생체 내 변환

生體內變換 / Biotransformation

생체 내 변환은 외부 물질, 주로 독성을 가진 약물이 체내에 들어왔을 때 그 구조나 활성이 변화하는 것을 말한다. 구조가 변하면 당연히 약물의 효능이 변화하게 되며, 대체로 독성이 약해지는 방향으로 발생한다. 생체 내 변화, 생물변환, 생체변환 등 다양한 번역어가 있다. 생체 내 변환을 통해 우리 몸은 흔히 해독이라고 불리는 약물의 독성을 약화하는 작용을 할 수 있다. 즉, 이 과정은 몸을 외부의 유해 물질들로부터 보호하기 위한 기본적인 방어벽 역할을 한다.

경우에 따라 예외가 당연히 존재하지만, 대체로 생체 내 변환은 소변이나 땀과 같이 물에 녹기 쉬워지는 쪽으로 외부 물질을 변화시키는 경향성이 있다. 물은 극성 용매이므로, 극성을 띠는 쪽으로 물질이 잘 변화한다는 뜻이다. 이런 과정에서 상술했듯 약물은 대개 그 활성과 효능이 감소한다.

예외적으로, 메탄올과 에틸렌 글라이콜은 생체 내 변환 과정에서 독성이 강해진다. 이 둘의 최종물질이 포름산과 옥살산이기 때문이다. 더 나아가, 라돈, 폴로늄 같이 생체 내 변환으로 독성을 줄일 수 없는 물질도 있다.

대부분의 약물을 대사하는 간이 주요 생체 내 변환 담당 장기이며, 경구 투여된 약물에 대하여 순환계통으로 들어가기 전 간에서 일어나는 대사는 초회 통과 효과(first pass effect)라고 불린다. 이 과정에서 약물의 생체이용률이 감소할 수 있다. 간세포의 매끈면 소포체(sER)에 다수 존재하는 약물대사효소들이 이 과정에서 특히 중요하다. 일부는 흡수되기 이전 소화계, 즉 장에서 생체 내 변환이 일어나기도 한다. 가령 장내의 정상세균총이나 효소는 약물의 구조를 변화시킬 수 있다. 그 외에도 여러 장기들이 약물을 대사 능력을 가지고 있다.

약물의 생체 내 변환 과정을 1상과 2상으로 나눌 수 있으나, 약물에 따라 이런 과정을 아예 거치지 않은 상태로 배출되거나, 1상을 거치지 않고 2상에서 접합체만을 형성하기도 한다. 다른 경우에는 2상을 먼저 거치는 경우도 있다. 딱히 숫자 순서대로 생체 내 변환이 반드시 일어나지는 않는다는 것이다.

Phase 1.

약물의 극성을 일반적으로 증가시키는 단계로, 작용기를 도입하거나 노출시켜 반응하기 쉽도록 만드는 단계이다.

Phase 2.

1상을 거치며 반응성이 높아진 약물을 아미노산, 아세트산, 황산, 글루쿠론산과 같은 내부 기질(endogenous substrate)과 결합시켜 더욱 반응성이 높은 접합체(conjugate)를 형성한다.