Co je to xenobiotický metabolismus?

Xenobiotický metabolismus odkazuje na různé chemické reakce, nazývané metabolické dráhy, které živý organismus používá ke změně chemikálií, které se v organismu obvykle nevyskytují v rámci jeho přirozené biochemie.Tyto chemikálie, nazývané xenobiotika, mohou zahrnovat věci, jako jsou jedy, drogy a znečišťující látky na životní prostředí.Xenobiotický metabolismus je pro život důležitý, protože umožňuje organismu neutralizovat a eliminovat cizí toxiny, které by jinak narušovaly chemické procesy, které jej udržují naživu.Xenobiotický metabolismus lidí a mnoho dalších forem života je důležitý v oborech, jako je medicína, zemědělství a environmentální věda.buňka a fyzicky blokují mnoho xenobiotik.Polární molekuly, které mají elektrické dipóly, protože jejich elektrony nejsou rovnoměrně sdíleny mezi atomy molekul, se obecně nemohou dostat přes membránu buněk.Nepolární molekuly však mohou projít propustnou membránou a do buňky.Xenobiotický metabolismus chrání tělo před těmito látkami enzymy, které budou reagovat s většinou nepolárních sloučenin.Tato specializace jim brání v útoku na užitečné látky, které jsou součástí organismů Normální biochemie, což jsou polární sloučeniny schopné rozptylovat buněčné membrány pomocí transportních proteinů.Chemické reakce, které do jeho molekul přidávají polární nebo reaktivní skupiny.To se nejčastěji provádí s enzymy, které katalyzují monooxygenázové reakce s molekulami kyslíku nebo O2 a vodík, přidávají jeden atom kyslíku z O2 do xenobiotické molekuly a vytvářejí molekulu vody jako vedlejší produkt.Nejvýznamnější skupinou proteinů zapojených do této fáze je rodina cytochromu P450, která zahrnuje více než 11 500 různých proteinů a je přítomno ve všech formách života na Zemi.jsou k vytváření molekul zvaných xenobiotické konjugáty.Chemikálie běžně používané v této fázi zahrnují glycin (C2H5NO2), glutathion (C10H17N3O6s) a kyselina glukuronová (C6H10O7).Tyto molekuly jsou aniontové, což znamená, že obsahují více elektronů než protony, a proto mají negativní elektrický náboj.V závislosti na příslušné látce mohou výsledné konjugáty v průběhu detoxikace podrobit další chemické reakce.

Konečně je konjugát vylučován z buňky.Jeho negativně nabité aniontové skupiny mu umožňují vázat se s molekulami proteinu transportéru, které nesou konjugát přes buněčnou membránu a mimo buňku.Odtud může být xenobiotika dále metabolizována extracelulárními biochemikáliemi nebo vyloučena z těla zcela potem, moči nebo výkale.

V průběhu času se může xenobiotický metabolismus uspějících generací organismů vyvinout, aby poskytoval větší ochranu proti látkám, které pravděpodobně majíSetkání ve svém prostředí, protože členové druhu nejlépe schopni je zvládnout přežily a vyvrcholily své kolegy.To umožňuje mnoha formám života žít v prostředích nebo bezpečně jíst jídlo, které by bylo smrtelné pro jiné druhy.To může zase podnítit evoluci u druhů, které produkují toxiny pro lov nebo defenzivní účely, což vytváří selektivní tlak, který upřednostňuje organismy nejúčinnější při překonávání metabolismu jejich predátorů nebo kořisti.

Xenobiotický metabolismus je důležitým faktorem v zemědělství.Reakce různých organismů na xenobiotika ovlivňuje to, jak budou ovlivněny zemědělskými chemikáliemi, jako jsou pesticidy.Díky tomu je evoluční adaptace na xenobiotiku hlavním problémem, protože škůdci, jako je hmyz na konzumaci plodin, se mohou vyvinout větší odpor odporuE na pesticidy jako méně rezistentní členy druhu jsou vyhrávány z genového fondu.Některá léčiva nemají lékařský účinek ve formě, která se ve skutečnosti podává pacientovi a stává se aktivní, když jsou chemicky změněny metabolismem pacientů, což je proces zvaný bioaktivace.To se nejčastěji provádí oxidací léčivých molekul a obvykle zahrnuje rodinu cytochromu P450.Může však také zahrnovat jiné proteiny, jako je epoxid hydroláza, methyltransferáza a N-acetyltransferáza, které způsobují chemické změny, jako je hydrolýza, methylace a acetylace.Jednou z běžné příčiny nebezpečných lékových interakcí je, když jeden lék má vliv na metabolismus pacientů, který narušuje schopnost kombinézu metabolizovat jiný lék, což umožňuje jeho akumulovat nezpracované, dokud nedosáhne nebezpečné úrovně a je pacienta.