- Ksenobiotikų metabolizmas
- Dietinis toksinių ir kancerogeninių ksenobiotikų šaltinis
- Ksenobiotikų metabolizmą veikiantys veiksniai
- Atsakymai, kuriuos sukėlė ksenobiotikai
- Nuorodos
Į Ksenobiotikų yra užsienio cheminės medžiagos į žmogaus organizmą, įskaitant vaistus, maisto priedų, teršalų, cheminių kancerogenų ir daug medžiagų, kurios patenka į organizmą įvairiais maršrutais iš aplinkos.
Žodis „ksenobiotikas“ kildinamas iš graikų kalbos žodžio „xenos“, reiškiančio užsienietį, ir „bios“, reiškiančio gyvenimą. Šie pašaliniai junginiai, kurie paprastai nėra cheminiai junginiai, sudarantys žmogaus kūną, gali būti natūralios ar sintetinės kilmės.
Ksenobiotinių vaistų metabolizmas kepenyse (Šaltinis: Drriad / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) per „Wikimedia Commons“)
Daugumą ksenobiotikų organizmas metabolizuoja norėdamas pašalinti, tačiau yra ir tokių, kurių nepavyksta pašalinti arba kurių pašalinimo procesas yra labai lėtas, todėl jie kaupiasi organizme ir gali sukelti žalą ar toksiškumą.
Yra žinoma daugiau kaip 200 000 aplinkos chemikalų, kurie yra identifikuojami kaip ksenobiotinės medžiagos. Dauguma jų gali būti metabolizuojami, tai yra, transformuojami, kad būtų pašalinti. Šios transformacijos daugiausia vyksta kepenyse. Tačiau kai kurie ksenobiotikai gali būti pašalinti arba pašalinti nepakitę.
Ksenobiotikų metabolizmą gali paveikti keli veiksniai. Tai apima amžių, lytį, tam tikrus genetinius veiksnius ir kai kuriuos fermentų indukcijas, kuriuos sukelia tam tikri ksenobiotikai.
Kai ksenobiotikas yra vaistas, jo metabolizmas gali suaktyvėti arba jis gali susilpnėti arba baigtis. Kai kurių ksenobiotikų toksiškumą galima patikrinti keliais būdais; pavyzdžiui, cianidas yra labai toksiškas esant labai mažoms koncentracijoms, nes blokuoja kvėpavimo takų grandinę; kiti yra citotoksiniai, nes jie kovalentiškai jungiasi su DNR, RNR ar baltymais.
Kai kurie ksenobiotikai gali sukelti antigenines reakcijas, jie gali būti kancerogeniniai arba netgi būti visiškai nekenksmingi (netoksiški).
Ksenobiotikų metabolizmas
Žmonės nuolat yra veikiami daugybės ksenobiotinių medžiagų. Tai apima vaistus, toksinius agentus, mutagenus ir kancerogenus. Daugelis šių medžiagų patenka į organizmą, kai jos vartojamos maiste.
Ksenobiotiniai junginiai gali reaguoti su tarpląstelinėmis makromolekulėmis, tokiomis kaip DNR (arba tiesiogiai su ląstelių struktūromis), padarydami žalą ir (arba) sužalodami. Norėdami neutralizuoti šį žalingą poveikį, kūnas turi dvi gynybos sistemas: detoksikacijos fermentus ir antioksidantų sistemas.
Ksenobiotinis metabolizmas (Šaltinis: „TimVickers“ / Public domain, per „Wikimedia Commons“)
Ksenobiotikų metabolizmą galima suskirstyti į du procesus arba fazes. Pirmojoje pagrindinė reakcija yra hidroksilinimas, o antrasis apima hidroksilintų produktų konjugaciją. Šie procesai daugiausia vyksta kepenyse, nors kai kurios pirminės reakcijos gali atsirasti odos epiteliniame barjere ir kituose audiniuose, pavyzdžiui, plaučiuose.
Hidroksilinimo fazę katalizuoja daugybė monoksidazių arba citochromų P450 klasės fermentų. Be hidroksilinimo, šie fermentai dalyvauja deaminacijos, dehalogenavimo, desulfurizacijos, epoksidacijos, peroksidacijos ir redukcijos procesuose.
Citochromo P450 šeimos fermentai yra aldehido oksidazės, ksantino oksidazės ir peroksidazės. Šiame pirmame etape kai kurios esterazės ir fermentai, išskyrus citochromą P450, dalyvauja kai kuriose hidrolizės reakcijose.
Antrame etape dėl konjugacijos susidaro kai kurie poliniai produktai, kurie, tirpūs vandenyje, lengvai išsiskiria. Konjugacija sukuriama veikiant specifiniams fermentams, jungiantiems hidroksilintą produktą su skirtingomis molekulėmis, tarp kurių yra: gliukurono rūgštis, sulfatas, acetatas, glutationas, amino rūgštys arba metilo grupės.
