- Xenobiotics stofskifte
- Diætkilde for giftige og kræftfremkaldende xenobiotika
- Faktorer, der påvirker metabolismen af xenobiotika
- Svar udløst af xenobiotics
- Referencer
De xenobiotika er udenlandske kemiske stoffer til det menneskelige legeme, herunder lægemidler, tilsætningsstoffer, forurenende stoffer, kemiske carcinogener og mange stoffer, der kommer ind i kroppen ad forskellige veje fra miljøet.
Ordet "xenobiotisk" stammer fra det græske ord "xenos", som betyder udlænding og "bios", som betyder liv. Disse fremmede forbindelser, eller som normalt ikke er en del af de kemiske forbindelser, der udgør det menneskelige legeme, kan være af naturlig eller syntetisk oprindelse.
Levermetabolisme af xenobiotiske stoffer (Kilde: Drriad / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)
De fleste xenobiotika metaboliseres af kroppen for at blive fjernet, men der er nogle, der ikke kan elimineres, eller hvis eliminationsprocessen er meget langsom, så de ophobes i kroppen og kan forårsage skade eller toksicitet.
Der kendes mere end 200.000 miljømæssige kemikalier, der identificeres som xenobiotiske stoffer, hvoraf de fleste kan metaboliseres, dvs. transformeres, for at blive elimineret. Disse transformationer forekommer hovedsageligt i leveren. Dog kan nogle xenobiotika udskilles eller fjernes uændrede.
Flere faktorer kan påvirke metabolismen af xenobiotika. Disse inkluderer alder, køn, visse genetiske faktorer og nogle enzyminduktioner, der er forårsaget af visse xenobiotika.
Når xenobiotikum er et lægemiddel, kan dets metabolisme involvere dets aktivering eller det kan formindske eller afslutte dets virkning. Toksiciteten af nogle xenobiotika kan verificeres på flere måder; for eksempel er cyanid meget toksisk ved meget lave koncentrationer, da det blokerer for respiratorisk kæde; andre er cytotoksiske, da de binder kovalent til DNA, RNA eller proteiner.
Nogle xenobiotika kan udløse antigene reaktioner, kan være kræftfremkaldende eller endda være helt ufarlige (ikke-toksiske).
Xenobiotics stofskifte
Mennesker udsættes konstant for en lang række xenobiotiske stoffer. Disse inkluderer medikamenter, toksiske stoffer, mutagener og kræftfremkaldende stoffer. Mange af disse stoffer kommer ind i kroppen, når de indtages med mad i kosten.
Xenobiotiske forbindelser kan reagere med intracellulære makromolekyler, såsom DNA (eller direkte med cellulære strukturer), hvilket kan forårsage skade og / eller skade. For at modvirke disse skadelige virkninger har kroppen to forsvarssystemer: afgiftningsenzymer og antioxidantsystemer.
Xenobiotisk metabolisme (Kilde: TimVickers / Public domain, via Wikimedia Commons)
Metabolismen af xenobiotika kan grupperes i to processer eller faser. Den første har hydroxylering som dens hovedreaktion, og den anden inkluderer konjugering af de hydroxylerede produkter. Disse processer foregår hovedsageligt i leveren, selvom nogle indledende reaktioner kan forekomme i epitelbarrieren i huden og i andre væv, såsom lungerne.
Hydroxyleringsfasen katalyseres af en række enzymer i klassen af monooxidaser eller cytochromer P450. Foruden hydroxylering deltager disse enzymer i deamination, dehalogenering, desulfurization, epoxidation, peroxidation og reduktionsprocesser.
Enzymerne i cytochrome P450-familien er aldehydoxidaser, xanthinoxidaser og peroxidaser. I denne første fase deltager nogle andre esteraser og enzymer end cytochrome P450 i nogle hydrolysereaktioner.
I den anden fase produceres nogle polære produkter som et resultat af konjugeringen, der, når de er opløselige i vand, let udskilles. Konjugering produceres ved virkningen af specifikke enzymer, der binder det hydroxylerede produkt med forskellige molekyler, blandt hvilke: glucuronsyre, sulfat, acetat, glutathion, aminosyrer eller methylgrupper.
