biotransformasi n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
BIOTRANSFORMASI PowerPoint Presentation
Download Presentation
BIOTRANSFORMASI

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 68

BIOTRANSFORMASI - PowerPoint PPT Presentation


  • 336 Views
  • Uploaded on

BIOTRANSFORMASI. ERWIN DYAH N. DEFINISI. Biotransformasi = proses perubahan bahan kimia menjadi bahan kimia lain melalui reaksi kimia yg terjadi di dalam tubuh Proses biotransformasi = Metabolisme / transformasi metabolik

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'BIOTRANSFORMASI' - navid


Download Now An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
biotransformasi

BIOTRANSFORMASI

ERWIN DYAH N

definisi
DEFINISI
  • Biotransformasi = proses perubahan bahan kimia menjadi bahan kimia lain melalui reaksi kimia yg terjadi di dalam tubuh
  • Proses biotransformasi = Metabolisme / transformasi metabolik
  • Namun, pd metabolisme kadang tdk spesifik hanya proses transformasi saja, di sini juga terjadi fase toksikokinetik
biotransformasi1
Biotransformasi
  • Penting untuk kehidupan karena :

- ada proses perubahan zat gizi (nutrien) bahan yg

diperlukan untuk fungsi tbh secara normal

  • Ex:

Pd obat -- kdg yg dibutuhkan metabolitnya-bukan obat aslinya

Misal: phenoxybenzamine (Dibenzyline®)- obat HT  hrs ditransformasi menjadi metabolitnya ( bahan aktif yg diperlukan adlh metabolitnya)

- slh satu mekanisme pertahanan diri (defense) - mel

detoksifikasi  ekskresi

slide4

Toksikan yg lipofilik , non polar, BM rendah mdh menembus membran (kulit, GIT, & paru)

  • Lipofilik sulit dieliminasi  akumulasi  level bahaya
  • Lipofilik sebag. > dpt diubah  metabolit yg hidrofilik  > sulit menembus membran sel penting & > mdh dikeluarkan
  • Jadi – “biotransformasi mrpk kunci utama mekanisme pertahanan tubuh!”
slide5

Tbh manusia punyaikapasitas biotransformasi yg sangat baik u/ sebag. > xenobiotik & limbah tubuh

  • Limbah metabolisme yg harus dieliminasi misalnya: Hb
  • penghancuran SDM  pelepasan Hb
  • Pd kondisi normal :
  • Hb biotransformasi  Bilirubin (toksik bagi otak bayi baru lahir pd kadar tinggi  irreversible brain injury)
  • Bilirubin (lipofilik)  biotransformasi hidrofilik ekskresi (urin & feces)
slide6

Proses biotransformasi : tdk perfect

    • Detoksifikasi -- menjadi < toksik
    • Bioaktifasi – menjadi > toksik
  • Kadang, biotransformasi dpt menghasilkan metabolit yg dpt berinteraksi dg DNA  efek parah pd kesh.
  • Ex:
  • Vinyl chloride vinyl chloride epoxide  berikatan kovalen dg .DNA & RNA Cancer liver.
for academics
For Academics :

The term "biotransformation" refers to:

  • an increase in electrical charge in tissues

produced by a biological transformer

b. chemical reactions in the body that create a

new chemical from another chemical

  • the transformation of one type of cell in a

tissue to another type of cell

slide8

Biotransformation is the process whereby a substance is changed from one chemical to another (transformed) by a chemical reaction within the body.

for academics1
For Academics :

Detoxification is a biotransformation process in which:

a. metabolites of lower toxicity are produced

b. metabolites of higher toxicity are produced

slide10

When biotransformation results in metabolites of lower toxicity, the process is known as detoxification.

