- Chuyển hóa Xenobiotics
- Nguồn chế độ ăn uống của Xenobiotics độc hại và gây ung thư
- Các yếu tố ảnh hưởng đến sự trao đổi chất của xenobiotics
- Các phản ứng do xenobiotics kích hoạt
- Người giới thiệu
Các xenobiotics là những chất hóa học nước ngoài cho cơ thể con người, trong đó có ma túy, phụ gia thực phẩm, chất gây ô nhiễm, chất gây ung thư hóa và nhiều chất đi vào cơ thể bằng con đường khác nhau từ môi trường.
Từ "xenobiotic" bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp "xenos" có nghĩa là người nước ngoài và "bios" có nghĩa là cuộc sống. Những hợp chất lạ này, hoặc thông thường không phải là một phần của các hợp chất hóa học tạo nên cơ thể con người, có thể có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp.
Chuyển hóa gan của thuốc xenobiotic (Nguồn: Drriad / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) qua Wikimedia Commons)
Hầu hết các xenobiotics được cơ thể chuyển hóa để đào thải, tuy nhiên, có một số loại không thể đào thải được hoặc quá trình đào thải diễn ra rất chậm, do đó chúng tích tụ trong cơ thể và có thể tạo ra thiệt hại hoặc độc tính.
Hơn 200.000 hóa chất môi trường được biết đến được xác định là các chất xenobiotic, hầu hết trong số đó có thể được chuyển hóa, nghĩa là, biến đổi, để được loại bỏ. Những biến đổi này xảy ra chủ yếu ở gan. Tuy nhiên, một số xenobiotics có thể được bài tiết hoặc đào thải dưới dạng không đổi.
Một số yếu tố có thể ảnh hưởng đến sự trao đổi chất của xenobiotics. Chúng bao gồm tuổi tác, giới tính, các yếu tố di truyền nhất định và một số cảm ứng enzym do một số loại xenobiotics gây ra.
Khi xenobiotic là một loại thuốc, quá trình chuyển hóa của nó có thể liên quan đến việc kích hoạt hoặc nó có thể giảm hoặc chấm dứt hoạt động của nó. Độc tính của một số xenobiotics có thể được xác minh theo một số cách; ví dụ, xyanua rất độc ở nồng độ rất thấp, vì nó ngăn chặn chuỗi hô hấp; những chất khác gây độc tế bào vì chúng liên kết cộng hóa trị với DNA, RNA hoặc protein.
Một số xenobiotics có thể kích hoạt phản ứng kháng nguyên, có thể gây ung thư, hoặc thậm chí có thể hoàn toàn vô hại (không độc hại).
Chuyển hóa Xenobiotics
Con người thường xuyên tiếp xúc với nhiều loại chất xenobiotic. Chúng bao gồm thuốc, tác nhân độc hại, chất gây đột biến và chất gây ung thư. Nhiều chất trong số này xâm nhập vào cơ thể khi chúng ăn vào cùng với thức ăn trong chế độ ăn uống.
Các hợp chất xenobiotic có thể phản ứng với các đại phân tử nội bào như DNA (hoặc trực tiếp với các cấu trúc tế bào) gây ra thiệt hại và / hoặc thương tích. Để chống lại những tác hại này, cơ thể có hai hệ thống phòng thủ: hệ thống enzym giải độc và hệ thống chống oxy hóa.
Chuyển hóa Xenobiotic (Nguồn: TimVickers / Public domain, qua Wikimedia Commons)
Sự chuyển hóa của xenobiotics có thể được nhóm thành hai quá trình hoặc giai đoạn. Phản ứng đầu tiên có hydroxyl hóa là phản ứng chính của nó và phản ứng thứ hai bao gồm sự liên hợp của các sản phẩm hydroxyl hóa. Các quá trình này diễn ra chủ yếu ở gan, mặc dù một số phản ứng ban đầu có thể xảy ra ở hàng rào biểu mô của da và ở các mô khác như phổi.
Giai đoạn hydroxyl hóa được xúc tác bởi một loạt các enzym thuộc loại monooxidaza hoặc cytochromes P450. Ngoài quá trình hydroxyl hóa, các enzym này tham gia vào các quá trình khử amin, khử halogen, khử lưu huỳnh, epoxy hóa, peroxy hóa và khử.
Các enzym thuộc họ cytochrom P450 là aldehyde oxidase, xanthine oxidase và peroxidase. Trong giai đoạn đầu tiên này, một số esterase và enzym khác ngoài cytochrom P450 tham gia vào một số phản ứng thủy phân.
Trong giai đoạn thứ hai, một số sản phẩm phân cực được tạo ra do sự liên hợp, có thể hòa tan trong nước, dễ dàng được đào thải ra ngoài. Sự liên hợp được tạo ra do tác dụng của các enzym cụ thể liên kết sản phẩm hydroxyl hóa với các phân tử khác nhau, trong số đó là: axit glucuronic, sulfat, axetat, glutathione, axit amin hoặc nhóm metyl.
