Biotransformación y Toxicidad: Mecanismos y Reacciones

1. Indique mediante reacciones: nombre químico y tipo de biotransformación del prontosil.

–Tipo de biotransformación: Bioactivación I

– Tipo: azoreductasa %IMAGE_1%

2. Explique mediante reacciones, indicando nombres químicos, la biotoxificación del:

Acetaminofén. %IMAGE_2%

Intermediario tóxico imina NAPQI

N-acetil-benzoquinoneimina

Explique mediante reacciones la biotransformación del Paratión. (indicar nombre químico).

– Es una reacción de desulfuración oxidativa, no sintética.

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Reacción de la acetilcolina y metabolitos

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     Los metabolitos de la hidrolisis de la acetilcolina son la colina y el ácido acético. Los sustratos son la acetilcolina y el agua. La enzima que interviene es la acetilcolinesterasa.

La reacción química producida en este proceso es:

                 En la 1ª etapa de la reacción, el resto de SER del centro activo de la acetilcolinesterasa reacciona con la acetilcolina, generándose un intermedio acetil-enzima y la liberación de la colina.

                 Paso 1: Acetilcolina + enzima (Acetilcolinesterasa) ——> Colina + Acetilcolinesterasa acetilada

                 En la 2ª etapa de la reacción se produce la hidrólisis de la acetil-enzima, regenerándose la acetilcolinesterasa y liberándose el acetato.

                 Paso 2: Acetilcolinesterasa acetilada + H₂O ——> Acetilcolinesterasa + ácido acético

Metabolismo de la acetilcolina

   El metabolismo de la acetilcolina en las sinapsis colinérgicas consiste en su síntesis a partir de acetato y colina en una reacción catalizada por la colina-acetil-transferasa (ChAT), la cual se realiza dentro de las terminaciones presinápticas. Después de su liberación a la hendidura sináptica y de que haya realizado su función unida a sus receptores, la acetilcolina se hidroliza en una reacción

Señale tipo de biotransformación y metabolito que se forma de:

Prontosil: Azoreductasa, bioactivación I %IMAGE_6%

Paratión: Desulfuración oxidativa, biotoxificación

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Explique mediante reacciones, el mecanismo de acción e indique el papel del citocromo P450.

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         El papel fundamental es activar el oxígeno molecular para que, una vez activado, pueda ser introducido en el sustrato y así oxidarlo para formar sustrato oxidado. El citocromo P450 tiene un Fe⁺³ que necesita ser reducido a Fe⁺² con el NADPH actuando como dador de hidrógeno.

¿Cuáles son los sustratos de la conjugación acética de un ejemplo mediante reacciones y de nombres químicos respectivos?

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                Los sustratos de la conjugación acética son las aminas alifáticas o aromáticas. Estas son catalizadas por la acetil-transferasa. La acetil CoA es un donante del radical acetato y es necesaria para realizar la conjugación; de esta reacción se producen las amidas.   

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1. Dados los siguientes metabolitos, indique las drogas originales, la reacción respectiva y el tipo de biotransformación.

Metabolito	Producto Original	Reacción Química	Biotransformación
Ácido Hipúrico	Ácido Benzoico	Conjugación Glicocolica
Morfina	Codeína	Oxidación, o-desalquilación	Bioactivación II
Isoniazida	Iproniazida		Bioactivación II
Ácido oxálico	Etilenglicol		Biotoxificación

Dados los siguientes tóxicos, indique la reacción de biotransformación y su metabolito correspondiente:

Tóxico	Reacción Química	Metabolito	Biotransformación
Fenil		Ácido Fenilsulfúrico	Biodetoxificación
Malathion	Oxidación	Malaxon	Biotoxificación
Fenol	Conjugación	Ácido Fenilsulfúrico	Biodetoxificación
Anfetamina	Desaminación- oxidación	Fenilacetona
Anilina	Oxidación, glucuronación Hidroxilación aromática,	P-aminofenol Acetanilida	Bioactivación I Bioinactivación
Fenilbutazona	Oxidación	Oxifenbutazona	Bioactivación I
Ácido Cianhídrico	Conjugación tiólica	Ácido pirúvico o fórmico	II

Dados los siguientes metabolitos, indique cuáles son las drogas originales:

Metabolito	Producto Original
Parafenetidina	Fenacetina
Malaoxon	Malathion
Hidratos de Cloral	Tricloroetanol
Tiocianato de Sodio	Hiposulfito de sodio
Trietílico de Plomo	Tetraetilo de Plomo
Ácido Fórmico	Metanol
Ácido Oxálico	Etilenglicol
Isoniacida	Iproniacida