chemical reactions
Chemical reactions
  • Terjadi terus menerus di tubuh terjadi
  • Mrpk aspek kehidupan normal  berperan dlm :

a. Membangun jaringan baru

b. Pembongkaran jaringan yg sdh tua

c. Mengubah makanan  energi

d. Pembuangan zat sisa

e. Eliminasi xenobiotic toksik

  • Di dlm tbh >> reaksi kimia – sangat teratur & terjadi saat dibutuhkan
  • >> terjadi pd kecepatan yg cukup- krn peran enzym sbg katalis
  • Katalis : bahan kimia yg membantu mempercepat reaksi ttp tidak ikut bereaksi
enzym
Enzym
  • Mrpk katalis untuk hampir semua reaksi kimia dlm tbh
  • Tanpa enzym reaksi lambat  masalah kesehatan
  • Ex:
  • Org yg mengalami phenylketonuria (PKU) tak bs menggunakan pemanis yg mengandung aspartame (in Equal®).
  • Aspartame = phenylalanine ( ada dlm sebagian besar makanan yg mengd prot.)
  • ggn genetik PKU  tdk dpt mengubah :

phenylalanine tyrosine (another amino acid)

menumpuk dlm tbh

Retardasi mental parah

Bayi : hrs rutin dicek PKU (saat lahir)  jk +  diet khusus (dibatasi asupan phenylalanine saat bayi/anak2)

reaksi enzymatik
Reaksi enzymatik
  • tdk selalu sederhana
  • Ada enzym yg bth cofactors / co-enzymes u/ membantu tugasnya sbg katalis
  • co-factors : komponen normal di sebagian besar sel & sering terlibat dlm reaksi perubahan zat gizi menjadi energi
  • Contoh co-factor : Vitamin
  • Yg memegang kunci transformasi xenobiotik adalah OBAT atau enzym
the relationship of substrate enzyme co enzyme and transformed product is illustrated below
The relationship of substrate, enzyme, co-enzyme, and transformed product is illustrated below:
enzym untuk biotransformasi
>> Enzym untuk biotransformasi
  • Protein BM tinggi
  • Td. atas rantai AA dg ikatan peptida
  • Sangat spesifik (hanya membantu reaksi tertentu)
  • Sering diibaratkan kunci dan gembok
  • Terlihat dlm gambar: jk suatu bahan cocok dg enzym terbentuk komplek enzym-substrat  reaksi  2 bahan kimia
contoh
contoh

Absolut Spesificity:

  • Formaldehyde dehydrogenase hanya sbg katalisator pd reaksi kimia formaldehyde
  • Acetylcholinesterase  hanya sbg katalisator bahan kimia neurotransmiter acetylcholine

Group specivicity:

  • Alcohol dehydrogenase  mempunyai “group specificity”  krn dpt mengubah beberapa jenis alkohol termasuk methanol & ethanol

Linkage specivicity:

  • N-oxidation  dpt mengkatalis reaksi yg ada ikatan nitrogen dg menggantikan gugus nitrogen dg oksigen
penamaan enzym
Penamaan enzym
  • Kecuali untuk pepsin & trypsin  semua diberi akhiran “ase” + bahan yg bereaksi dan tipe reaksi
  • Ex:
  • Alcohol dehydrogenase = enzym yg mengubah Alkohol dengan melepaskan hidrogen  hasilnya aldehyde atau keton
biotransformasi alkohol acetaldehyde
Biotransformasi alkohol  acetaldehyde
  • ADH = alcohol dehydrogenase, a specific catalyzing enzyme
  • NAD = nicotinamide adenine dinucleotide, a common cellular reducing agent
faktor yg mempengaruhi reaksi biotransformasi
Faktor yg mempengaruhi reaksi biotransformasi
  • Suatu xenobiotik dpt diubah menjadi > toksik/ < toksik  dipengaruhi oleh :
  • Dosis
  • Circumstances (cara minumnya)
  • Ex:
  • Tylenol (asetaminophen) –obat analgesik & antipiretik
  • Jika diminum sesuai dosis anjuran  efek yg diinginkan
  • Jika melebihi dosis hepatotoxicity
slide22

Jika dosis ber >>  < enzym  obat mengalami reaksi melalui jalur lain  bioaktivasi  hepatotoksik

  • O.k.i  hanya boleh diminum setiap 4-6 jam dan

tidak boleh diminum me>i 4 dosis/24 jam

  • Enzym – jumlah terbatas  dapat kehabisan (melebihi kemampuan tubuh untuk mensintesis kembali)  "Dose Makes the Poison."
pengelompokan reaksi biotransformasi
Pengelompokan Reaksi biotransformasi
  • Menurut jenis reaksinya (misal : oksidasi, reduksi)
  • Menurut Fase (urutannya)
  • Reaksi Fase I : modifikasi bahan kimia dg menambah strk. kimia fungsional bahan menjadi cocok (fit) u/ msk Fase II  konjugasi (bergabung dg bahan lain)
  • Reaksi fase II terdiri atas: reaksi enzymatik yg mengikat xenobiotik yg sdh termodifikasi dg bahan lain  konjugat
  • Konjugat  molekul > besar & > polar (larut air)  mdh dikeluarkan , sulit menembus membran sel
slide24

