondrial,yang terdapat pada ragi dan yang dijumpai pada
bakteri masing-masing dikelompokan pada family 11,51,atau 52 dan 101 atau 102.
Peranan
utama sitikro P450 dalam metabolisme telah diketauhi sejak lama.Akan tetapi
peran isozomik individual baru diketahui pada awal tahun 1990.CYP2D6 pada
manusia diketahui mempunyai substrat yang cukup bervariasai meliputi obat yang
bereaksi pada system kordiovaskular seperti antiarithmia (propafenol,enkainid)
dan antidepresi ( debrisoquin,guanoksan),psiskotropika seperti neuroleptik (
perfenazil,tioridazin ) dan antidepresansia (nortriptilen,klomipramin) serta
derivate morfin ( kodein,dekstrometorfan ) (Cholerton et al.1992 ).isozim
CYP2E1 disamping terlibat dalam metabolisme parasetamol mempunyai substrat yang
umumnya termasuk molekul-molekul kecil seperti etanol,aseton dan
klorofom.CYP1A1 dikenal lebih spesifik terhadap substrat hidrokarbon aromatic
sedangkan CYP1A2 disamping menkatalis metabolisme hidrokarbon aromatic juga
mengkatalis obab-obat lain seperti parasetamol.Dengan demikian isozim-isozim
tersebut memiliki sifat spesifik terhadap substrat tertentu juga menunjukan
relativitas silang dengan beberapa substrat lainnya.Demikian pula distribusi
realif isozim-isozim tersebut menunjukan perbedaan antar spesies maupun antar
organ.
Sitokrom merupakan protein pemindah
elektron yang mengandung heme sebagai gugus prostetik. Sitokrom adalah jenis
protein pentransfer yang mengandung gugus heme yang atom besinya berisolasi
antara Fe 3+ dengan Fe2+. Berbagai sitokrom yang ditemukan didalam rantai
respirasi antara lain sitokrom aa3/oksidase, b5, c, sitokrom P450. Sitokrom
yang bertahun-tahun lalu dikenal sebagai sel pigmen yang berisi Fe-porfirin.
Sitokrom menggunakan pasangan Fe3 / Fe2 dan biasanya enam koordinat, dengan dua
ikatan aksial yang kuat untuk donor asam amino, dan Fe biasanya berputar rendah
di kedua negara oksidasi. Hal ini bertentangan dengan ligan mengikat
Fe-porfirin protein seperti hemoglobin, untuk situs koordinasi keenam adalah
baik kosong atau diduduki oleh molekul H2O.
Berperan
dalam transfer electron. Rantai transpor elektron adalah tahapan terakhir dari
reaksi respirasi aerob. Transpor elektron sering disebut juga sistem rantai
respirasi atau sistem oksidasi terminal. Transpor elektron berlangsung pada
krista (membran dalam) dalam mitokondria. Molekul yang berperan penting dalam
reaksi ini adalah NADH dan FADH2, yang dihasilkan pada reaksi
glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, dan siklus Krebs. Selain itu, molekul
lain yang juga berperan adalah molekul oksigen, koenzim Q (Ubiquinone),
sitokrom b, sitokrom c, dan sitokrom a.
Pertama-tama, NADH dan FADH2 mengalami oksidasi, dan elektron berenergi tinggi
yang berasal dari reaksi oksidasi ini ditransfer ke koenzim Q. Energi yang
dihasilkan ketika NADH dan FADH2 melepaskan elektronnya cukup besar untuk
menyatukan ADP dan fosfat anorganik menjadi ATP. Kemudian koenzim Q dioksidasi
oleh sitokrom b. Selain melepaskan elektron, koenzim Q juga melepaskan 2 ion H+.