Diætkilde for giftige og kræftfremkaldende xenobiotika
Diætkilden til kræftfremkaldende stoffer inkluderer forbindelser, der produceres, når der koges fedt, kød eller protein, eller når nogle naturlige produkter stammer fra visse planter, såsom alkaloider og nogle biprodukter af skimmel, indtages.
Blandt disse stoffer er det mest studerede for deres kræftfremkaldende virkning dem, der genereres af kogekød, såsom polycykliske aromatiske kulbrinter og heterocykliske aromatiske aminer.
Andre xenobiotika, som mennesker indtager gennem hele deres liv, er industrielle og miljømæssige forurenende stoffer, såsom dieselmotordampe, samt pesticider, der ender med at forurene vand og mad. Nogle medikamenter er også inkluderet, både dem, der er ordineret, og dem, der er uden disk.
Nitrater, der bruges til konservering af kød og fisk, kan forurene jord og farvande; disse er relateret til kirtelkarcinomer hos dyr.
Faktorer, der påvirker metabolismen af xenobiotika
Mange faktorer kan påvirke aktiviteten af de enzymer, der metaboliserer xenobiotiske stoffer. Deres aktivitet adskiller sig meget mellem arterne, så den toksiske eller kræftfremkaldende virkning af et xenobiotikum kan ikke frit transpoleres fra en art til en anden.
Der er rapporteret om betydelige forskelle mellem individer med hensyn til aktiviteten af enzymer, der er ansvarlige for metabolismen af xenobiotika. Disse forskelle afhænger ofte af genetiske faktorer, alder og køn for det pågældende individ.
Det samtidige forbrug af flere xenobiotiske stoffer kan generere enzymatisk induktion. De metabolitter, der genereres under metabolismen af nogle xenobiotika, kan hæmme eller stimulere aktiviteten af afgiftende enzymer.
Denne effekt er meget vigtig, når man evaluerer responsen på visse lægemidler, da kombinationen kan kræve dosisjustering.
Svar udløst af xenobiotics
Når xenobiotikum er et lægemiddel, kan hydroxyleringsreaktionerne i den første fase af metabolismen forårsage aktiveringen af medikamentet, eller tværtimod, hvis det allerede var aktivt, metaboliseres det til en inaktiv polær form og derefter fjernes.
Der er nogle bivirkninger, der er induceret af visse lægemidler, der afhænger af forskellene i genetisk oprindelse, der findes mellem forskellige individer med hensyn til strukturen af forskellige enzymer og proteiner.
Fri radikal toksicitet (udløst af xenobiotika) (Kilde: Dan Cojocari / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) via Wikimedia Commons)
Således er nogle sikkerhedseffekter, der kun vises i en meget lille procentdel af individer, beskrevet som hæmolytiske anæmi, ondartet hypertermi, ændret nikotinmetabolisme, der beskytter mod tobaksafhængighed osv.
De toksiske virkninger af xenobiotika kan afhænge af dosis eller det indtagne stof. Nogle xenobiotika, såsom visse giftstoffer, er giftige med meget lave doser, andre metaboliseres meget langsomt, og når deres forbrug er kontinuerligt, akkumuleres de, indtil der genereres toksiske effekter med højere doser.
Xenobiotiske stoffer kan forårsage en lang række biologiske virkninger. Disse inkluderer fordelagtige farmakologiske reaktioner i behandlingen af mange sygdomme, toksiske reaktioner, immunologiske reaktioner og kræftfremkaldende effekter, der kan føre til kræft i forskellige organer og væv.
Referencer
- Madhukar. A, Swathi. E, S. Pranathi, Vineela Devi, K. Surender Reddy (2012) Analyse af Xenobiotics: A Review. Journal of Pharma Research. (Www.jprinfo.com)
- Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA, & Rodwell, VW (2014). Harpers illustrerede biokemi. McGraw-Hill.
- Omiecinski, CJ, Vanden Heuvel, JP, Perdew, GH, & Peters, JM (2011). Xenobiotisk metabolisme, disposition og regulering af receptorer: fra biokemisk fænomen til prediktorer for større toksiciteter. Toxicological Sciences, 120 (suppl_1), S49-S75.
- Patel, DK, & Sen, DJ Xenobiotics: En vigtig forløber for levende system. - akademia.edu
- McCance, KL, & Huether, SE (2018). Pathophysiology-Ebook: det biologiske grundlag for sygdom hos voksne og børn. Elsevier Sundhedsvidenskab.