Apa itu metabolisme xenobiotik?

Metabolisme xenobiotik mengacu pada berbagai reaksi kimia, yang disebut jalur metabolisme, yang digunakan organisme hidup untuk mengubah bahan kimia yang biasanya tidak ditemukan dalam suatu organisme sebagai bagian dari biokimia alaminya.Bahan kimia ini, yang disebut xenobiotik, dapat mencakup hal -hal seperti racun, obat -obatan, dan polutan lingkungan.Metabolisme xenobiotik penting bagi kehidupan, karena memungkinkan organisme untuk menetralkan dan menghilangkan racun asing yang sebaliknya akan mengganggu proses kimia yang membuatnya tetap hidup.Metabolisme xenobiotik manusia dan banyak bentuk kehidupan lainnya adalah penting dalam bidang -bidang seperti kedokteran, pertanian, dan ilmu lingkungan.

Banyak zat yang berpotensi berbahaya dicegah dari melakukan kerusakan oleh selaput sel, yang mengatur bahan kimia mana yang diizinkan untuk masuksel dan secara fisik memblokir banyak xenobiotik.Molekul polar, yang memiliki dipol listrik karena elektronnya tidak dibagi secara merata di antara atom molekul, umumnya tidak dapat melewati membran sel.Molekul nonpolar, bagaimanapun, dapat melewati membran permeabel dan ke dalam sel.Metabolisme xenobiotik melindungi tubuh dari zat -zat ini dengan enzim yang akan bereaksi dengan sebagian besar senyawa nonpolar.Spesialisasi ini mencegah mereka menyerang zat -zat bermanfaat yang merupakan bagian dari organisme biokimia normal, yang merupakan senyawa kutub yang mampu berdifusi melalui membran seluler dengan bantuan protein transportasi.

Pada tahap pertama metabolisme xenobiotik, zat asing dimodifikasi melalui melalui stadium pertama, zat asing dimodifikasi melalui melalui tahap xenobiotik, zat asing dimodifikasi melalui melalui tahap xenobiotReaksi kimia yang menambahkan gugus polar atau reaktif ke dalam molekulnya.Ini paling umum dilakukan dengan enzim yang mengkatalisasi reaksi monooxygenase dengan molekul oksigen, atau O2, dan hidrogen, menambahkan satu atom oksigen dari O2 ke molekul xenobiotik dan menghasilkan molekul air sebagai produk sampingan.Kelompok protein yang paling menonjol yang terlibat dalam tahap ini adalah keluarga sitokrom P450, yang mencakup lebih dari 11.500 protein yang berbeda dan hadir dalam semua bentuk kehidupan di Bumi.

Xenobiotik yang dimodifikasi kemudian didetoksifikasi melalui reaksi dengan molekul lain, yang bergabung denganmereka untuk membentuk molekul yang disebut konjugat xenobiotik.Bahan kimia yang biasa digunakan dalam fase ini termasuk glisin (C2H5NO2), glutathione (C10H17N3O6S), dan asam glukuronat (C6H10O7).Molekul -molekul ini bersifat anionik, yang berarti mengandung lebih banyak elektron daripada proton dan karenanya memiliki muatan listrik negatif.Bergantung pada zat yang terlibat, konjugat yang dihasilkan dapat mengalami reaksi kimia lebih lanjut selama detoksifikasi.

Akhirnya, konjugat diekskresikan dari sel.Kelompok anionik bermuatan negatif memungkinkannya mengikat dengan molekul transporter protein, yang membawa konjugat melintasi membran seluler dan keluar dari sel.Dari sana xenobiotik dapat dimetabolisme lebih lanjut dengan biokimia ekstraseluler atau diusir dari tubuh sepenuhnya dalam keringat, urin, atau feses.Pertemuan di lingkungan mereka, sebagai anggota spesies yang paling mampu menangani mereka lebih lama dan mengalahkan rekan-rekan mereka.Ini memungkinkan banyak bentuk kehidupan untuk hidup di lingkungan atau makan makanan yang aman yang akan mematikan spesies lain.Hal ini pada gilirannya dapat memacu evolusi pada spesies yang menghasilkan racun untuk perburuan atau tujuan defensif, menciptakan tekanan selektif yang mendukung organisme yang paling efektif dalam mengatasi metabolisme predator atau mangsanya.

Metabolisme xenobiotik merupakan faktor penting dalam pertanian.Reaksi berbagai organisme terhadap xenobiotik mempengaruhi bagaimana mereka akan dipengaruhi oleh bahan kimia pertanian seperti pestisida.Ini membuat adaptasi evolusioner terhadap xenobiotik menjadi perhatian utama, karena hama seperti serangga pemakan tanaman dapat mengembangkan resistensi yang lebih besarE menjadi pestisida karena anggota spesies yang kurang resisten ditampi dari kumpulan gen.

metabolisme xenobiotik juga penting dalam pengobatan, karena sebagian besar obat adalah xenobiotik.Beberapa obat tidak memiliki efek medis dalam bentuk yang sebenarnya diberikan kepada pasien dan menjadi aktif ketika mereka diubah secara kimia oleh metabolisme pasien, suatu proses yang disebut bioaktivasi.Ini paling umum dilakukan dengan mengoksidasi molekul obat dan biasanya melibatkan keluarga sitokrom P450.Namun, ini juga dapat melibatkan protein lain seperti epoksida hidrolase, methyltransferase, dan N-asetiltransferase, yang menyebabkan perubahan kimia seperti hidrolisis, metilasi, dan asetilasi, masing-masing.Salah satu penyebab umum dari interaksi obat berbahaya adalah ketika satu obat memiliki efek pada metabolisme pasien yang mengganggu kemampuan tubuh untuk memetabolisme obat lain, memungkinkan yang terakhir untuk menumpuk tanpa diproses sampai mencapai tingkat berbahaya dan meracuni pasien.