Nguồn chế độ ăn uống của Xenobiotics độc hại và gây ung thư
Nguồn thực phẩm của các chất gây ung thư bao gồm các hợp chất được tạo ra khi chất béo, thịt hoặc protein được nấu chín hoặc khi ăn một số sản phẩm tự nhiên có nguồn gốc từ một số loại thực vật như alkaloid và một số sản phẩm phụ của nấm mốc.
Trong số những chất này, được nghiên cứu nhiều nhất về tác dụng gây ung thư của chúng là những chất được tạo ra khi nấu chín quá thịt, chẳng hạn như hydrocacbon thơm đa vòng và amin thơm dị vòng.
Các chất xenobiotics khác mà con người ăn vào trong suốt cuộc đời của họ là các chất gây ô nhiễm môi trường và công nghiệp như khí thải động cơ diesel, cũng như thuốc trừ sâu cuối cùng làm ô nhiễm nước và thực phẩm. Một số loại thuốc cũng được bao gồm, cả thuốc được kê đơn và thuốc không kê đơn.
Nitrat được sử dụng để bảo quản thịt và cá có thể gây ô nhiễm đất và nước; chúng có liên quan đến ung thư biểu mô tuyến ở động vật.
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự trao đổi chất của xenobiotics
Nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến hoạt động của các enzym chuyển hóa các chất xenobiotic. Hoạt động của chúng rất khác nhau giữa các loài, vì vậy tác dụng gây độc hoặc gây ung thư của xenobiotic không thể tự do chuyển vị từ loài này sang loài khác.
Sự khác biệt đáng kể đã được báo cáo giữa các cá nhân về hoạt động của các enzym chịu trách nhiệm chuyển hóa xenobiotics. Những khác biệt này thường phụ thuộc vào yếu tố di truyền, tuổi và giới tính của cá nhân được đề cập.
Việc tiêu thụ đồng thời một số chất xenobiotic có thể tạo ra cảm ứng enzym. Các chất chuyển hóa được tạo ra trong quá trình chuyển hóa của một số xenobiotics có thể ức chế hoặc kích thích hoạt động của các enzym giải độc.
Tác dụng này rất quan trọng khi đánh giá đáp ứng với một số loại thuốc, vì sự kết hợp có thể cần điều chỉnh liều.
Các phản ứng do xenobiotics kích hoạt
Khi xenobiotic là một loại thuốc, các phản ứng hydroxyl hóa trong giai đoạn đầu của quá trình chuyển hóa có thể gây ra sự hoạt hóa của thuốc hoặc ngược lại, nếu nó đã hoạt động, sau đó nó sẽ được chuyển hóa thành dạng phân cực không hoạt động và sau đó bị đào thải.
Có một số phản ứng bất lợi gây ra bởi một số loại thuốc phụ thuộc vào sự khác biệt về nguồn gốc di truyền tồn tại giữa các cá thể khác nhau về cấu trúc của các enzym và protein khác nhau.
Độc tính gốc tự do (kích hoạt bởi xenobiotics) (Nguồn: Dan Cojocari / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) qua Wikimedia Commons)
Do đó, một số tác dụng phụ chỉ xuất hiện ở một tỷ lệ rất nhỏ các cá nhân được mô tả, chẳng hạn như chứng thiếu máu huyết tán, tăng thân nhiệt ác tính, thay đổi chuyển hóa nicotin để bảo vệ chống lại sự lệ thuộc vào thuốc lá, v.v.
Tác dụng độc hại của xenobiotics có thể phụ thuộc vào liều lượng hoặc chất được ăn vào. Một số xenobiotics như một số chất độc nhất định rất độc với liều lượng rất thấp, một số khác được chuyển hóa rất chậm và khi tiêu thụ liên tục chúng sẽ tích lũy cho đến khi tạo ra tác dụng độc với liều lượng cao hơn.
Các chất xenobiotic có thể gây ra nhiều loại hiệu ứng sinh học. Chúng bao gồm các phản ứng dược lý có lợi trong điều trị nhiều bệnh, phản ứng độc hại, phản ứng miễn dịch và tác dụng gây ung thư có thể dẫn đến ung thư ở các cơ quan và mô khác nhau.
Người giới thiệu
- Madhukar. A, Swathi. E, S. Pranathi, Vineela Devi, K. Surender Reddy (2012) Phân tích Xenobiotics: Đánh giá. Tạp chí Nghiên cứu Dược phẩm. (www.jprinfo.com)
- Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA, & Rodwell, VW (2014). Hóa sinh minh họa của Harper. Mcgraw-hill.
- Omiecinski, CJ, Vanden Heuvel, JP, Perdew, GH, & Peters, JM (2011). Chuyển hóa, sắp xếp và điều hòa xenobiotic bởi các thụ thể: từ hiện tượng sinh hóa đến các yếu tố dự báo các độc tính chính. Khoa học độc chất, 120 (suppl_1), S49-S75.
- Patel, DK, & Sen, DJ Xenobiotics: Tiền thân cần thiết cho Hệ thống sống. - academia.edu
- McCance, KL và Huether, SE (2018). Sinh lý bệnh-Ebook: cơ sở sinh học cho bệnh ở người lớn và trẻ em. Khoa học sức khỏe Elsevier.