Bahan yg tdk perlu melalui fase I  jadi langsung ke fase II

  • Ex: Phenol
  • Phenol  langsung terkonjugasi menjadi metabolit yg bs langsung di ekskresi
  • Benzen  perlu fase I & II
  • Pada fase I : benzen  phenol
  • Pada fase II : phenol terkonjugasi  phenyl sulfate
fase i a oksidasi
Fase I : a. Oksidasi
  • Proses dmn molekul/Substrat kehilangan elektron
  • reaksi = oksidasi krn pertamakali ditemukan mrpk reaksi penambahan oksigen
  • Reaksi oksidasi tdk selalu melibatkan Oksigen
  • Contoh reaksi oksidasi yg tak melibatkan oksigen :

- dehydrogenation lepasnya ion H

molekul

- electron transfer berpindahnya elektron

dari substrat

fase i b reduksi
Fase I : b. Reduksi
  • Substrat menerima elektron
  • Paling banyak terjadi pd xenobiotik jika O2 rendah
  • Reduksi dpt terjadi pada ikatan ganda nitrogen-nitrogen (azo reduction) atau pada kelompok nitro (NO2).
  • Seringkali, AA yg dihasilkan akan teroksidasi membentuk metabolit yg toksik
  • Beberapa bahan kimia spt CCl4 dapat tereduksi oleh radikal bebas yg sangat reaktif thd jaringan
  • Jadi :

Reduksi > sering mengakibatkan Bioaktivasi

fase i hydrolisis
Fase I : Hydrolisis
  • Penambahan air menyebabkan toksikan terpecah menjadi 2 fragmen atau molekul yg > kecil --Kelompok hidroksil(OH-) & atom hidrogen
  • Yg sering mengalami hidrolisis : esters, amines, hydrazines, & carbamates
  • Contoh biotransformasi procaine (local anesthetic) yg terhidrolisis menjadi 2 bhn kimia lain sbb :
fase ii
Fase II
  • xenobiotic yg telah melewati fase I  new intermediate metabolite –yang terdiri atas bahan kimia reaktif spt:
  • hydroxyl (-OH), amino (-NH2), &carboxyl (-COOH)
  • Bebrapa blm menjadi ckp hidrofilik –msh sulit dikeluarkan  harus melalui fase II (reaksi biotransformasi tambahan)
fase ii1
Fase II
  • Reaksi konjugasi
  • Molekul normalnya dlm tubuh  ditambahahkan pd metabolit dari reaksi fase I  terkonjugasi (> hidrofilik)  mdh dikeluarkan
  • Reaksi utama pada fase II:
    • glucuronide conjugation - most important reaction
    • sulfate conjugation - important reaction
    • acetylation
    • amino acid conjugation
    • glutathione conjugation
    • methylation
fase ii konjugasi glukoronide
Fase II : konjugasiglukoronide
  • Paling pentingdarifase II
  • salahsatumolekulygditambahkan pada metabolithasilfase I : asamglukoronat (berasaldariglukosa)
  • Bagianygmengalamireaksiglucuronidasiadalahsubstratygmengandungikatanoxygen, nitrogen,atausulfur

Contoh :

  • bilirubin, hormonsteroiddantiroid
  • Glucuronidasimrpkjalurygkapasitasnyatinggiuntukkonjugasixenobiotik.
  • Melaluijalurini toksisitasberkurang

(Pengecualian : pdbahancarcinogenik )

  • Konjugatglucuronide  biasanyackphidrofilik  mudahdikeluarkan (melalui empedu)
fase ii konjugasi sulfat
Fase II : konjugasisulfat
  • Ikatandengansulfat
  • >> akanmenurunkantoksisitas
  • konjugatsulfatakansegeradiekskresikanmelalui urine.
  • Jalurinikapasitasnyarendah u/konjugasi xenobiotic.
  • Seringxenobiotikygsamadptmengalamikonjugasimelaluijalurglukoronidasiatausulfatasi
for academics2
For Academics :

