เมตาบอลิซึมของ xenobiotic คืออะไร?

เมตาบอลิซึมของ Xenobiotic หมายถึงปฏิกิริยาทางเคมีต่าง ๆ ที่เรียกว่าเส้นทางการเผาผลาญว่าสิ่งมีชีวิตที่ใช้ในการเปลี่ยนแปลงสารเคมีที่ไม่พบในสิ่งมีชีวิตซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของชีวเคมีธรรมชาติสารเคมีเหล่านี้เรียกว่า xenobiotics อาจรวมถึงสิ่งต่าง ๆ เช่นสารพิษยาเสพติดและมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมเมแทบอลิซึมของ Xenobiotic มีความสำคัญต่อชีวิตเนื่องจากช่วยให้สิ่งมีชีวิตเป็นกลางและกำจัดสารพิษจากต่างประเทศที่จะรบกวนกระบวนการทางเคมีที่ทำให้มันมีชีวิตอยู่การเผาผลาญ xenobiotic ของมนุษย์และรูปแบบอื่น ๆ อีกมากมายของชีวิตมีความสำคัญในสาขาต่าง ๆ เช่นการแพทย์การเกษตรและวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม

สารที่เป็นอันตรายจำนวนมากถูกป้องกันไม่ให้เกิดความเสียหายจากเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งควบคุมสารเคมีชนิดใดเซลล์และร่างกายปิดกั้น xenobiotics มากมายโมเลกุลขั้วโลกซึ่งมีไดโพลไฟฟ้าเนื่องจากอิเล็กตรอนของพวกเขาไม่ได้ใช้ร่วมกันอย่างเท่าเทียมกันในอะตอมของโมเลกุลโดยทั่วไปไม่สามารถผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ของเซลล์ได้อย่างไรก็ตามโมเลกุล nonpolar สามารถผ่านเมมเบรนที่ซึมผ่านได้และเข้าไปในเซลล์เมแทบอลิซึมของ Xenobiotic ช่วยปกป้องร่างกายจากสารเหล่านี้ด้วยเอนไซม์ที่จะทำปฏิกิริยากับสารประกอบที่ไม่ใช่ขั้วส่วนใหญ่ความเชี่ยวชาญนี้ป้องกันไม่ให้พวกเขาโจมตีสารที่เป็นประโยชน์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตทางชีวเคมีปกติซึ่งเป็นสารประกอบขั้วโลกที่สามารถแพร่กระจายผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ด้วยความช่วยเหลือของโปรตีนขนส่ง

ในระยะแรกของการเผาผลาญ xenobiotic สารแปลกปลอมปฏิกิริยาทางเคมีที่เพิ่มกลุ่มขั้วหรือปฏิกิริยาเข้ากับโมเลกุลสิ่งนี้มักทำกับเอนไซม์ที่กระตุ้นปฏิกิริยา monooxygenase กับโมเลกุลออกซิเจนหรือ O2 และไฮโดรเจนเพิ่มอะตอมหนึ่งอะตอมของออกซิเจนจาก O2 ไปยังโมเลกุล xenobiotic และผลิตโมเลกุลของน้ำเป็นผลพลอยได้กลุ่มโปรตีนที่โดดเด่นที่สุดที่เกี่ยวข้องในขั้นตอนนี้คือตระกูล Cytochrome P450 ซึ่งครอบคลุมโปรตีนที่แตกต่างกันมากกว่า 11,500 โปรตีนและมีอยู่ในทุกรูปแบบของชีวิตบนโลกพวกเขาจะสร้างโมเลกุลที่เรียกว่าคอนจูเกต xenobioticสารเคมีที่ใช้กันทั่วไปในระยะนี้ ได้แก่ glycine (C2H5NO2), กลูตาไธโอน (C10H17N3O6S) และกรดกลูคูโรนิก (C6H10O7)โมเลกุลเหล่านี้เป็นประจุลบซึ่งหมายความว่าพวกมันมีอิเล็กตรอนมากกว่าโปรตอนและมีประจุไฟฟ้าเชิงลบขึ้นอยู่กับสารที่เกี่ยวข้องคอนจูเกตที่เกิดขึ้นอาจได้รับปฏิกิริยาทางเคมีเพิ่มเติมในระหว่างการล้างพิษ