Explique las reacciones químicas que se llevan a cabo en las siguientes biotransformaciones:

Tóxico	Reacción Química	Metabolito
Anfetaminas	Deaminación oxidativa, oxidación microsómica	Fenilacetona
Mefobarbital	Desulfonación- oxidación microsómica Oxidación	Fenobarbital Barbitúrico
Hidrato de cloral	Alcohol deshidrogenasa	Tricloroetanol
Prontosil	Azoreducción	Sulfanilamida
Fenol	Conjugación	Ácido Fenilsulfúrico
Malathion	Oxidación	Malaoxon
Anilina	Glucuronación	Paraaminofenol Acetanilida	Bioactivación I Bioinactivación

1. En cuanto a las biotransformaciones. Dados los siguientes productos, indique el metabolito y el tipo de biotransformación.

Producto	Metabolito	Biotransformación	Reacción
Fenilbutazona	Oxifenbutazona	Bioactivación I	Oxidación
Fenacetina	Paracetamol Parafenetidina	Bioactivación I Biotoxificación
Prontosil	Sulfanilamida	Bioactivación I	Azoreductasa
Imipramina	Norimipramina	Bioactivación I
Iproniazida	Isoniazida	Bioactivación II
Codeína	Morfina	Bioactivación II	Oxidación
Metanol o Alcohol metílico	Formol o Ácido fórmico	Biotoxificación	oxi. Del ROH metílico
Etilenglicol	Ácido oxálico	Biotoxificación
Paratión	Paraoxón	Biotoxificación	Desulfuración oxidativa

Dados los siguientes agentes indique el tipo de anoxia y porque se produce

Agentes tóxicos	Tipo anoxia	Mecanismo de producción
Ácido cianhídrico	Anoxia Histotóxicas	Impide la normal captación de oxígeno.
Nitrito de sodio	Anoxia Anémica	Disminución de la hemoglobina útil.
Monóxido de carbono	Anoxia	Falta de oxígeno en el organismo
Ácido sulfúrico	Anoxia Histolítica	Bloqueo de una enzima en la cadena respiratoria (citocromo oxidasa)

Dadas las siguientes anoxias indique su grado de toxicidad responsable y su mecanismo de acción

 Anoxia Histotóxica: se debe a la alteración de los mecanismos enzimáticos celulares que impiden la normal captación de oxígeno, incapacidad de filtrar el oxígeno por los tejidos.

El ácido hidrocianico y algunos de sus derivados NaCN o K, bloquean por completo la actividad de la enzima citocromo-oxidasa hasta un grado tal que los tejidos no pueden utilizar el oxígeno aunque este sea abundante. La sangre contiene oxígeno y es correctamente transportada pero los tejidos están alterados y no pueden aprovecharlo.  Incapacidad de fijar el oxígeno por los tejidos

Anoxia por éxtasis: disminución de la circulación sanguínea, menor oxidación, shock anafiláctico, sofocación superficial, paro respiratorio. Ejemplo: picaduras, gangrenas

Enzima inmunosupresora de los metales

                La enzima inmunosupresora es la citocromo oxidasa. En pequeñas cantidades el cianuro inhibe el consumo de oxígeno a nivel celular y tisular. Tiene gran afinidad por el Fe⁺³. Inhibe ciertas enzimas al formar complejos muy estables con el metal.

Tipos de anoxia:

– Hipoxia: falta parcial de oxígeno

– Anoxia: falta total de oxígeno

– Anoxias anóxicas: falta de oxígeno en el organismo, por falta de oxígeno en el aire que se respira. Resulta de una deficiente oxigenación de la sangre. Puede deberse a: respiración de una atmósfera pobre en oxígeno, insuficiencia respiratoria, mezcla de sangres arterial o venosa (cardiopatía congénita), patologías pulmonar.

– Anoxia anémica: disminución de la tasa de hemoglobina útil para el transporte de oxígeno. Hay falta de glóbulos rojos para llevar oxígeno a la sangre. Disminución o alteración de la hemoglobina que impide la fijación del oxígeno en cantidades suficientesEj: H₂S

– Anoxia circulatoria: el sistema de circulación es ineficaz para transportar la sangre a los tejidos.

– Anoxia histolítica: bloqueo de una enzima en la cadena respiratoria (citocromo oxidasa) Ej: ácido cianhídrico, sulfhídrico H₂S

– Anoxia debido a la lentitud circulatoria local: emponzoñamiento, se produce vasodilatación e hipotensión, disminución de la circulación y oxigenación