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약물 대사 (Drug Metabolism)

Drug Metabolism : “약물 처리 공장”
체내에서 화학적으로 변환해 배출이 용이하게

약물 대사(Drug Metabolism)는 약물이 체내에서 화학적으로 변환되어 배출 준비를 하는 과정입니다. 약물 대사는 약물의 화학적 구조를 변경해, 신체가 약물을 더 쉽게 배출할 수 있도록 돕습니다. 주로 약물을 더 친수성(물에 잘 녹는 형태)으로 만들어 신장이나 담즙을 통해 배출이 용이하게 합니다.

간은 약물 대사의 중심 기관으로, 약물의 활성도를 변화시키거나 독성을 줄이는 데 중요한 역할을 합니다. 약물 대사는 크게 두 단계로 나뉘며, 각각 약물의 처리 방식이 다릅니다.

그럼 약물 대사 (Drug Metabolism)에 대해 간략히만 정리해보겠습니다.

약물 대사(Drug Metabolism) 의 주요 단계

1상 반응 + 2상 반응

약물 대사는 1상 반응과 2상 반응이라는 두 가지 단계를 통해 이루어집니다. 쉽게 말해, 1상 반응은 약물의 화학적 구조를 살짝 바꾸는 단계이고, 2상 반응은 약물에 추가적인 화학적 그룹을 붙여 더 수용성으로 만드는 과정입니다.

By Drriad – Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2800903
Phases I and II of the metabolism of a lipophilic xenobiotic. By TimVickers – Own work, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4549628

1상 반응 (Phase I Reaction)

약물의 “첫 번째 정리 작업”으로,

약물이 배출되기 전 적당한 크기와 모양으로 만들어지는 과정이라고 볼 수 있습니다.

1상 반응에서는 약물이 산화, 환원, 가수분해와 같은 과정을 거쳐 화학적으로 변환됩니다. 이를 통해 약물의 극성을 증가시키고, 수용성을 높여 배출 준비를 합니다. 주로 시토크롬 P450(CYP450)이라는 효소에 의해 이루어집니다.

1상 반응의 유형설명
산화
(Oxidation)		CYP450 효소가 산소를 사용하여 약물을 산화. 약물의 화학적 성질을 변경해 수용성을 높임.
환원
(Reduction)		산소가 부족한 환경에서 약물이 환원 반응을 거쳐 대사됨.
가수분해
(Hydrolysis)		물 분자를 이용해 에스터 결합(Ester bond)나 아미드 결합(Amide bond)을 분해하여 약물의 구조를 단순화.

2상 반응 (Phase II Reaction)

약물에 “꼬리표”를 붙이는 과정으로,

약물이 체내에서 쉽게 배출될 수 있도록 만들어주는 단계

2상 반응에서는 약물에 화학적 그룹이 첨가(포합)되어 더 수용성이 높은 형태로 변환됩니다. 이를 통해 약물이 신장이나 담즙을 통해 쉽게 배출됩니다. 특히 간에서 2상 반응이 활발히 이루어집니다.

2상 반응의 유형설명
글루쿠로니다화
(Glucuronidation)		UDP-글루쿠론산과 결합하여 약물을 수용성으로 전환.
빌리루빈 포합 반응 등 가장 흔한 포합반응입니다
황산화
(Sulfation)		황산기를 첨가하여 약물을 더 친수성으로 변환.
아세틸화
(Acetylation)		아세틸-CoA를 사용하여 약물을 변환. 유전적 차이에 따라 대사 속도가 달라질 수 있음.
글루타티온 포합
(Glutathione Conjugation)		글루타티온과 결합하여 독성 대사산물을 해독.

약물 대사에 영향을 미치는 요인

약물 대사는 개인의 생리적, 유전적, 환경적 요인에 따라 달라집니다. 주요 요인들을 간략히 정리해보겠습니다.

요인설명
유전적 다형성CYP450 효소 유전자의 변이에 따라 약물 대사 속도가 달라질 수 있음.

예: CYP2D6 변이는 약물을 빠르게 또는 느리게 대사.
약물 간 상호작용효소 유도제나 억제제가 다른 약물의 대사 속도에 영향을 미침.

예: 리팜핀은 CYP450을 유도하여 대사 촉진.
연령신생아와 노인의 간 대사 효소는 성인보다 활성이 낮아 약물 대사가 느림.
간 기능간 질환이 있으면 약물 대사 능력이 저하되어 약물이 체내에 더 오래 남을 수 있음.

약물 대사의 임상적 중요성

약물 대사는 약물의 치료 효과와 독성을 조절하는 중요한 과정입니다. 대사 과정을 이해하면 약물 용량 조정, 투여 간격 설정, 약물 상호작용 관리를 더 효과적으로 할 수 있습니다.

임상적 활용설명
용량 조정대사 속도에 따라 약물 용량을 조정. 대사가 느린 환자에게는 더 낮은 용량을 투여.
약물 상호작용 관리효소 유도제나 억제제에 의해 발생하는 상호작용을 고려하여 병용 약물을 선택.
개인화된 약물 치료유전적 검사로 대사 효소 상태를 평가하여 맞춤형 약물 치료 제공.

약물 대사의 예

다양한 약물의 대사 과정을 몇 가지 예를 통해 알아보겠습니다:

약물대사 단계설명
파라세타몰 (Paracetamol)1상 및 2상1상 반응에서 소량의 독성 대사산물(NAPQI) 생성, 2상 반응에서 글루쿠로니다화로 무독성화.
코데인 (Codeine)1상CYP2D6에 의해 모르핀으로 대사되어 진통 효과를 발휘.
이소니아지드 (Isoniazid)2상아세틸화로 대사되며, 대사 속도는 유전적 변이에 따라 달라짐.

Resource

Pharmacology