XENOBIOTIC: METABOLISME, KOSTHOLDSKILDER, METABOLISM, UTLØSTE RESPONSER - BIOLOGI - 2025

De xenobiotika er fremmede kjemiske stoffer for menneskekroppen, innbefattende legemidler, tilsetningsstoffer, forurensninger, kjemiske karsinogener og mange stoffer som kommer inn i kroppen via forskjellige ruter fra omgivelsene.

Ordet "xenobiotisk" stammer fra det greske ordet "xenos" som betyr utlending og "bios" som betyr liv. Disse fremmedforbindelsene, eller som normalt ikke er en del av de kjemiske forbindelsene som utgjør menneskekroppen, kan være av naturlig eller syntetisk opprinnelse.

Levermetabolisme av xenobiotiske medisiner (Kilde: Drriad / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)

De fleste xenobiotika blir metabolisert av kroppen for å bli eliminert, men det er noen som ikke kan elimineres eller hvis eliminasjonsprosessen er veldig treg, slik at de samler seg i kroppen og kan forårsake skade eller toksisitet.

Mer enn 200 000 miljøkjemikalier er kjent for å bli identifisert som xenobiotiske stoffer, hvorav de fleste kan metaboliseres, det vil si transformert, for å bli eliminert. Disse transformasjonene skjer hovedsakelig i leveren. Imidlertid kan noen xenobiotika skilles ut eller elimineres uendret.

Flere faktorer kan påvirke metabolismen av xenobiotika. Disse inkluderer alder, kjønn, visse genetiske faktorer og noen enzyminduksjoner forårsaket av visse xenobiotika.

Når xenobiotikum er et medikament, kan stoffskiftet innebære aktivering eller det kan redusere eller avslutte virkningen. Toksisiteten til noen xenobiotika kan bekreftes på flere måter; for eksempel er cyanid veldig giftig ved veldig lave konsentrasjoner, da det blokkerer luftveiene. andre er cytotoksiske da de binder kovalent til DNA, RNA eller proteiner.

Noen xenobiotika kan utløse antigene reaksjoner, de kan være kreftfremkallende, eller de kan til og med være helt ufarlige (ikke-giftige).

Xenobiotics metabolisme

Mennesker blir stadig utsatt for et bredt utvalg av xenobiotiske stoffer. Disse inkluderer medisiner, giftige stoffer, mutagener og kreftfremkallende stoffer. Mange av disse stoffene kommer inn i kroppen når de blir inntatt med mat i kostholdet.

Xenobiotiske forbindelser kan reagere med intracellulære makromolekyler som DNA (eller direkte med cellulære strukturer) og forårsake skade og / eller skade. For å motvirke disse skadelige effektene har kroppen to forsvarssystemer: avgiftningsenzymer og antioksidasjonssystemer.

Xenobiotisk metabolisme (Kilde: TimVickers / Public domain, via Wikimedia Commons)

Metabolismen av xenobiotika kan grupperes i to prosesser eller faser. Den første har hydroksylering som hovedreaksjon, og den andre inkluderer konjugering av de hydroksylerte produktene. Disse prosessene foregår hovedsakelig i leveren, selv om noen innledende reaksjoner kan forekomme i epitelbarrieren i huden og i andre vev som lungene.

Hydroksyleringsfasen katalyseres av en serie enzymer i klassen monooxidaser eller cytokrom P450. I tillegg til hydroksylering deltar disse enzymene i deaminering, dehalogenering, desulfurization, epoxidation, peroxidation og reduksjonsprosesser.

Enzymene i cytokrom P450-familien er aldehydoksidaser, xantinoksidaser og peroksidaser. I denne første fasen deltar noen andre esteraser og enzymer enn cytokrom P450 i noen hydrolysereaksjoner.

I den andre fasen blir noen polare produkter produsert som et resultat av konjugeringen, som er løselig i vann, lett skilles ut. Konjugering produseres ved virkningen av spesifikke enzymer som binder det hydroksylerte produktet med forskjellige molekyler, blant dem er: glukuronsyre, sulfat, acetat, glutation, aminosyrer eller metylgrupper.

Kostholdskilde for giftig og kreftfremkallende xenobiotika

Kostholdskilden til kreftfremkallende stoffer inkluderer forbindelser som produseres når fett, kjøtt eller protein tilberedes eller når noen naturlige produkter avledet fra visse planter, for eksempel alkaloider og noen biprodukter av mugg, blir inntatt.

