Co to jest metabolizm ksenobiotyczny?

Metabolizm ksenobiotyczny odnosi się do różnych reakcji chemicznych, zwanych szlakami metabolicznymi, że żywy organizm stosuje do zmiany chemikaliów, które zwykle nie występują w organizmie w ramach jego naturalnej biochemii.Te chemikalia, zwane ksenobiotykami, mogą obejmować takie rzeczy, jak trucizny, narkotyki i zanieczyszczenia środowiska.Metabolizm ksenobiotyczny jest ważny dla życia, ponieważ pozwala organizmowi neutralizować i eliminować obce toksyny, które w przeciwnym razie zakłócałyby procesy chemiczne, które utrzymują go przy życiu.Ksenobiotyczny metabolizm ludzi i wiele innych form życia jest ważne w takich dziedzinach, jak medycyna, rolnictwo i nauka środowiskowa.

Wiele potencjalnie szkodliwych substancji nie może wyrządzać uszkodzeń przez błony komórek, które regulują, które chemikalia mogą wejśćKomórka i fizycznie blokują wiele ksenobiotyków.Cząsteczki polarne, które mają dipole elektryczne, ponieważ ich elektrony nie są równomiernie dzielone między atomami cząsteczek, na ogół nie są w stanie ominąć błony komórek.Cząsteczki niepolarne mogą jednak przechodzić przez przepuszczalną błonę i do komórki.Metabolizm ksenobiotyczny chroni organizm przed tymi substancjami z enzymami, które będą reagować z większością związków niepolarnych.Ta specjalizacja uniemożliwia im atakowanie pomocnych substancji, które są częścią organizmów Normal Biochemistry, które są związkami polarnymi zdolnymi do rozproszenia przez błony komórkowe za pomocą białek transportowych.

W pierwszym etapie metabolizmu ksenobiotycznego, obca substancja jest modyfikowana przezReakcje chemiczne, które dodają grupy polarne lub reaktywne do swoich cząsteczek.Najczęściej odbywa się to z enzymami, które katalizują reakcje monooksygenazy z cząsteczkami tlenu lub O2 i wodorem, dodając jeden atom tlenu z O2 do cząsteczki ksenobiotycznej i wytwarzając cząsteczkę wody jako produkt uboczny.Najważniejszą grupą białek biorących udział w tym etapie jest rodzina cytochromu P450, która obejmuje ponad 11 500 różnych białek i jest obecna we wszystkich formach życia na ziemi.

Zmodyfikowany ksenobiotyk jest następnie detoksykowany poprzez reakcje z innymi cząsteczkami, łącząc się z innymi cząsteczkami, łącząc się z innymi cząsteczkami, łączącone tworzą cząsteczki zwane koniugatami ksenobiotycznymi.Chemikalia powszechnie stosowane w tej fazie obejmują glicynę (C2H5NO2), glutation (C10H17N3O6S) i kwas glukuronowy (C6H10O7).Cząsteczki te są anionowe, co oznacza, że zawierają więcej elektronów niż protonów, a zatem mają ujemny ładunek elektryczny.W zależności od zaangażowanej substancji powstałe koniugaty mogą ulegać dalszym reakcjom chemicznym w przebiegu detoksykacji.

Wreszcie, koniugat jest wydalany z komórki.Jego ujemnie naładowane grupy anionowe pozwalają mu wiązać się z cząsteczkami transportera białkowego, które przenoszą koniugat przez błonę komórkową i poza komórką.Stamtąd ksenobiotyk może być dalej metabolizowany przez pozakomórkowe biochemiczne lub wydalone z ciała całkowicie w potu, moczu lub kale.

Z czasem ksenobiotyczny metabolizm ksenobiotyków kolejnych pokoleń organizmów może ewoluować, aby dać większą ochronę przed substancjami.Spotkaj się w ich środowisku, ponieważ członkowie gatunku najlepiej poradzić sobie z przeżyciem i wyprzedzając swoich towarzyszy.Pozwala to wielu formom życia w środowiskach lub bezpiecznie jeść żywność, która byłaby śmiertelna dla innych gatunków.Może to z kolei pobudzić ewolucję u gatunków, które wytwarzają toksyny do celów polowań lub defensywnych, powodując selektywną presję, która sprzyja organizmom najskuteczniejszym w przezwyciężeniu metabolizmu ich drapieżników lub ofiar.

Metabolizm ksenobiotyczny jest ważnym czynnikiem w rolnictwie.Reakcja różnych organizmów na ksenobiotyki wpływa na to, jak wpłyną na nie chemikalia rolnicze, takie jak pestycydy.To sprawia, że ewolucyjna adaptacja do ksenobiotyków jest głównym problemem, ponieważ szkodniki, takie jak owady jedzące uprawy, mogą ewoluować większy opornośćE do pestycydów, ponieważ mniej odporni członkowie gatunku są wygrani z puli genów.

Metabolizm ksenobiotyczny jest również ważny w medycynie, ponieważ większość leków to ksenobiotyki.Niektóre leki nie mają wpływu medycznego w postaci, która jest faktycznie podawana pacjentowi i stają się aktywne, gdy są chemicznie zmieniane przez metabolizm pacjentów, proces zwany bioaktywacją.Najczęściej odbywa się to przez utlenianie cząsteczek leków i zwykle obejmuje rodzinę cytochromu P450.Może jednak obejmować również inne białka, takie jak hydrolaza epoksydowa, metylotransferaza i N-acetylotransferaza, które powodują zmiany chemiczne, takie jak hydroliza, metylacja i acetylacja.Jedną z powszechnych przyczyn niebezpiecznych interakcji leków jest to, że jeden lek ma wpływ na metabolizm pacjentów, który zakłóca zdolność body do metabolizowania innego leku, umożliwiając tym ostatnim nagromadzenie nieprzetworzonego, dopóki nie osiągnie niebezpiecznych poziomów i zatrucia pacjenta.