生物学的利用能と代謝
生物学的利用能とは、投与された薬物量のうち、活性型として全身循環に到達する割合を指し、代謝とは、生体内で化合物が受ける酵素的変換の総体を指します。天然物の場合、この2つは密接に関連しており、腸壁や肝臓での広範な代謝が、多くの植物成分の生物学的利用能が低く、変動しやすい主な理由となっています。
Definition
生物学的利用能とは、化合物の活性部分が全身循環に到達する速度と程度を指し、代謝とは、主に第I相（酸化、還元、加水分解）および第II相（抱合）反応を介した酵素的変換であり、その曝露量と活性の両方に影響を与えます。
Scope
この項目では、天然物の生物学的利用能の決定要因と代謝的生体変換について扱います。これには、初回通過代謝、第I相および第II相反応、吸収を左右する物理化学的特性、そしてクルクミンや多くのポリフェノールなどの化合物の曝露量が低いことなどが含まれます。概念的および方法論的な内容であり、投与量や治療に関する推奨事項は提供していません。
Core questions
- 摂取された天然物のうち、活性型として血流に到達する量は何によって決まるのか？
- 第I相および第II相代謝は、植物成分をどのように変換するのか？
- どのような物理化学的特性が経口吸収を促進または制限するのか？
- クルクミンや多くのポリフェノールなどの化合物は、in vitroでの活性があるにもかかわらず、なぜ生物学的利用能が低いのか？
Key concepts
- 経口生物学的利用能と吸収率
- 初回通過（全身前）代謝
- 第I相代謝（酸化、還元、加水分解）
- 第II相代謝（グルクロン酸抱合、硫酸抱合、メチル化）
- 吸収決定因子としての溶解度と透過性
- 薬物類似性と5の法則
- 活性代謝物と不活性代謝物
Mechanisms
吸収後、化合物は全身循環に到達する前に腸壁と肝臓を通過し、そこで全身前（初回通過）代謝によって投与量の大部分が除去されることがあります。第I相反応は分子を修飾し（例えば酸化によって）、第II相反応はそれを抱合させて排泄のために水溶性を高めます。ポリフェノールの場合、抱合が非常に広範であるため、循環している形態のほとんどは代謝物であり、曝露量は低いです（Manach et al., 2004; Manach et al., 2005）。クルクミンは、限られた吸収と迅速な代謝および排泄によって引き起こされる低い生物学的利用能の典型例です（Anand et al., 2007）。化合物がそもそも吸収されるかどうかは、溶解度や透過性などの物理化学的特性によって決まり、これらは経口吸収に関する薬物類似性規則にまとめられています（Lipinski et al., 2001）。
Clinical relevance
生物学的利用能と代謝は、天然物の実験室アッセイにおける活性と、測定可能な全身曝露量との間の頻繁な隔たりを説明するものであり、これは有効性の主張を解釈し、相互作用を予測する上で中心的な役割を果たします。この項目は、参照のためのこれらの原則を記述するものであり、投与量や個別化された治療アドバイスの出典ではありません。
History
20世紀の薬理学において、生物学的利用能と代謝の薬物動態学的概念が体系化されるにつれて、それらは次第に天然物にも適用されるようになりました。ポリフェノールの生物学的利用能に関するレビューでは、食事性およびハーブ由来のフェノール類が高度に代謝され、利用能が低いことが確立され（Manach et al., 2004; Manach et al., 2005）、クルクミンの研究では低い生物学的利用能が繰り返しテーマとなり（Anand et al., 2007）、薬物類似性規則は物理化学的特性と経口吸収を結びつけました（Lipinski et al., 2001）。
Key figures
- Claudine Manach
- Bharat B. Aggarwal
- Christopher A. Lipinski
- Augustin Scalbert
Related topics
Seminal works
- manach-2004
- manach-2005
- anand-2007
- lipinski-2001
Frequently asked questions
- 生物学的利用能とは何ですか？
- 投与された薬物量のうち、活性型として全身循環に到達する割合を指します。試験管内で活性を示す化合物でも、吸収と初回通過代謝をほとんど生き残れない場合、生物学的利用能は低い可能性があります。
- 代謝は天然物の生物学的利用能をどのように低下させますか？
- 腸壁や肝臓の酵素は、多くの植物成分が血流に到達する前にそれらを変換し、しばしば抱合体やその他の修飾された代謝物に変化させるため、親化合物の曝露量は低くなります。