Setelah itu sitokrom b dioksidasi oleh sitokrom c. Energi yang dihasilkan dari
proses oksidasi sitokrom b oleh sitokrom c juga menghasilkan cukup energi untuk
menyatukan ADP dan fosfat anorganik menjadi ATP. Kemudian sitokrom c mereduksi
sitokrom a, dan ini merupakan akhir dari rantai transpor elektron. Sitokrom a
ini kemudian akan dioksidasi oleh sebuah atom oksigen, yang merupakan zat yang
paling elektronegatif dalam rantai tersebut, dan merupakan akseptor terakhir
elektron. Setelah menerima elektron dari sitokrom a, oksigen ini kemudian
bergabung dengan ion H+ yang dihasilkan dari oksidasi koenzim Q oleh
sitokrom b membentuk air (H2O). Oksidasi yang terakhir ini lagi-lagi
menghasilkan energi yang cukup besar untuk dapat menyatukan ADP dan gugus
fosfat organik menjadi ATP. Jadi, secara keseluruhan ada tiga tempat pada
transpor elektron yang menghasilkan ATP.
Beberapa sifat sitokrom P450 antara lain :
1.
Terlibat dalam metabolisme xenobiotik fase I(50% dari
obat-obatan).
2.
Terlibat dalam metabolisme senyawa endogen(steroid)
3.
Semua sitokrom p450 adalah hemoprotein
4.
Merupakan katalisator (mengkatalisasi 60 tipe
reaksi
5.
Produk hidoksilasinya lebih larut dalam air daripada
substratnya.
6.
Pada beberapa keadaan produknya bersifat
mutagenic/karsiogenik.
7.
Dan lain-lain.
Fungsi sitokrom P450 secara normal
antara lain:
1. Hidroksilasi /penguraian obat di
dalam tubuh.
2. Mengkatalisis reaksi hidroksilasi
steroid (mitokondria)
3. Sistem ini ditemukan pada
jaringan steroiddogenik ( korteks adrenal, testis, ovarium dan plasenta ) serta
berhubungan dengan biosistesis hormone steroid dan kolesterol 11 beta dan 18,
sistemrenal mengkatalisis 1 alfa dan 24 hidroksilasi senyawa 25
hidroksikolekalsiferol.
4. Menghidroksilasikan zat-zat
senobiotik/melindungi tubuh terhadap kerusakan akibat radikal bebas.
Apabila protein sitokrom P450 tidak berfugsi
dengan baik ada beberapa hal yang akan terjadi, yaitu:
1. Gangguan interaksi obat di dalam
tubuh.
2. Hiperplasi adrenal bawaan bentuk
hipertensif ( beta 11 hidroksilase)
3. Penurunan sistesis kortisol
4. Rakhitis ( 25
hidroksikolekalsiferol)
5. Kekurangan pembentukan
aldosteron, tetapi tidak ada gangguan sintesis kortisol dan hormone kelamin
6. Radikal bebas superoksida dapat
menyebabkan keracunan oksigen,
7. Cidera sel
8. Kanker
Penulis :
SISKA
NANDA SARI
(Mahasiswi Kimia UMRI)
DAFTAR PUSTAKA
Ø Siswandono dan Bambang Soekardjo.
Kimia Medisinal, Surabaya : Airlangga University Press, 1995.
Ø Siswandono dan Bambang Soekardjo.
Eds. P. Prinsip-Prinsip Rancangan Obat , Surabaya : Airlangga University Press,
1998.
Ø Cholertos.S,Dally,A,K.and
Idle,J.R.,1992,the role of individual human cytosromes P450 in drug metabolisme
and clinical respon,Trends Pharmacol.Sci,13,433-439.
Ø Lewis,D.F.W,Ioannides,C.and
Parke,D.V.,1998,Cytochromes P450 and
spesies differences in xenobiotic metabolism and activation of carcinogen.Enivironmental
Health Perspective,106(10),633-641.
Ø S.U.Sugiyanto.2006.Peran Aktivitas Metabolik Pada Toksisitas
Biokimia Xenobiotik.Jogyakarta:Universitas Gajdah Mada
Tidak ada komentar:
Posting Komentar