Khả dụng sinh học và Chuyển hóa

Khả dụng sinh học là tỷ lệ liều dùng đi vào tuần hoàn hệ thống dưới dạng hoạt động, và chuyển hóa là tập hợp các biến đổi enzyme mà các hợp chất trải qua trong cơ thể. Đối với các sản phẩm tự nhiên, hai yếu tố này liên kết chặt chẽ: quá trình chuyển hóa mạnh mẽ ở thành ruột và gan là lý do chính khiến nhiều thành phần thực vật có khả dụng sinh học thấp và không ổn định.

Definition

Khả dụng sinh học là tốc độ và mức độ mà phần hoạt động của một hợp chất đi vào tuần hoàn hệ thống; chuyển hóa là sự chuyển đổi enzyme của nó, chủ yếu thông qua các phản ứng pha I (oxy hóa, khử, thủy phân) và pha II (liên hợp), ảnh hưởng đến cả sự phơi nhiễm và hoạt tính của nó.

Scope

Mục này bao gồm các yếu tố quyết định khả dụng sinh học và quá trình biến đổi sinh học chuyển hóa của các sản phẩm tự nhiên, bao gồm chuyển hóa lần đầu, phản ứng pha I và pha II, các đặc tính hóa lý chi phối sự hấp thu, và kết quả là sự phơi nhiễm thấp của các hợp chất như curcumin và nhiều polyphenol. Đây là nội dung mang tính khái niệm và phương pháp luận, không cung cấp khuyến nghị về liều lượng hoặc điều trị.

Core questions

• Yếu tố nào quyết định lượng sản phẩm tự nhiên được hấp thu đi vào máu dưới dạng hoạt động?
• Quá trình chuyển hóa pha I và pha II biến đổi các thành phần thực vật như thế nào?
• Những đặc tính hóa lý nào thúc đẩy hoặc hạn chế sự hấp thu qua đường uống?
• Tại sao các hợp chất như curcumin và nhiều polyphenol lại có khả dụng sinh học thấp mặc dù có hoạt tính in vitro?

Key concepts

• Khả dụng sinh học đường uống và tỷ lệ hấp thu
• Chuyển hóa lần đầu (tiền hệ thống)
• Chuyển hóa pha I (oxy hóa, khử, thủy phân)
• Chuyển hóa pha II (glucuronid hóa, sulfat hóa, methyl hóa)
• Độ hòa tan và tính thấm như các yếu tố quyết định sự hấp thu
• Tính giống thuốc và quy tắc năm
• Các chất chuyển hóa hoạt động và không hoạt động

Mechanisms

Sau khi hấp thu, một hợp chất đi qua thành ruột và gan trước khi đến tuần hoàn hệ thống, nơi quá trình chuyển hóa tiền hệ thống (chuyển hóa lần đầu) có thể loại bỏ phần lớn liều dùng. Các phản ứng pha I biến đổi phân tử (ví dụ bằng cách oxy hóa), và các phản ứng pha II liên hợp nó để làm cho nó tan trong nước tốt hơn để bài tiết; đối với polyphenol, quá trình liên hợp diễn ra mạnh mẽ đến mức các dạng lưu hành chủ yếu là các chất chuyển hóa và sự phơi nhiễm thấp (Manach et et al., 2004; Manach et al., 2005). Curcumin là ví dụ điển hình về khả dụng sinh học kém do sự hấp thu hạn chế cùng với quá trình chuyển hóa và thải trừ nhanh chóng (Anand et al., 2007). Việc một hợp chất có được hấp thu hay không được định hình bởi các đặc tính hóa lý như độ hòa tan và tính thấm, được tóm tắt trong các quy tắc giống thuốc cho sự hấp thu qua đường uống (Lipinski et al., 2001).

Clinical relevance

Khả dụng sinh học và chuyển hóa giải thích khoảng cách thường thấy giữa hoạt tính của một sản phẩm tự nhiên trong các xét nghiệm trong phòng thí nghiệm và sự phơi nhiễm hệ thống có thể đo lường được của nó, điều này rất quan trọng để diễn giải các tuyên bố về hiệu quả và dự đoán các tương tác. Mục này mô tả các nguyên tắc đó để tham khảo và không phải là nguồn cung cấp lời khuyên về liều lượng hoặc điều trị cá nhân hóa.

History

Khi các khái niệm dược động học về khả dụng sinh học và chuyển hóa được chính thức hóa trong dược lý học thế kỷ XX, chúng dần dần được áp dụng cho các sản phẩm tự nhiên. Các đánh giá về khả dụng sinh học của polyphenol đã xác định rằng các phenolic trong chế độ ăn uống và thảo dược được chuyển hóa mạnh mẽ và có khả dụng sinh học kém (Manach et al., 2004; Manach et al., 2005), các nghiên cứu về curcumin đã biến khả dụng sinh học thấp thành một chủ đề lặp lại (Anand et al., 2007), và các quy tắc giống thuốc đã liên kết các đặc tính hóa lý với sự hấp thu qua đường uống (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

Khả dụng sinh học là gì?

Đó là tỷ lệ liều dùng đi vào tuần hoàn hệ thống dưới dạng hoạt động. Một hợp chất có hoạt tính trong ống nghiệm có thể có khả dụng sinh học thấp nếu rất ít trong số đó tồn tại sau quá trình hấp thu và chuyển hóa lần đầu.

Chuyển hóa làm giảm khả dụng sinh học của các sản phẩm tự nhiên như thế nào?

Các enzyme trong thành ruột và gan biến đổi nhiều thành phần thực vật trước khi chúng đi vào máu, thường chuyển đổi chúng thành các chất chuyển hóa liên hợp hoặc biến đổi khác, do đó sự phơi nhiễm của hợp chất gốc thấp.