ในที่สุดคอนจูเกตจะถูกขับออกจากเซลล์กลุ่มประจุลบที่มีประจุลบของมันอนุญาตให้ผูกกับโมเลกุลขนย้ายโปรตีนซึ่งนำคอนจูเกตข้ามเยื่อหุ้มเซลล์และออกจากเซลล์จากนั้น xenobiotic อาจถูกเผาผลาญเพิ่มเติมโดยชีวเคมีนอกเซลล์หรือถูกขับออกจากร่างกายทั้งหมดในเหงื่อปัสสาวะหรืออุจจาระ

เมื่อเวลาผ่านไปการเผาผลาญ xenobiotic ของสิ่งมีชีวิตที่ประสบความสำเร็จพบในสภาพแวดล้อมของพวกเขาในขณะที่สมาชิกของสปีชีส์สามารถจัดการกับพวกเขาได้ดีที่สุดและอยู่นอกกลุ่มเพื่อนของพวกเขาสิ่งนี้ช่วยให้ชีวิตหลายรูปแบบมีชีวิตอยู่ในสภาพแวดล้อมหรือกินอาหารอย่างปลอดภัยซึ่งจะเป็นอันตรายถึงชีวิตอื่น ๆสิ่งนี้สามารถกระตุ้นให้เกิดการวิวัฒนาการในสายพันธุ์ที่ผลิตสารพิษสำหรับการล่าสัตว์หรือการป้องกันเพื่อสร้างแรงกดดันที่เลือกสรรซึ่งสนับสนุนสิ่งมีชีวิตที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการเอาชนะเมตาบอลิซึมของนักล่าหรือเหยื่อ

เมตาบอลิซึม xenobiotic เป็นปัจจัยสำคัญในการเกษตรปฏิกิริยาของสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันต่อ xenobiotics ส่งผลกระทบต่อวิธีที่พวกเขาจะได้รับผลกระทบจากสารเคมีเกษตรเช่นยาฆ่าแมลงสิ่งนี้ทำให้การปรับตัววิวัฒนาการกับ xenobiotics เป็นปัญหาสำคัญเช่นศัตรูพืชเช่นแมลงกินพืชสามารถพัฒนาความต้านทานได้มากขึ้นe ถึงสารกำจัดศัตรูพืชในฐานะสมาชิกที่ต้านทานน้อยกว่าของสปีชีส์จะถูกกำจัดออกจากสระว่ายน้ำยีน

เมตาบอลิซึม xenobiotic ก็มีความสำคัญในการแพทย์เช่นกันเนื่องจากยาส่วนใหญ่เป็น xenobioticsยาบางชนิดไม่มีผลทางการแพทย์ในรูปแบบที่ได้รับการจัดการกับผู้ป่วยจริง ๆ และมีการใช้งานเมื่อพวกเขามีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีโดยการเผาผลาญของผู้ป่วยซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการกระตุ้นทางชีวภาพสิ่งนี้มักทำโดยการออกซิไดซ์โมเลกุลของยาและมักจะเกี่ยวข้องกับตระกูล Cytochrome P450อย่างไรก็ตามมันยังสามารถเกี่ยวข้องกับโปรตีนอื่น ๆ เช่น epoxide hydrolase, methyltransferase และ N-acetyltransferase ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีเช่นการไฮโดรไลซิสเมทิลเลชั่นและ acetylation ตามลำดับสาเหตุที่พบบ่อยอย่างหนึ่งของปฏิกิริยาระหว่างยาที่เป็นอันตรายคือเมื่อยาตัวหนึ่งมีผลต่อการเผาผลาญของผู้ป่วยที่รบกวนความสามารถของร่างกายในการเผาผลาญยาอื่นทำให้ผู้ป่วยสะสมไม่ได้ผ่านการประมวลผลจนกว่าจะถึงระดับอันตรายและพิษของผู้ป่วย