КСЕНОБИОТИК: МЕТАБОЛИЗАМ, ПРЕХРАМБЕНИ ИЗВОРИ, МЕТАБОЛИЗАМ, АКТИВИРАНИ ОДГОВОРИ - БИОЛОГИЈА - 2025

У ксенобиотика су страни хемијске супстанце на људском телу, укључујући лекове, адитива хране, контаминирајућих материја, хемијски канцерогеним и многе супстанце које улазе у тело на различите начине из окружења.

Реч "ксенобиотик" потиче од грчке речи "кенос" што значи странац, а "биос" што значи живот. Ова страна једињења или која обично нису део хемијских једињења која чине људско тело могу бити природног или синтетичког порекла.

Метаболизам јетре ксенобиотичких лекова (Извор: Дрриад / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/3.0) виа Викимедиа Цоммонс)

Већина ксенобиотика метаболизује се у телу како би се елиминисали, међутим, постоје и неки који се не могу елиминисати или чији је процес елиминације веома спор, па се накупљају у телу и могу проузроковати оштећења или токсичност.

Познато је да је више од 200.000 хемијских материја из животне средине идентификованих као ксенобиотске супстанце, од којих се већина може метаболизовати, односно трансформисати, како би се елиминисали. Ове трансформације се дешавају углавном у јетри. Међутим, неки ксенобиотици могу се излучити или елиминисати непромењени.

Неколико фактора може утицати на метаболизам ксенобиотика. Укључују старост, пол, одређене генетске факторе и неке ензимске индукције изазване одређеним ксенобиотицима.

Када је ксенобиотик лек, његов метаболизам може укључивати његову активацију или може смањити или прекинути његово деловање. Токсичност неких ксенобиотика може се верификовати на више начина; на пример, цијанид је врло токсичан у врло ниским концентрацијама, јер блокира респираторни ланац; други су цитотоксични јер се ковалентно везују за ДНК, РНК или протеине.

Неки ксенобиотици могу покренути антигене реакције, могу бити канцерогени или чак потпуно безопасни (нетоксични).

Метаболизам ксенобиотика

Људи су стално изложени великом броју различитих ксенобиотских супстанци. Укључују лекове, токсичне агенсе, мутагене и канцерогене. Многе од ових супстанци уносе се у организам када их уносимо храном у исхрани.

Ксенобиотска једињења могу да реагују са интрацелуларним макромолекулама, попут ДНК (или директно са ћелијским структурама), узрокујући оштећења и / или повреде. Да би сузбио ове штетне ефекте, тело има два одбрамбена система: детоксикацијске ензиме и антиоксидантне системе.

Ксенобиотски метаболизам (Извор: ТимВицкерс / Публиц домаин, виа Викимедиа Цоммонс)

Метаболизам ксенобиотика може се груписати у два процеса или фазе. Први има хидроксилацију као главну реакцију, а други укључује коњугацију хидроксилираних продуката. Ови процеси се одвијају углавном у јетри, мада се неке почетне реакције могу јавити у епителној баријери коже и у другим ткивима, попут плућа.

Фаза хидроксилације катализује низ ензима класе монооксидаза или цитокрома П450. Поред хидроксилације, ови ензими учествују у деаминацији, дехалогенизацији, одсумпоравању, епоксидацији, пероксидацији и редукцији.

Ензими из породице цитокрома П450 су алдехидне оксидазе, ксантин оксидазе и пероксидазе. У овој првој фази неки естерази и ензими који нису цитокром П450 учествују у неким реакцијама хидролизе.

У другој фази, неки поларни производи настају као резултат коњугације који се, растворљив у води, лако излучује. Коњугација настаје дејством специфичних ензима који везују хидроксилирани производ са различитим молекулама, међу којима су: глукуронска киселина, сулфат, ацетат, глутатион, аминокиселине или метилне групе.

Прехрамбени извор токсичних и канцерогених ксенобиотика

Прехрамбени извор канцерогених материја укључује једињења која се стварају када се кува масноћа, месо или протеин или када се неки природни производи који потичу из одређених биљака, као што су алкалоиди и неки споредни производи плијесни.

