Was ist der xenobiotische Stoffwechsel?

Xenobiotischer Metabolismus bezieht sich auf die verschiedenen chemischen Reaktionen, die als Stoffwechselwege bezeichnet werden und dass ein lebender Organismus Chemikalien verändert, die normalerweise nicht in einem Organismus als Teil seiner natürlichen Biochemie vorkommen.Diese Chemikalien, genannt Xenobiotika, können Dinge wie Gifte, Drogen und Umweltschadstoffe umfassen.Der Xenobiotic -Stoffwechsel ist für das Leben wichtig, da ein Organismus ausländische Toxine neutralisiert und beseitigt, die sonst die chemischen Prozesse beeinträchtigen würden, die ihn am Leben erhalten.Der xenobiotische Metabolismus des Menschen und viele andere Lebensformen ist in Bereichen wie Medizin, Landwirtschaft und Umweltwissenschaften wichtigeine Zelle und blockieren physisch viele Xenobiotika.Polare Moleküle, die elektrische Dipole haben, weil ihre Elektronen nicht gleichmäßig unter den Molekülenatomen geteilt werden, sind im Allgemeinen nicht in der Lage, eine Zellenmembran zu überwinden.Nichtpolare Moleküle können jedoch durch die durchlässige Membran und in die Zelle gehen.Der xenobiotische Metabolismus schützt den Körper vor diesen Substanzen mit Enzymen, die mit den meisten unpolaren Verbindungen reagieren.Diese Spezialisierung verhindert, dass sie hilfreiche Substanzen angreifen, die Teil der normalen Biochemie der Organismen sind. Dies sind polare Verbindungen, die mit Hilfe von Transportproteinen durch Zellmembranen diffundieren können.Chemische Reaktionen, die seinen Molekülen polare oder reaktive Gruppen hinzufügen.Dies wird am häufigsten mit Enzymen durchgeführt, die Monooxygenase -Reaktionen mit Sauerstoffmolekülen oder O2 und Wasserstoff katalysieren, ein Sauerstoffatom aus dem O2 zum Xenobiotikummolekül und ein Wassermolekül als Nebenprodukt produzieren.Die prominenteste Gruppe von Proteinen, die an dieser Phase beteiligt sind, ist die Cytochrom P450 -Familie, die mehr als 11.500 verschiedene Proteine umfasst und in allen Lebensformen auf der Erde vorhanden ist.sie bilden Moleküle, die als Xenobiotika -Konjugate bezeichnet werden.In dieser Phase üblicherweise verwendete Chemikalien umfassen Glycin (C2H5NO2), Glutathion (C10H17N3O6S) und Glucuronsäure (C6H10O7).Diese Moleküle sind anionisch, was bedeutet, dass sie mehr Elektronen als Protonen enthalten und daher eine negative elektrische Ladung haben.Abhängig von der betroffenen Substanz können die resultierenden Konjugate im Verlauf der Entgiftung weiteren chemischen Reaktionen erfahren.

Schließlich wird das Konjugat aus der Zelle ausgeschieden.Seine negativ geladenen anionischen Gruppen ermöglichen es ihm, sich mit Proteintransportermolekülen zu binden, die das Konjugat über die zelluläre Membran und außerhalb der Zelle tragen.Von dort aus kann das Xenobiotikum durch extrazelluläre Biochemikalien weiter metabolisiert werden oder aus dem Körper aus dem Körper ausgewiesen werdenBegegnung in ihrer Umgebung, da die Mitglieder der Art am besten in der Lage sind, sie zu bewältigen, überlebten ihre Kollegen über und haben ihre Kollegen überlebt.Dies ermöglicht es vielen Lebensformen, in Umgebungen zu leben oder sicher Lebensmittel zu essen, die für andere Arten tödlich sind.Dies kann wiederum die Entwicklung von Arten vorantreiben, die Toxine für Jagd- oder Verteidigungszwecke produzieren und selektivem Druck erzeugen, der Organismen fördert, die am effektivsten den Stoffwechsel ihrer Raubtiere oder Beute überwinden. Der xenobiotische Stoffwechsel ist ein wichtiger Faktor in der Landwirtschaft.Die Reaktion verschiedener Organismen auf Xenobiotika beeinflusst, wie sie von landwirtschaftlichen Chemikalien wie Pestiziden beeinflusst werden.Dies macht die evolutionäre Anpassung an Xenobiotika zu einem wichtigen Anliegen, da Schädlinge wie Pflanzenfressinsekten einen größeren Widerstand entwickeln könnenE zu Pestiziden als weniger resistente Mitglieder einer Art werden aus dem Genpool gewonnen. Der xenobiotische Stoffwechsel ist auch in der Medizin wichtig, da die meisten Drogen Xenobiotika sind.Einige Medikamente haben keine medizinische Wirkung in der Form, die dem Patienten tatsächlich verabreicht wird, und werden aktiv, wenn sie durch den Metabolismus des Patienten chemisch verändert werden, einem Prozess, der als Bioaktivierung bezeichnet wird.Dies wird am häufigsten durch Oxidation der Arzneimittelmoleküle durchgeführt und betrifft normalerweise die Cytochrom -P450 -Familie.Es kann jedoch auch andere Proteine wie Epoxidhydrolase, Methyltransferase und N-Acetyltransferase betreffen, die chemische Veränderungen wie Hydrolyse, Methylierung bzw. Acetylierung verursachen.Eine häufige Ursache für gefährliche Wechselwirkungen mit Arzneimitteln ist, wenn ein Medikament einen Einfluss auf den Metabolismus des Patienten hat, der die Fähigkeit der Körper, ein anderes Medikament zu metabolisieren, beeinträchtigt, sodass sich letztere nicht verarbeitet, bis es gefährliche Werte erreicht und den Patienten vergiftet.