The substances in the body that accelerate chemical reactions are known as:

a. amino acids

b. substrates

c. enzymes

for academics3
For Academics :

The convention used to name specific enzymes consists of :

  • combining the substrate name with the type

of chemical reaction

b. combining the target organ and the type of

chemical reaction

c. combining the substrate name with the form

of toxicity

slide41

Enzyme names end in "ase" and usually combine the substrate acted on and the type of reaction catalyzed (a)

for academics4
For Academics :

Biotransformation reactions are classified as Phase I and Phase II. The basic difference is:

  • Phase I reactions conjugate a substrate

whereas Phase II reactions oxidize the substance

  • Phase I reactions generally add a functional

structure whereas Phase II reactions conjugate

the substance

  • a Phase I reaction generally makes a substance

more hydrophilic than a Phase II reaction

slide43

Phase I reactions are generally reactions which modify the chemical by adding a functional structure. This allows the substance to "fit" into the Phase II enzyme so that it can become conjugated (joined together) with another substance. Phase II reactions consist of those enzymatic reactions that conjugate the modified xenobiotic with another substance (b)

for academics5
For Academics :

The difference between oxidation and reduction reactions is:

  • a substrate gains electrons from an oxidation

reaction whereas it loses electrons by a

reduction reaction

  • oxygen is removed from a substrate in oxidation

and added in the reduction reaction

  • a substrate losses electrons from an oxidation

reaction whereas it gains electrons by a

reduction reaction

slide45

Oxidation is a chemical reaction in which a substrate loses electrons. Reduction is a chemical reaction in which the substrate gains electrons (c)

for academics6
For Academics :

Which conjugation reaction is the most common in the biotransformation of xenobiotics?

a. amino acid conjugation

b. glucuronide conjugation

c. methylation

slide47

Glucuronide conjugation is one of the most important and common Phase II reactions. Glucuronidation is a high-capacity pathway for xenobiotic conjugation (b)

biotransformation sites
Biotransformation Sites
  • EnzymBiotransformasi tersebarluas di seluruhtubuh
  • Liver  organ biotransformasiutama

- besar

- banyakenzym di sini

  • Ginjal & paru kapasitasbiotransformasi10-30% dibanding liver
  • Kulit , usus, testis, plasenta kapasitasrendah
  • O.k.i liver sangatrentanthdtoksisitasxenobiotic yang mengalamibioaktivasi
slide49

Enzym dlm sel berada pd : microsomes (small vesicles) dari Endoplasmic reticulum danbagiansitoplasma(cytosol)

  • Aktifitastransformasisebagiankecilterjadijuga di : mitochondria, nucleus, dan lysosome
cytochrome p 450
Cytochrome P-450
  • Enzym utama pd Fase I
  • sistem enzym ini disebut : "mixed function oxidase (MFO) " system.
  • Ada di microsome
  • Bertanggungjawab pada reaksi oksidasi
liver
Liver
  • Biotransformasi hampir semua xenobiotics
  • Aliran darah dari GIT  langsung ke liver – liver rentan thd toksikan yg melalui ingesti
  • Darah dari GIT tdk langsung ke sirkulasi umum (lewat EHC)  disebut "first pass" phenomena.
  • Dari liver darah ke seluruh area tbh (sebag besar sdh didetoks di liver)
  • Metabolit yg toksik ada pd kadar tinggi di liver
for academics7
For Academics :

The organ that has the greatest ability to biotransform xenobiotics is the:

a. liver

b. pancreas

c. skin

slide53

Biotransforming enzymes are widely distributed throughout the body. However, the liver has the largest concentration of all organs and thus has a very high capacity for biotransformation.

for academics8
For Academics :

