Τι είναι το ξενοβιοτικό μεταβολισμό;

Ο ξενοβιοτικός μεταβολισμός αναφέρεται στις διάφορες χημικές αντιδράσεις, που ονομάζονται μεταβολικές οδούς, που χρησιμοποιεί ένας ζωντανός οργανισμός για να μεταβάλλει χημικά που δεν βρίσκονται κανονικά σε έναν οργανισμό ως μέρος της φυσικής βιοχημείας του.Αυτές οι χημικές ουσίες, που ονομάζονται ξενοβιοτικά, μπορούν να περιλαμβάνουν πράγματα όπως δηλητήρια, φάρμακα και περιβαλλοντικούς ρύπους.Ο ξενοβιοτικός μεταβολισμός είναι σημαντικός για τη ζωή, καθώς επιτρέπει σε έναν οργανισμό να εξουδετερώνει και να εξαλείφει τις ξένες τοξίνες που διαφορετικά θα παρεμβαίνουν στις χημικές διεργασίες που το κρατούν ζωντανές.Ο ξενοβιοτικός μεταβολισμός των ανθρώπων και πολλές άλλες μορφές ζωής είναι σημαντική σε τομείς όπως η ιατρική, η γεωργία και η περιβαλλοντική επιστήμη.ένα κελί και φυσικά μπλοκάρει πολλά ξενοβιοτικά.Τα πολικά μόρια, τα οποία έχουν ηλεκτρικά διπόλια επειδή τα ηλεκτρόνια τους δεν είναι ομοιόμορφα κοινά μεταξύ των ατόμων του μορίου, γενικά δεν είναι σε θέση να περάσουν από τη μεμβράνη ενός κυττάρου.Τα μη πολωτικά μόρια, ωστόσο, μπορούν να περάσουν από τη διαπερατή μεμβράνη και το κύτταρο.Ο ξενοβιοτικός μεταβολισμός προστατεύει το σώμα από αυτές τις ουσίες με ένζυμα που θα αντιδράσουν με τις περισσότερες μη πολικές ενώσεις.Αυτή η εξειδίκευση τους εμποδίζει να επιτίθενται χρήσιμες ουσίες που αποτελούν μέρος της φυσιολογικής βιοχημείας του οργανισμού, οι οποίες είναι πολικές ενώσεις που μπορούν να διαχέονται μέσω κυτταρικών μεμβρανών με τη βοήθεια των μεταφορικών πρωτεϊνών.Χημικές αντιδράσεις που προσθέτουν πολικές ή αντιδραστικές ομάδες στα μόρια της.Αυτό γίνεται συχνότερα με ένζυμα που καταλύουν τις αντιδράσεις μονοξυγενάσης με μόρια οξυγόνου ή Ο2 και υδρογόνο, προσθέτοντας ένα άτομο οξυγόνου από το Ο2 στο ξενοβιοτικό μόριο και παράγοντας ένα μόριο νερού ως υποπροϊόν.Η πιο εξέχουσα ομάδα πρωτεϊνών που εμπλέκονται σε αυτό το στάδιο είναι η οικογένεια του κυτοχρώματος P450, η οποία περιλαμβάνει περισσότερες από 11.500 διαφορετικές πρωτεΐνες και υπάρχει σε όλες τις μορφές ζωής στη Γη.να σχηματίσουν μόρια που ονομάζονται ξενοβιοτικά συζεύγματα.Τα χημικά που χρησιμοποιούνται συνήθως σε αυτή τη φάση περιλαμβάνουν γλυκίνη (C2H5NO2), γλουταθειόνη (C10H17N3O6S) και γλυκουρονικό οξύ (C6H10O7).Αυτά τα μόρια είναι ανιονικά, πράγμα που σημαίνει ότι περιέχουν περισσότερα ηλεκτρόνια από τα πρωτόνια και έτσι έχουν αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο.Ανάλογα με την εμπλεκόμενη ουσία, τα προκύπτοντα συζεύγματα μπορεί να υποβληθούν σε περαιτέρω χημικές αντιδράσεις κατά τη διάρκεια της αποτοξίνωσης.

Τέλος, το συζυγές εκκρίνεται από το κύτταρο.Οι αρνητικά φορτισμένες ανιονικές ομάδες του επιτρέπουν να δεσμεύεται με μόρια μεταφορέα πρωτεΐνης, τα οποία φέρουν το συζευγμένο σε ολόκληρη την κυτταρική μεμβράνη και έξω από το κύτταρο.Από εκεί, το ξενοβιοτικό μπορεί να μεταβολιστεί περαιτέρω από εξωκυτταρικά βιοχημικά ή να εκδιωχθεί από το σώμα εξ ολοκλήρου σε ιδρώτα, ούρα ή κόπρανα.συναντούν στο περιβάλλον τους, καθώς τα μέλη του είδους που είναι καλύτερα να τα χειριστούν ξεπερασμένα και ξεπεράσουν τους συναδέλφους τους.Αυτό επιτρέπει σε πολλές μορφές ζωής να ζουν σε περιβάλλοντα ή να τρώνε με ασφάλεια τα τρόφιμα που θα ήταν θανατηφόρα σε άλλα είδη.Αυτό μπορεί με τη σειρά του να ωθήσει την εξέλιξη σε είδη που παράγουν τοξίνες για κυνήγι ή αμυντικούς σκοπούς, δημιουργώντας επιλεκτική πίεση που ευνοεί τους οργανισμούς πιο αποτελεσματικούς στην υπέρβαση του μεταβολισμού των θηρευτών ή των θηραμάτων τους. Ο ξενοβιοτικός μεταβολισμός είναι ένας σημαντικός παράγοντας στη γεωργία.Η αντίδραση διαφορετικών οργανισμών σε ξενοβιοτικά επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο θα επηρεαστούν από γεωργικά χημικά όπως φυτοφάρμακα.Αυτό καθιστά σημαντική την εξελικτική προσαρμογή στα ξενοβιοτικά, καθώς τα παράσιτα, όπως τα έντομα που τρώνε καλλιέργειαςΟρισμένα φάρμακα δεν έχουν ιατρική επίδραση με τη μορφή που πραγματικά χορηγείται στον ασθενή και ενεργοποιείται όταν μεταβάλλονται χημικά από το μεταβολισμό του ασθενούς, μια διαδικασία που ονομάζεται βιοενεργοποίηση.Αυτό γίνεται συνήθως με την οξείδωση των μορίων του φαρμάκου και συνήθως περιλαμβάνει την οικογένεια P450 του κυτοχρώματος.Ωστόσο, μπορεί επίσης να περιλαμβάνει άλλες πρωτεΐνες όπως η εποξείδιο υδρολάση, η μεθυλοτρανσφεράση και η Ν-ακετυλτρανσφεράση, οι οποίες προκαλούν χημικές μεταβολές όπως η υδρόλυση, η μεθυλίωση και η ακετυλίωση, αντίστοιχα.Μια κοινή αιτία επικίνδυνων αλληλεπιδράσεων φαρμάκων είναι όταν ένα φάρμακο έχει επίδραση στο μεταβολισμό του ασθενούς που παρεμβαίνει στην ικανότητα του σώματος να μεταβολίζει ένα άλλο φάρμακο, επιτρέποντας στον τελευταίο να συσσωρεύσει μη επεξεργασμένα μέχρι να φτάσει σε επικίνδυνα επίπεδα και δηλητήρια τον ασθενή.