فراهمی زیستی و متابولیسم

فراهمی زیستی (Bioavailability) کسری از دوز تجویز شده است که به شکل فعال به گردش خون سیستمیک می‌رسد و متابولیسم مجموعه‌ای از تغییرات آنزیمی است که ترکیبات در بدن متحمل می‌شوند. برای محصولات طبیعی، این دو به شدت به هم مرتبط هستند: متابولیسم گسترده در دیواره روده و کبد دلیل اصلی پایین و متغیر بودن فراهمی زیستی بسیاری از ترکیبات گیاهی است.

Definition

فراهمی زیستی سرعت و میزان رسیدن بخش فعال یک ترکیب به گردش خون سیستمیک است؛ متابولیسم تبدیل آنزیمی آن است که عمدتاً از طریق واکنش‌های فاز I (اکسیداسیون، کاهش، هیدرولیز) و فاز II (کونژوگاسیون) صورت می‌گیرد و هم مواجهه و هم فعالیت آن را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

Scope

این مدخل به عوامل تعیین‌کننده فراهمی زیستی و بیوترانسفورماسیون متابولیک محصولات طبیعی، از جمله متابولیسم عبور اول (first-pass metabolism)، واکنش‌های فاز I و فاز II، خواص فیزیکوشیمیایی که جذب را کنترل می‌کنند، و مواجهه کم ترکیبات مانند کورکومین و بسیاری از پلی‌فنول‌ها می‌پردازد. این مطلب مفهومی و روش‌شناختی است و هیچ توصیه دوز یا درمانی ارائه نمی‌دهد.

Core questions

• چه عواملی تعیین می‌کنند که چه مقدار از یک محصول طبیعی بلعیده شده به شکل فعال به جریان خون می‌رسد؟
• متابولیسم فاز I و فاز II چگونه ترکیبات گیاهی را تغییر می‌دهند؟
• کدام خواص فیزیکوشیمیایی جذب خوراکی را تسهیل یا محدود می‌کنند؟
• چرا ترکیباتی مانند کورکومین و بسیاری از پلی‌فنول‌ها با وجود فعالیت در شرایط آزمایشگاهی (in vitro) فراهمی زیستی پایینی از خود نشان می‌دهند؟

Key concepts

• فراهمی زیستی خوراکی و کسر جذب شده
• متابولیسم عبور اول (پیش‌سیستمیک)
• متابولیسم فاز I (اکسیداسیون، کاهش، هیدرولیز)
• متابولیسم فاز II (گلوکورونیداسیون، سولفاسیون، متیلاسیون)
• حلالیت و نفوذپذیری به عنوان عوامل تعیین‌کننده جذب
• شبه‌دارویی و قانون پنج
• متابولیت‌های فعال در مقابل غیرفعال

Mechanisms

پس از جذب، یک ترکیب قبل از رسیدن به گردش خون سیستمیک از دیواره روده و کبد عبور می‌کند، جایی که متابولیسم پیش‌سیستمیک (عبور اول) می‌تواند بخش زیادی از دوز را حذف کند. واکنش‌های فاز I مولکول را تغییر می‌دهند (به عنوان مثال با اکسیداسیون)، و واکنش‌های فاز II آن را کونژوگه می‌کنند تا برای دفع محلول‌تر در آب شود؛ برای پلی‌فنول‌ها، کونژوگاسیون آنقدر گسترده است که اشکال در گردش عمدتاً متابولیت‌ها هستند و مواجهه کم است (Manach et al., 2004; Manach et al., 2005). کورکومین نمونه‌ای از فراهمی زیستی ضعیف است که ناشی از جذب محدود همراه با متابولیسم و حذف سریع است (Anand et al., 2007). اینکه آیا یک ترکیب اصلاً جذب می‌شود یا خیر، توسط خواص فیزیکوشیمیایی مانند حلالیت و نفوذپذیری شکل می‌گیرد که در قوانین شبه‌دارویی برای جذب خوراکی خلاصه شده‌اند (Lipinski et al., 2001).

Clinical relevance

فراهمی زیستی و متابولیسم شکاف مکرر بین فعالیت یک محصول طبیعی در آزمایش‌های آزمایشگاهی و مواجهه سیستمیک قابل اندازه‌گیری آن را توضیح می‌دهند، که برای تفسیر ادعاهای اثربخشی و پیش‌بینی تداخلات مرکزی است. این مدخل این اصول را برای مرجع توصیف می‌کند و منبعی برای توصیه‌های دوز یا درمان فردی نیست.

History

همانطور که مفاهیم فارماکوکینتیک فراهمی زیستی و متابولیسم در فارماکولوژی قرن بیستم رسمی شدند، به تدریج در مورد محصولات طبیعی نیز به کار گرفته شدند. بررسی‌های فراهمی زیستی پلی‌فنول‌ها نشان داد که فنول‌های رژیمی و گیاهی به شدت متابولیزه شده و فراهمی زیستی پایینی دارند (Manach et al., 2004; Manach et al., 2005)، مطالعات کورکومین فراهمی زیستی پایین را به یک موضوع تکراری تبدیل کرد (Anand et al., 2007)، و قوانین شبه‌دارویی خواص فیزیکوشیمیایی را به جذب خوراکی مرتبط ساختند (Lipinski et al., 2001).

Key figures

• Claudine Manach
• Bharat B. Aggarwal
• Christopher A. Lipinski
• Augustin Scalbert

Seminal works

• manach-2004
• manach-2005
• anand-2007
• lipinski-2001

Frequently asked questions

فراهمی زیستی چیست؟

فراهمی زیستی کسری از دوز تجویز شده است که به شکل فعال به گردش خون سیستمیک می‌رسد. یک ترکیب فعال در لوله آزمایش ممکن است فراهمی زیستی پایینی داشته باشد اگر مقدار کمی از آن از جذب و متابولیسم عبور اول جان سالم به در ببرد.

متابولیسم چگونه فراهمی زیستی محصولات طبیعی را کاهش می‌دهد؟

آنزیم‌های موجود در دیواره روده و کبد بسیاری از ترکیبات گیاهی را قبل از رسیدن به جریان خون تغییر می‌دهند و اغلب آنها را به متابولیت‌های کونژوگه یا تغییر یافته دیگر تبدیل می‌کنند، بنابراین مواجهه با ترکیب اصلی کم است.