- Metabolizarea xenobiotice
- Sursa dietetică de xenobiotice toxice și cancerigene
- Factorii care afectează metabolismul xenobiotice
- Răspunsuri declanșate de xenobiotice
- Referințe
Cele xenobiotice sunt substanțe chimice străine organismului uman, inclusiv medicamente, aditivi alimentari, contaminanți, carcinogeni chimici și multe substanțe care intră în organism prin căi diferite de mediu.
Cuvântul "xenobiotic" derivă din cuvântul grecesc "xenos", care înseamnă străin și "bios", care înseamnă viață. Acești compuși străini, sau care, în mod normal, nu fac parte din compușii chimici care alcătuiesc corpul uman, pot avea origine naturală sau sintetică.
Metabolizarea hepatică a medicamentelor xenobiotice (Sursa: Drriad / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) prin Wikimedia Commons)
Majoritatea xenobiotice sunt metabolizate de către organism pentru a fi eliminate, cu toate acestea, există unele care nu pot fi eliminate sau al căror proces de eliminare este foarte lent, astfel încât acestea se acumulează în organism și pot provoca daune sau toxicitate.
Peste 200.000 de substanțe chimice pentru mediu sunt cunoscute ca fiind identificate ca substanțe xenobiotice, majoritatea putând fi metabolizate, adică transformate, pentru a fi eliminate. Aceste transformări apar mai ales în ficat. Cu toate acestea, unele xenobiotice pot fi excretate sau eliminate neschimbate.
Mai mulți factori pot afecta metabolismul xenobiotice. Acestea includ vârsta, sexul, anumiți factori genetici și unele inducții de enzime cauzate de anumite xenobiotice.
Când xenobioticul este un medicament, metabolismul său poate implica activarea acestuia sau poate scădea sau își poate încheia acțiunea. Toxicitatea unor xenobiotice poate fi verificată în mai multe moduri; de exemplu, cianura este foarte toxică la concentrații foarte mici, deoarece blochează lanțul respirator; altele sunt citotoxice, deoarece se leagă covalent de ADN, ARN sau proteine.
Unele xenobiotice pot declanșa reacții antigenice, pot fi cancerigene sau chiar pot fi complet inofensive (netoxice).
Metabolizarea xenobiotice
Oamenii sunt expuși în mod constant la o mare varietate de substanțe xenobiotice. Acestea includ medicamente, agenți toxici, mutageni și cancerigeni. Multe dintre aceste substanțe intră în organism atunci când sunt ingerate cu alimente în dietă.
Compușii xenobiotici pot reacționa cu macromolecule intracelulare cum ar fi ADN-ul (sau direct cu structurile celulare) provocând leziuni și / sau vătămări. Pentru a contracara aceste efecte dăunătoare, organismul are două sisteme de apărare: enzime de detoxifiere și sisteme antioxidante.
Metabolism xenobiotic (Sursa: TimVickers / Domeniul public, prin Wikimedia Commons)
Metabolizarea xenobiotice poate fi grupată în două procese sau faze. Prima are ca reacție principală hidroxilarea și a doua include conjugarea produselor hidroxilate. Aceste procese au loc mai ales în ficat, deși unele reacții inițiale pot apărea în bariera epitelială a pielii și în alte țesuturi, cum ar fi plămânii.
Faza de hidroxilare este catalizată de o serie de enzime din clasa monooxidelor sau citocromelor P450. Pe lângă hidroxilare, aceste enzime participă la procesele de deaminare, dehalogenare, desulfurizare, epoxidare, peroxidare și reducere.
Enzimele familiei citocromului P450 sunt aldehida oxidase, xantina oxidase și peroxidasele. În această primă fază, unele estereze și enzime, altele decât citocromul P450, participă la unele reacții de hidroliză.
În a doua fază, unele produse polare sunt produse ca urmare a conjugării care, fiind solubile în apă, sunt ușor excretate. Conjugarea este produsă prin efectul enzimelor specifice care leagă produsul hidroxilat cu diferite molecule, printre care se numără: acidul glucuronic, sulfat, acetat, glutation, aminoacizi sau grupări metil.