Blant disse stoffene er de mest studerte for sin kreftfremkallende effekt de som er generert av kjøttpålegg, for eksempel polysykliske aromatiske hydrokarboner og heterocykliske aromatiske aminer.

Andre xenobiotika som folk inntar gjennom livet, er industrielle og miljømessige miljøgifter som eksos av dieselmotorer, så vel som sprøytemidler som ender opp med å forurense vann og mat. Noen medisiner er også inkludert, både de som er foreskrevet og de som er uten disk.

Nitrat som brukes til å konservere kjøtt og fisk kan forurense jordsmonn og vann. disse er relatert til kjertelkarsinomer hos dyr.

Faktorer som påvirker metabolismen av xenobiotika

Mange faktorer kan påvirke aktiviteten til enzymene som metaboliserer xenobiotiske stoffer. Deres aktivitet skiller seg veldig mellom arter, så den toksiske eller kreftfremkallende effekten av et fremmedkjennemiddel kan ikke transporteres fritt fra en art til en annen.

Det er rapportert om betydelige forskjeller mellom individer angående aktiviteten til enzymene som er ansvarlige for metabolismen av xenobiotika. Disse forskjellene avhenger ofte av genetiske faktorer, alder og kjønn til den aktuelle personen.

Samtidig forbruk av flere xenobiotiske stoffer kan generere enzymatisk induksjon. Metabolittene som genereres under metabolismen av noen xenobiotika kan hemme eller stimulere aktiviteten til avgiftende enzymer.

Denne effekten er veldig viktig når du evaluerer responsen på visse medikamenter, siden kombinasjonen kan kreve dosejusteringer.

Svar utløst av xenobiotics

Når xenobiotikum er et medikament, kan hydroksyleringsreaksjonene i den første fasen av stoffskiftet forårsake aktivering av stoffet, eller tvert imot, hvis det allerede var aktivt, vil det metaboliseres til en inaktiv polær form og deretter eliminert.

Det er noen bivirkninger indusert av visse medisiner som avhenger av forskjellene i genetisk opprinnelse som eksisterer mellom forskjellige individer når det gjelder strukturen til forskjellige enzymer og proteiner.

Fri radikal toksisitet (utløst av xenobiotika) (Kilde: Dan Cojocari / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) via Wikimedia Commons)

Dermed blir noen sikkerhetseffekter som bare vises i en veldig liten prosentandel av individer beskrevet, som hemolytiske anemier, ondartet hypertermi, endret nikotinmetabolisme som beskytter mot tobakkavhengighet, etc.

De giftige virkningene av xenobiotika kan avhenge av dosen eller stoffet som er inntatt. Noen xenobiotika som visse giftstoffer er giftige med svært lave doser, andre metaboliseres veldig sakte og når forbruket er kontinuerlig akkumuleres de til de toksiske effektene genereres med høyere doser.

Xenobiotiske stoffer kan forårsake en lang rekke biologiske effekter. Disse inkluderer gunstige farmakologiske responser i behandlingen av mange sykdommer, toksiske reaksjoner, immunologiske reaksjoner og karsinomatiske effekter som kan føre til kreft i forskjellige organer og vev.

referanser

1. Madhukar. A, Swathi. E, S. Pranathi, Vineela Devi, K. Surender Reddy (2012) Analyse av Xenobiotics: A Review. Journal of Pharma Research. (Www.jprinfo.com)
2. Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA, & Rodwell, VW (2014). Harpers illustrerte biokjemi. McGraw-Hill.
3. Omiecinski, CJ, Vanden Heuvel, JP, Perdew, GH, & Peters, JM (2011). Xenobiotisk metabolisme, disposisjon og regulering av reseptorer: fra biokjemisk fenomen til prediktorer for viktigste toksisiteter. Toxicological Sciences, 120 (suppl_1), S49-S75.
4. Patel, DK, & Sen, DJ Xenobiotics: En essensiell forløper for levende system. - akademia.edu
5. McCance, KL, & Huether, SE (2018). Patofysiologi-ebok: det biologiske grunnlaget for sykdom hos voksne og barn. Elsevier Health Sciences.