Међу тим супстанцама, највише проучавано због њихових канцерогених ефеката су оне које настају прекуваним месом, попут полицикличких ароматских угљоводоника и хетероцикличних ароматских амина.

Остали ксенобиотици које људи гутају током свог живота су индустријски и загађивачи животне средине, као што су издувни дизел мотори, као и пестициди који загађују воду и храну. Укључени су и неки лекови, и они који су прописани и они без рецепта.

Нитрати који се користе за очување меса и рибе могу загађивати тла и воде; они се односе на карцином жлезде код животиња.

Чимбеници који утичу на метаболизам ксенобиотика

Многи фактори могу утицати на активност ензима који метаболизирају ксенобиотске супстанце. Њихова активност се знатно разликује између врста, тако да се токсични или канцерогени ефекти ксенобиотика не могу слободно трансполирати из једне врсте у другу.

Забиљежене су значајне разлике међу појединцима у погледу активности ензима одговорних за метаболизам ксенобиотика. Ове разлике често зависе од генетских фактора, старости и пола дотичне особе.

Истодобна конзумација неколико ксенобиотских супстанци може створити ензимску индукцију. Метаболити који настају током метаболизма неких ксенобиотика могу инхибирати или подстаћи активност детоксикативних ензима.

Овај ефекат је веома важан када се процењује одговор на одређене лекове, јер за комбинацију може бити потребно прилагођавање дозе.

Реакције покренуте ксенобиотицима

Када је ксенобиотик лек, реакције хидроксилације прве фазе метаболизма могу изазвати активацију лека или, напротив, ако је већ био активан, тада ће се метаболизовати у неактиван поларни облик и потом елиминисати.

Постоје неке нежељене реакције које изазивају одређени лекови и које зависе од разлике генетског порекла које постоје између различитих појединаца у погледу структуре различитих ензима и протеина.

Токсичност слободних радикала (потакнута ксенобиотицима) (Извор: Дан Цојоцари / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/4.0) виа Викимедиа Цоммонс)

Тако су описани неки колатерални ефекти који се појављују само у веома малом проценту појединаца, попут хемолитичких анемија, малигне хипертермије, измењеног метаболизма никотина који штити од зависности од дувана итд.

Токсични ефекти ксенобиотика могу зависити од дозе или супстанце која се уноси. Неки ксенобиотици попут одређених отрова су токсични са врло малим дозама, други се метаболишу веома споро и када је њихова потрошња континуирана, акумулирају се док се токсични ефекти не генерирају већим дозама.

Ксенобиотске супстанце могу да изазову широк спектар биолошких ефеката. Они укључују корисне фармаколошке одговоре у лечењу многих болести, токсичне реакције, имунолошке реакције и карциноматозне ефекте који могу завршити генерисање рака у разним органима и ткивима.

Референце

1. Мадхукар. А, Свати. Е, С. Пранатхи, Винеела Деви, К. Сурендер Редди (2012) Анализа ксенобиотика: преглед. Јоурнал оф Пхарма Ресеарцх. (ввв.јпринфо.цом)
2. Мурраи, РК, Граннер, ДК, Маиес, ПА и Родвелл, ВВ (2014). Харпер-ова илустрована биохемија. Мцграв-Хилл.
3. Омиецински, ЦЈ, Ванден Хеувел, ЈП, Пердев, ГХ, & Петерс, ЈМ (2011). Ксенобиотички метаболизам, диспозиција и регулација од стране рецептора: од биохемијског феномена до предиктора главних токсичности. Токицологицал Сциенцес, 120 (суппл_1), С49-С75.
4. Пател, ДК и Сен, ДЈ Ксенобиотицс: основни прекурсор за живи систем. - ацадемиа.еду
5. МцЦанце, КЛ и Хуетхер, СЕ (2018). Патофизиологија-Ебоок: биолошка основа болести код одраслих и деце. Елсевиер Хеалтх Сциенцес.