Sursa dietetică de xenobiotice toxice și cancerigene
Sursa dietetică de substanțe cancerigene include compuși care sunt produși atunci când sunt gătite grăsimi, carne sau proteine sau când sunt ingerate unele produse naturale derivate din anumite plante, cum ar fi alcaloizi și unele produse secundare ale mucegaiului.
Printre aceste substanțe, cele mai studiate pentru efectele lor cancerigene sunt cele generate de supraalimentarea cărnii, cum ar fi hidrocarburi aromatice policiclice și amine aromatice heterociclice.
Alte xenobiotice pe care oamenii le ingerează de-a lungul vieții sunt poluanții industriali și de mediu, cum ar fi evacuarea motoarelor diesel, precum și pesticidele care sfârșesc prin contaminarea apei și a produselor alimentare. Unele medicamente sunt, de asemenea, incluse, atât cele care sunt prescrise, cât și cele care nu sunt la rece.
Nitrații folosiți pentru conservarea cărnii și a peștilor pot polua solurile și apele; acestea sunt legate de carcinoamele glandulare la animale.
Factorii care afectează metabolismul xenobiotice
Mulți factori pot afecta activitatea enzimelor care metabolizează substanțele xenobiotice. Activitatea lor diferă foarte mult între specii, astfel încât efectul toxic sau cancerigen al unui xenobiotic nu poate fi transpolat liber de la o specie la alta.
Diferențe semnificative au fost raportate între indivizi în ceea ce privește activitatea enzimelor responsabile pentru metabolismul xenobiotice. Aceste diferențe depind adesea de factori genetici, vârsta și sexul individului în cauză.
Consumul simultan al mai multor substanțe xenobiotice poate genera inducție enzimatică. Metaboliții generați în timpul metabolismului unor xenobiotice pot inhiba sau stimula activitatea enzimelor de detoxifiere.
Acest efect este foarte important atunci când se evaluează răspunsul la anumite medicamente, deoarece combinația poate necesita ajustări ale dozei.
Răspunsuri declanșate de xenobiotice
Când xenobioticul este un medicament, reacțiile de hidroxilare din prima fază a metabolismului pot provoca activarea medicamentului sau, dimpotrivă, dacă acesta era deja activ, acesta va fi metabolizat într-o formă polară inactivă și apoi eliminat.
Există unele reacții adverse induse de medicamente care depind de diferențele genetice care există între diferiți indivizi în structura diferitelor enzime și proteine.
Toxicitate radicală liberă (declanșată de xenobiotice) (Sursa: Dan Cojocari / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) prin Wikimedia Commons)
Astfel, sunt descrise unele efecte colaterale care apar doar la un procent foarte mic de indivizi, cum ar fi anemii hemolitice, hipertermie malignă, metabolizarea modificată a nicotinei care protejează împotriva dependenței de tutun etc.
Efectele toxice ale xenobiotice pot depinde de doză sau de substanța ingerată. Unele xenobiotice, cum ar fi anumite otrăvuri sunt toxice cu doze foarte mici, altele sunt metabolizate foarte încet și când consumul lor este continuu se acumulează până când sunt generate efecte toxice cu doze mai mari.
Substanțele xenobiotice pot provoca o mare varietate de efecte biologice. Acestea includ răspunsuri farmacologice benefice în tratamentul multor boli, reacții toxice, reacții imunologice și efecte carcinomatoase care pot ajunge să genereze cancer în diferite organe și țesuturi.
Referințe
- Madhukar. A, Swathi. E, S. Pranathi, Vineela Devi, K. Surender Reddy (2012) Analiza xenobiotice: o recenzie. Journal of Pharma Research. (Www.jprinfo.com)
- Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA, și Rodwell, VW (2014). Biochimia ilustrată a lui Harper. McGraw-Hill.
- Omiecinski, CJ, Vanden Heuvel, JP, Perdew, GH, & Peters, JM (2011). Metabolism xenobiotic, dispoziție și reglare de către receptori: de la fenomenul biochimic la predictori de toxicități majore. Științe toxicologice, 120 (suppl_1), S49-S75.
- Patel, DK și Sen, DJ Xobobiotice: un precursor esențial pentru sistemul de viață. - academia.edu
- McCance, KL, & Huether, SE (2018). Fiziopatologie-Ebook: baza biologică a bolii la adulți și copii. Științele sănătății Elsevier