Die Biotransformation ist ein lebenswichtiger Prozess, der durch chemische Reaktionen im menschlichen Körper angetrieben wird, bei denen eine Substanzart in eine andere umgewandelt wird. Als treibende Kraft des Stoffwechsels ermöglicht es die Umwandlung von Nährstoffen in für den Körper gesunde Stoffe, die Umwandlung von Arzneimitteln in Wirkstoffe zur Behandlung bestimmter Erkrankungen und den Abbau von Giftstoffen in weniger giftige Verbindungen, bevor sie beseitigt werden kann. Biotransformation findet am häufigsten in der Leber statt, aber auch in den Nieren, der Lunge, der Haut und dem Darm.
Die Prozesse der Biotransformation werden durch die kontinuierliche Reihe von chemischen Reaktionen ermöglicht, die im Körper ablaufen. In den meisten Fällen werden solche Prozesse durch Enzyme ausgelöst, die als Katalysatoren für biochemische Reaktionen wirken. Wichtige Reaktionen sind solche, die Zucker verarbeiten. Gesundheitszustände, die die Fähigkeit bestimmter Enzyme beeinträchtigen, die erforderliche Reaktion auszuführen, oder Probleme, die zu einem Mangel dieser Enzyme führen, können zu Geburtsfehlern, neurologischen Mängeln und einer Vielzahl von Krankheiten führen.
Enzyme interagieren auf unterschiedliche und komplexe Weise. Manche wirken sich nur auf eine einzige chemische Reaktion aus, andere lösen Reaktionen an Molekülen mit bestimmten Strukturen wie Amino-, Phosphat- oder Methylgruppen aus. Andere zielen auf die strukturelle chemische Bindung, unabhängig davon, welche Arten von Molekülen vorhanden sind. Chemische Stoffwechselprozesse werden in die Art der Biotransformationsphase eingeteilt.
Phase-I-Prozesse, wie Oxidation und Hydrolyse, interagieren mit bestimmten Giftstoffen. Diese Giftstoffe können dann entweder direkt eliminiert oder weiter umgewandelt werden. Phase-II-Biotransformationen wirken auf Substanzen, die die erste Phase durchlaufen haben und die in einen Zwischenzustand überführt wurden, der Hydroxyl-, Carboxyl-, Amino- oder andere reaktive chemische Gruppen enthält. Der Substanz wird ein weiteres Molekül zugesetzt, um sie wasserlöslicher und leichter aus dem Körper auszuscheiden. Diese Art von Reaktion ist wichtig bei der Verarbeitung und Ausscheidung von Glukose.
Die Biotransformation kann stark durch die Dosierung beeinflusst werden, die davon abhängt, in was eine bestimmte Substanz umgewandelt wird und wie viel Katalysator bei der Verarbeitung einer bestimmten Menge davon verbraucht wird. Auch das Alter hat einen Einfluss, da junge und alte Menschen langsamere Stoffwechselfähigkeiten haben. Ernährung, Krankheiten, das Vorhandensein von Chemikalien, die bestimmte Enzyme beeinflussen, und die Genetik haben ebenfalls erhebliche Auswirkungen auf die Biotransformation.