2) конъюгация (+)
3) окисление
4) гидролиз
Правильный ответ — конъюгация. Реакции первой фазы метаболизма относятся к реакциям функционализации: они изменяют молекулу вещества путём окисления, восстановления или гидролиза и приводят к образованию либо раскрытию полярных функциональных групп. Основными системами, участвующими в этих превращениях, являются микросомальные монооксигеназы, прежде всего цитохромы P450, а также редуктазы, эстеразы и амидазы.
Конъюгация относится ко второй фазе биотрансформации. В ходе этого этапа к исходному веществу или его метаболиту присоединяется эндогенный полярный компонент — глюкуроновая кислота, сульфат, глутатион, аминокислота или ацетильная группа. Реакции катализируются трансферазами и обычно повышают водорастворимость соединения, облегчая его выведение с мочой или желчью. Исключение составляют некоторые реакции ацетилирования и метилирования, которые не всегда увеличивают гидрофильность.
Для судебно-медицинской токсикологии разграничение фаз имеет практическое значение: метаболиты первой фазы иногда сохраняют токсичность или обладают большей реакционной способностью, то есть формируется метаболическая биоактивация. После конъюгации соединение чаще становится менее фармакологически активным и быстрее элиминируется, хотя возможны обратимые конъюгаты и последующее высвобождение исходного вещества под действием кишечной микрофлоры или ферментов. Поэтому при химико-токсикологическом исследовании учитывают как свободные вещества, так и их конъюгированные формы.
| Этап или реакция | Основные ферменты | Сущность превращения | Типичный результат | Значение для токсикологии |
|---|---|---|---|---|
| Первая фаза: окисление | Цитохромы P450, флавинсодержащие монооксигеназы | Введение или раскрытие гидроксильной, эпоксидной, карбонильной группы | Образование более полярного метаболита; иногда — реактивного токсичного соединения | Возможна биоактивация лекарств, наркотиков и промышленных токсикантов |
| Первая фаза: восстановление | НАДФН-зависимые редуктазы | Присоединение электронов или водорода, восстановление нитро-, азо-, карбонильных групп | Изменение функциональных групп и реакционной способности вещества | Особенно существенно при гипоксии и для соединений, метаболизируемых в восстановительной среде |
| Первая фаза: гидролиз | Эстеразы, амидазы, эпоксидгидролазы | Расщепление сложных эфиров, амидов или эпоксидов с участием воды | Образуются кислоты, спирты, амины или диолы | Определяет превращение многих лекарств, инсектицидов и других ксенобиотиков |
| Вторая фаза: глюкуронирование | УДФ-глюкуронозилтрансферазы | Присоединение глюкуроновой кислоты к гидроксильным, карбоксильным или аминогруппам | Образование водорастворимого глюкуронида | Один из главных путей выведения лекарственных веществ и их метаболитов |
| Вторая фаза: сульфатирование и конъюгация с глутатионом | Сульфотрансферазы, глутатион-S-трансферазы | Присоединение сульфатной группы или глутатиона | Инактивация либо обезвреживание электрофильных метаболитов | Истощение глутатиона повышает риск клеточного и печёночного повреждения |
| Аналитическая интерпретация | Ферментативный или кислотный гидролиз образца перед исследованием | Расщепление конъюгатов с высвобождением свободного аналита | Увеличение выявляемой концентрации исходного вещества или его метаболита | Учитывается при судебно-химическом исследовании крови, мочи, желчи и тканей |
Таким образом, критерий отнесения реакции к первой фазе — непосредственная модификация химического скелета ксенобиотика посредством окисления, восстановления или гидролитического расщепления. Конъюгация не является реакцией функционализации, поскольку присоединяет к уже имеющейся функциональной группе эндогенный субстрат. Последовательность фаз может быть неполной: некоторые вещества сразу подвергаются конъюгации, а отдельные метаболиты первой фазы могут накапливаться из-за генетического полиморфизма ферментов, лекарственных взаимодействий или поражения печени. При интерпретации токсикологических результатов это необходимо учитывать наряду с временем после поступления вещества и путём его выведения.