Dietinis toksinių ir kancerogeninių ksenobiotikų šaltinis
Dietinis kancerogeninių medžiagų šaltinis yra junginiai, kurie gaminami verdant riebalus, mėsą ar baltymus arba kai iš kai kurių augalų gaunami natūralūs produktai, tokie kaip alkaloidai ir kai kurie šalutiniai pelėsių produktai.
Tarp šių medžiagų kancerogeninis poveikis yra labiausiai ištirtas dėl tų, kurie gaminami perkepus mėsos, pavyzdžiui, policiklinių aromatinių angliavandenilių ir heterociklinių aromatinių aminų.
Kiti ksenobiotikai, kuriuos žmonės praranda visą gyvenimą, yra pramoniniai ir aplinkos teršalai, tokie kaip dyzelinių variklių išmetimas, taip pat pesticidai, galintys užteršti vandenį ir maistą. Taip pat pridedami kai kurie vaistai, tiek skirti receptai, tiek vaistai.
Mėsos ir žuvies konservavimui naudojami nitratai gali užteršti dirvožemį ir vandenis; Tai susiję su gyvūnų liaukų karcinoma.
Ksenobiotikų metabolizmą veikiantys veiksniai
Ksenobiotines medžiagas metabolizuojančių fermentų veiklą gali paveikti daugybė veiksnių. Jų aktyvumas skirtingose rūšyse labai skiriasi, todėl toksinio ar kancerogeninio ksenobiotiko poveikio negalima laisvai perkelti iš vienos rūšies į kitą.
Pastebėta reikšmingų skirtumų tarp asmenų, susijusių su fermentų, atsakingų už ksenobiotikų metabolizmą, aktyvumu. Šie skirtumai dažnai priklauso nuo genetinių veiksnių, atitinkamo asmens amžiaus ir lyties.
Vienu metu vartojant keletą ksenobiotinių medžiagų, gali sukelti fermentų indukciją. Kai kurių ksenobiotikų metabolizmo metu susidarę metabolitai gali slopinti ar skatinti detoksikuojančių fermentų aktyvumą.
Šis poveikis yra labai svarbus vertinant reakciją į tam tikrus vaistus, nes derinant dozę gali reikėti koreguoti dozę.
Atsakymai, kuriuos sukėlė ksenobiotikai
Kai ksenobiotikas yra vaistas, pirmosios metabolizmo fazės hidroksilinimo reakcijos gali suaktyvinti vaistą arba, priešingai, jei jis jau buvo aktyvus, tada jis bus metabolizuojamas į neaktyvią polinę formą ir pašalinamas.
Tam tikri vaistai sukelia kai kurias nepageidaujamas reakcijas, kurios priklauso nuo skirtingų asmenų genetinės kilmės skirtumų, susijusių su įvairių fermentų ir baltymų struktūra.
Laisvųjų radikalų toksiškumas (sukeltas ksenobiotikų) (Šaltinis: Dan Cojocari / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) per „Wikimedia Commons“)
Taigi aprašomi kai kurie šalutiniai reiškiniai, kurie pasireiškia tik labai mažam procentui asmenų, pavyzdžiui, hemolizinės anemijos, piktybinė hipertermija, pakitusi nikotino apykaita, apsauganti nuo priklausomybės nuo tabako ir kt.
Toksinis ksenobiotikų poveikis gali priklausyti nuo dozės arba nurytos medžiagos. Kai kurie ksenobiotikai, tokie kaip tam tikri nuodai, yra toksiški vartojant labai mažas dozes, kiti metabolizuojami labai lėtai, o kai jų vartojimas yra nepertraukiamas, jie kaupiasi, kol toksinis poveikis atsiranda didesnėmis dozėmis.
Ksenobiotinės medžiagos gali sukelti įvairų biologinį poveikį. Tai apima naudingas farmakologines reakcijas gydant daugelį ligų, toksines reakcijas, imunologines reakcijas ir karcinomatinį poveikį, kuris gali sukelti vėžį įvairiuose organuose ir audiniuose.
Nuorodos
- Madhukar. A, Swathi. E, S. Pranathi, Vineela Devi, K. Surender Reddy (2012) ksenobiotikų analizė: apžvalga. „Journal of Pharma Research“. (www.jprinfo.com)
- „Murray“, R. K., „Granner“, DK, „Mayes“, PA ir „Rodwell“, VW (2014 m.). Harperio iliustruota biochemija. Mcgraw-hill.
- Omiecinski, CJ, Vanden Heuvel, JP, Perdew, GH ir Peters, JM (2011). Ksenobiotinis metabolizmas, išsiskyrimas ir reguliavimas receptoriais: nuo biocheminio reiškinio iki pagrindinio toksiškumo numatytojų. Toksikologijos mokslai, 120 (Suppl_1), S49-S75.
- „Patel“, DK ir „Sen“, DJ ksenobiotikai: esminis gyvosios sistemos pirmtakas. - Academia.edu
- „McCance“, KL ir „Huether“, SE (2018). Patofiziologijos knyga - suaugusiųjų ir vaikų ligų biologinis pagrindas. Elsevier sveikatos mokslai.