Biotransformação de xenobióticos: citocromo P450, fases I e II, etanol

Biotransformaçao de xenobióticos no fígado: a fase I (oxidação por citocromos P450 — CYP, requer NADPH e O₂) adiciona grupos polares; a fase II — conjugação (com ácido glucurônico, sulfato, glutationa, acetato) aumenta a hidrossolubilidade. Etanol: álcool desidrogenase (ADH) → acetaldeído → acetaldeído desidrogenase (ALDH) → acetato. O uso crônico induz a CYP2E1 e gera EROs. Carcinogênese: alguns xenobióticos são ativados por CYP em intermediários reativos que danificam o DNA (benzopireno, aflatoxina).

Fazer como aula

Conceito de xenobióticos e objetivos da biotransformaço

Xenobióticos são substâncias estranhas que entram no organismo com os alimentos, através da pele ou dos pulmões, e não são utilizadas para fins energéticos ou plásticos. Via de regra, eles são hidrofóbicos e tóxicos, devendo portanto ser eliminados obrigatoriamente. Como os compostos hidrofóbicos são pouco excretados pelos rins e pela bile, o organismo os converte em uma forma hidrossolúvel através do sistema de biotransformaço, localizado predominantemente no retículo endoplasmático dos hepatócitos (oxidação microssomal ou monooxigenase). O processo inclui duas fases sequenciais.

Fase I: oxidação microssomal e citocromo P450

A primeira fase é obrigatória para a maioria dos xenobióticos hidrofóbicos e, mais frequentemente, consiste em hidroxilação. As enzimas-chave são o citocromo P450 e a NADPH-citocromo P450 redutase.

Mecanismo da reação:

Equação global: R–H + O₂ + NADPH + H⁺ → R–OH + H₂O + NADP⁺. O produto hidroxilado torna-se mais hidrofílico e apto para a segunda fase.

Os citocromos P450 possuem ampla especificidade de substrato: uma isoforma (por exemplo, CYP2E1) pode metabolizar tanto medicamentos quanto venenos e etanol. Uma característica importante é a indutibilidade: com a ingestão sistemática de substâncias tóxicas, a quantidade de citocromos aumenta e a velocidade de oxidação eleva-se.

Fase II: reações de conjugação

Na segunda fase, ocorre a conjugação do grupo hidroxila do produto da primeira fase com moléculas polares, o que aumenta drasticamente a hidrofilicidade. As reações são catalisadas por enzimas da classe das transferases. Conjugados utilizados:

A UDF-glicuroniltransferase adiciona um resíduo de ácido glucurônico a R–OH. As sulfotransferases transferem o grupo sulfato do doador ativo PAPS (3′-fosfoadenosina-5′-fosfossulfato) para um substrato hidroxilado. Os conjugados resultantes são excretados na urina e na bile.

Glutationa S-transferases e o papel da glutationa

As glutationa-S-transferases (GST) constituem uma vasta família de enzimas com diferentes especificidades de substrato, utilizando o tripeptídeo glutationa (γ-Glu–Cys–Gly) como cofator. Elas atuam em todos os tecidos animais e humanos, sendo também ativas nos eritrócitos.

As GST participam da desintoxicação de:

Três tipos principais de reações: conjugação de substratos com glutationa, substituição nucleofílica e redução de hidroperóxidos orgânicos a álcoois. As GST são induzidas pelo álcool, medicamentos e venenos paralelamente às enzimas de oxidação microssomal.

Metabolismo do etanol

Normalmente, o etanol é oxidado no citosol dos hepatócitos por desidrogenases dependentes de NAD⁺:

  1. Álcool desidrogenase (ADH): etanol → acetaldeído.
  2. Acetaldeído desidrogenase (ALDH): acetaldeído → ácido acético (acetato).

No consumo sistemático de álcool, o sistema oxidativo microssomal do etanol (SOME) é ativado, tendo a isoforma citocromo CYP2E1 como seu principal interveniente. A CYP2E1 oxida o etanol a acetaldeído, consumindo NADPH e oxigênio.

Como a CYP2E1 também metaboliza hipnóticos e outros medicamentos, sua indução em indivíduos que bebem sistematicamente leva à degradação acelerada dos fármacos e à necessidade de aumentar as doses para atingir o efeito terapêutico. Uma indução semelhante do SOME também ocorre com o uso prolongado de medicamentos.

Carcinogênese química

A carcinogênese é a lesão da estrutura do DNA e do RNA seguida pela transformação tumoral da célula. Os principais grupos de carcinógenos químicos:

Pontos-chave

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