The "first pass" phenomenon pertains to:

a. the situation where xenobiotics that are absorbed from the GI tract first enter the circulating blood before going to the liver

b. a condition where the liver first biotransforms a xenobiotic by Phase II reaction before it is biotransformed by a Phase I reaction

c. an anatomical arrangement in which xenobiotics absorbed from the intestine go to the liver first rather than into the systemic circulation

slide55

Blood leaving the gastrointestinal tract does not directly flow into the general circulatory system. Instead, it flows into the liver first via the portal vein. This is known as the "first pass" phenomena.(c)

faktor pemodifikasi biotransformasi
Faktorpemodifikasibiotransformasi
  • Efektifitasbiotransformasitergantungpadabeberapafaktor : species, age, gender, genetic variability, nutrition, disease, exposure to other chemicals that can inhibit or induce enzymes, and dose levels.
  • perbedaan dasar selective toxicity
  • Ex:
  • Pestisidaamanbagimanusiatptdkuntuktikus
  • malathion pdmamalia di ubah (hidrolisis) menjadimetabolitygkurangtoksik– di insektamalahmenjadimetabolityg > toksik ( teroksidasimenjadimalaoxonygletalbginsekta)
usia sex
Usia & sex

Usia efisiensibiotrans

  • Neonatus terbatas
  • Dws  aktifitasstabil
  • Tua  menurun

sex:

  • Terkait dg hormon
genetik
genetik
  • Ada ygsecaragenetikdptbereaksicepatpdacetylasi
gizi buruk penyakit
Giziburuk & penyakit

Gizi buruk

  • Mempengaruhikemampuanbiotransformasi
  • Terkait dg rendahnya protein, vitamin & logamessensial
  • Menurunkankemampuansintesaenzym

Penyakit

  • Ada bbrppenyakitygmenyebabkanmenurunnyakapasitasbiotransf.
  • Ex: hepatitis
enzyme inhibition
Enzyme Inhibition
  • Bs o.k. Pajananxenobiotics
  • Ok pajanan xenobiotik ttt  menghambat kapasitas biotransformasi (o.k. Hambatan pd enzym ttt)
  • Mekanisme utama : kompetisi antara 2 zat thd enzym oksidasi atau konjugasi
  • Zat 1 menggunakan enzym yg dibutuhkan untuk memetabolisme zat 2
enzyme induction
Enzyme Induction
  • Adanya pajanan dengan bhn kimia ttt / obat  meningkatkan kapasitas biotransformasi xenobiotik
  • Zat 1  merangsang tbh untuk produksi enzym  aktifitas enzym meningkat  biotransformasi meningkat
  • Contoh penginduksi :

Alcohol, isoniazid, polycyclic halogenated aromatic

hydrocarbons (e.g., dioxin), phenobarbital, and

cigarette smoke.

Reaksi yg paling sering terinduksi : reaksi yg melibatkan enzym cytochrome P-450

pengaruh dose level pd biotransformasi
Pengaruh dose level pdbiotransformasi
  • Pdkondisitertentu proses biotransformasiygterjadibssangatberbedapddosistinggidibandingrendah
  • Hal iniygberperanpd NAB dosistoksisitas
  • halinikrn proses biotransygberbedapddosistinggi.
  • Pddosisrendah xenobiotikmengikutijalurbiotransformasi u/ detoks.
  • Jkdosisberlebihan melampauikapasitasenzym  jalurbiotrans. Jenuh  xenobiotikygblmdibiotransmenumpuk  masukjalur lain  bioaktifasi
contoh dose related difference pd tylenol acetaminophen
Contoh dose-related difference pdtylenol (acetaminophen)
  • pddosis normal :
  • 96% didetoksifikasimelaluikonjugasisulfatasi & glukoronidasi
  • 4%  bioaktifasi  kmddikonjugasioleh GSH  dikeluarkan
  • Jikadosis : 7-10 kali lebihbesar jalurkonjugasisulfatdanglucoronatmenjadijenuh  metabolilk > toksik
  • GSH dlm liver –jugaberkurang (deplesi)  metaboliktoksiktdkbisadidetoks.  bereaksi dg protein liver  “fatal liver damage”
for academics9
For academics

Selective toxicity refers to a difference in the toxicity of a xenobiotic to different species. This selective toxicity can usually be attributed to:

a. differences in the ability to absorb the xenobiotic

b. differences in organ systems between species

c. differences in capability to biotransform the xenobiotic

slide68

A difference between species in their capability to biotransform a specific chemical is normally the basis for a chemical's selective toxicity.