Oxidación: microsomal y no microsomal
Los procesos de oxidación de los medicamentos se dividen en dos grandes grupos según la localización de los sistemas enzimáticos y su tipo.
La oxidación microsomal se lleva a cabo con la participación directa de las enzimas del retículo endoplásmico. La enzima principal de esta cascada es el citocromo P-450. Dentro de esta vía se distinguen varias reacciones clave:
- Hidroxilación aromática. Se someten a este proceso fármacos como el fenobarbital (Phenobarbitalum), la fenitoína, el propranolol y la warfarina.
- Hidroxilación alifática. Característica del ibuprofeno, los barbitúricos, la tolbutamida y la digitoxina.
- N-oxidación. Una vía importante de biotransformación para la morfina (Morphinum), el paracetamol y la quinidina.
- S-oxidación. Típica de la clorpromazina y la cimetidina.
- Desaminación. De este modo se transforman el diazepam, la efedrina y la anfetamina.
- Desalquilación. Una reacción que afecta a la codeína (Codeinum), la morfina, la cafeína y la teofilina.
La oxidación no microsomal se lleva a cabo con la participación de enzimas citosólicas y mitocondriales. Un ejemplo clásico de dicha enzima es la monoaminooxidasa (MAO). Aquí se distinguen:
- Desaminación oxidativa, característica de las aminas biógenas: epinefrina (adrenalina), norepinefrina y serotonina.
- Hidroxilación aromática, cuyo sustrato es el alopurinol.
- Descarboxilación, típica de la levodopa (Levodopa).
Reducción e hidrólisis
La reducción representa reacciones químicas cuya esencia radica en la adición de electrones o hidrógeno a la molécula de la sustancia farmacológica. Dependiendo del grupo funcional, se distinguen las siguientes variantes:
- Reducción del grupo nitro. Característica del cloranfenicol y el nitrazepam.
- Reducción del grupo carbonilo. El principal sustrato para esta reacción es la naloxona.
- Deshalogenación. Un ejemplo es la biotransformación del halotano (Halothanum).
La hidrólisis es el proceso de escisión de la molécula de la sustancia farmacológica, acompañado de la adición de agua. Por regla general, en estas reacciones participan activamente las enzimas esterasas y amidasas. Se someten a hidrólisis:
- Ésteres. Entre ellos se encuentran el ácido acetilsalicílico, la procaína (novocaína), el bromuro de suksametonio y el enalapril.
- Amidas. Los ejemplos son la procaïnamida y la indometacina.
Reacciones biosintéticas (Conjugación)
Las reacciones de conjugación consisten en la adición de varios sustratos endógenos a la sustancia farmacológica o a su metabolito primario. Esto hace que la molécula sea más adecuada para su posterior excreción del organismo.
Principales tipos de conjugación:
- Glucuronidación. Se produce la interacción con el ácido glucurónico. Como resultado, se forman ésteres, tioésteres o amidas del ácido glucurónico (glucurónidos). Sustratos típicos: paracetamol, morfina, digoxina, cloranfenicol y diazepam.
- Sulfatación. Reacción con la participación de ácido sulfúrico, que conduce a la formación de sulfatos. Característica del paracetamol y las hormonas esteroideas.
- Conjugación con glicina. El sustrato clásico para esta vía es el ácido salicílico.
- Conjugación con glutatión. Se forman conjugados de glutatión. Se someten al proceso la doxorrubicina y el ácido etacrínico.
- Acetilación. Se produce la adición de un grupo acetilo. Característica de la isoniazida (Isoniazidum) y del grupo de las sulfonamidas.
- Metilación. Afecta a las catecolaminas (adrenalina, noradrenalina), así como al captopril.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué isoenzimas del citocromo P-450 participan en el metabolismo de los fármacos?
Varias isoenzimas del citocromo P-450 participan en el metabolismo de las sustancias farmacológicas. Entre las isoenzimas principales se encuentran:
- CYP3A4: enzima clave en el metabolismo de los antivirales.
- CYP2C19: participa en la activación metabólica del clopidogrel.
- CYP2E1: responsable de la formación del metabolito hepatotóxico del paracetamol.
- CYP1A1 y CYP1A2: participan en la bioactivación de carcinógenos (el CYP1A1 también está presente en la piel).
- CYP2A1 y CYP1B1: aseguran la actividad metabólica de la piel.
¿Qué factores influyen en la velocidad de biotransformación de las sustancias farmacológicas?
Diversos factores endógenos y exógenos influyen en la velocidad de biotransformación de las sustancias farmacológicas. Entre ellos se incluyen:
- Sexo: las hormonas sexuales masculinas estimulan la actividad de las enzimas microsomales hepáticas, acelerando la eliminación de varios fármacos.
- Interacciones farmacológicas: los fármacos inductores aceleran el metabolismo y los inhibidores lo ralentizan.
- Componentes de los alimentos: por ejemplo, el zumo de pomelo inhibe las enzimas y la hierba de San Juan las induce.
- Factores ambientales: el humo del cigarrillo y los contaminantes provocan la inducción enzimática.
¿Qué fármacos son inductores de las enzimas microsomales hepáticas?
Diversos fármacos actúan como inductores de las enzimas microsomales hepáticas. Entre ellos se encuentran:
- Fenobarbital (Phenobarbitalum): causa inducción de tipo lento.
- Rifampicina (Rifampicinum): causa inducción de tipo rápido (también mencionado como rifampina).
- Isoniazida (Isoniazidum) y etanol: inductores de la isoenzima CYP2E1.
- Omeprazol (Omeprazolum): inductor farmacológico de CYP1A1 y CYP1A2.
- Fenitoína, carbamazepina, dexametasona, nelfinavir, efavirenz: aceleran el metabolismo de otros medicamentos.
¿Qué enzimas realizan la oxidación no microsomal?
La oxidación no microsomal es realizada por enzimas citosólicas, mitocondriales y lisosomales que poseen una alta especificidad de sustrato. En este proceso participan:
- Monoaminooxidasa tipo A (MAO-A): realiza la desaminación oxidativa de aminas biógenas (noradrenalina, adrenalina, serotonina).
- Alcohol deshidrogenasa: enzima dependiente de zinc que asegura la oxidación del etanol (Spiritus aethylicus) a acetaldehído.
- Xantina oxidasa es una enzima que contiene molibdeno y es responsable de la hidroxilación de compuestos purínicos (alopurinol, teofilina).
Preguntas de clases y exámenes
¿En qué consisten las reacciones de conjugación?
La esencia de la conjugación radica en la unión de sustratos endógenos, tales como el ácido glucurónico o sulfúrico, glicina o glutatión, a la sustancia farmacológica (o a sus metabolitos).
¿Qué enzimas participan en la oxidación microsomal?
En la oxidación microsomal participan las enzimas del retículo endoplásmico. El citocromo P-450 desempeña un papel predominante en este proceso.
¿Cuál es la diferencia entre reducción e hidrólisis?
La reducción consiste en la adición de electrones o hidrógeno a una molécula. Por su parte, la hidrólisis representa la escisión de una molécula con la adición obligatoria de agua, mediada por esterasas y amidasas.
Qué más repasar sobre el tema
- Influencia de los inductores e inhibidores sobre el citocromo P-450
- Características de la biotransformación de aminas biógenas
- Papel de la monoaminooxidasa (MAO) en la oxidación no microsomal
- Proceso de glucuronidación y significado clínico de la formación de glucurónidos
- Farmacogenética de los procesos de acetilación (acetiladores rápidos y lentos)
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