XENOBIOTIC: METABOLISMO, MGA MAPAGKUKUNAN NG PAGKAIN, METABOLISMO, NAG-TRIGGER NG MGA TUGON - BIOLOGY - 2025

Ang xenobiotics ay mga dayuhang kemikal na sangkap sa katawan ng tao, kabilang ang mga gamot, additives ng pagkain, kontaminado, kemikal na carcinogens at maraming mga sangkap na pumapasok sa katawan ng iba't ibang mga ruta mula sa kapaligiran.

Ang salitang "xenobiotic" ay nagmula sa salitang Greek na "xenos" na nangangahulugang dayuhan at "bios" na nangangahulugang buhay. Ang mga dayuhang compound na ito, o na karaniwang hindi bahagi ng mga kemikal na compound na bumubuo sa katawan ng tao, ay maaaring likas o gawa ng tao.

Ang metabolismo ng atay ng xenobiotic na gamot (Pinagmulan: Drriad / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Karamihan sa mga xenobiotics ay na-metabolize ng katawan upang maalis, gayunpaman, may ilang hindi maaaring maalis o kung saan ang proseso ng pag-aalis ay napakabagal, kaya sila ay nag-iipon sa katawan at maaaring maging sanhi ng pinsala o pagkalason.

Mahigit sa 200,000 mga kemikal sa kalikasan ay kilala na kinikilala bilang mga xenobiotic na sangkap, na karamihan sa mga ito ay maaaring ma-metabolize, iyon ay, magbago, upang maalis. Ang mga pagbabagong ito ay nangyayari pangunahin sa atay. Gayunpaman, ang ilang mga xenobiotics ay maaaring ma-excreted o maalis na hindi nagbabago.

Maraming mga kadahilanan ang maaaring makaapekto sa metabolismo ng xenobiotics. Kabilang dito ang edad, kasarian, ilang mga kadahilanan ng genetic at ilang mga inductions ng enzyme na sanhi ng ilang xenobiotics.

Kapag ang xenobiotic ay isang gamot, ang metabolismo nito ay maaaring kasangkot sa pag-activate nito o maaari itong bawasan o wakasan ang pagkilos nito. Ang toxicity ng ilang mga xenobiotics ay maaaring mapatunayan sa maraming paraan; halimbawa, ang cyanide ay napaka-nakakalason sa napakababang konsentrasyon, dahil hinaharangan nito ang chain ng paghinga; ang iba ay cytotoxic habang pinagbubuklod nila ang covalently sa DNA, RNA, o mga protina.

Ang ilang mga xenobiotics ay maaaring mag-trigger ng mga reaksyon ng antigenic, maaaring maging carcinogenic, o maaari ring maging ganap na hindi nakakapinsala (hindi nakakalason).

Xenobiotics metabolismo

Ang mga tao ay patuloy na nakalantad sa isang iba't ibang uri ng xenobiotic na sangkap. Kabilang dito ang mga gamot, nakakalason na ahente, mutagens, at carcinogens. Marami sa mga sangkap na ito ang pumapasok sa katawan kapag sila ay ingested na may pagkain sa diyeta.

Ang mga Xenobiotic compound ay maaaring tumugon sa mga intracellular macromolecule tulad ng DNA (o direkta sa mga istruktura ng cellular) na nagdudulot ng pinsala at / o pinsala. Upang mapigilan ang mga mapanganib na epekto na ito, ang katawan ay may dalawang mga sistema ng pagtatanggol: detoxification enzymes at antioxidant system.

Xenobiotic metabolism (Pinagmulan: TimVickers / Public domain, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang metabolismo ng xenobiotics ay maaaring maipangkat sa dalawang proseso o phase. Ang una ay may hydroxylation bilang pangunahing reaksyon nito at ang pangalawa ay kasama ang conjugation ng mga produktong hydroxylated. Ang mga prosesong ito ay nagaganap pangunahin sa atay, bagaman ang ilang mga paunang reaksyon ay maaaring mangyari sa epithelial barrier ng balat at sa iba pang mga tisyu tulad ng mga baga.

Ang phase ng hydroxylation ay catalyzed ng isang serye ng mga enzyme ng klase ng monooxidases o cytochromes P450. Bilang karagdagan sa hydroxylation, ang mga enzymes na ito ay nakikilahok sa deamination, dehalogenation, desulfurization, epoxidation, peroxidation at pagbabawas na mga proseso.

Ang mga enzyme ng cytochrome P450 pamilya ay aldehyde oxidases, xanthine oxidases at peroxidases. Sa unang yugto na ito, ang ilang mga esterases at enzymes maliban sa cytochrome P450 ay lumahok sa ilang mga reaksyon ng hydrolysis.

Sa ikalawang yugto, ang ilang mga produkto ng polar ay ginawa bilang isang resulta ng pangatnig na, na natutunaw sa tubig, ay madaling mapupuksa. Ang koneksyon ay ginawa ng epekto ng mga tiyak na mga enzyme na nagbubuklod ng hydroxylated na produkto na may iba't ibang mga molekula, bukod sa kung saan ay: glucuronic acid, sulfate, acetate, glutathione, amino acid o methyl groups.

Pinagmumulan ng Pinagmulan ng Toxic at Carcinogenic Xenobiotics

Ang pandiyeta na mapagkukunan ng mga carcinogenic na sangkap ay nagsasama ng mga compound na ginawa kapag ang taba, karne o protina ay luto o kapag ang ilang mga likas na produkto na nagmula sa ilang mga halaman tulad ng alkaloid at ilang mga by-product ng amag ay naiinita.

Kabilang sa mga sangkap na ito, ang pinaka-pinag-aralan para sa kanilang mga carcinogenic effects ay ang mga nabuo sa pamamagitan ng overcooking meats, tulad ng polycyclic aromatic hydrocarbons at heterocyclic aromatic amines.

Ang iba pang mga xenobiotics na pinapansin ng mga tao sa buong buhay nila ay mga pollutant sa industriya at kapaligiran tulad ng tambutso ng diesel engine, pati na rin ang mga pestisidyo na nagtatapos sa kontaminadong tubig at pagkain. Ang ilang mga gamot ay kasama din, kapwa mga inireseta at ang nasa ibabaw ng counter.

Ang mga nitrates na ginamit upang mapanatili ang karne at isda ay maaaring marumi ang mga lupa at tubig; nauugnay ito sa mga glandular carcinomas sa mga hayop.

Ang mga kadahilanan na nakakaapekto sa metabolismo ng xenobiotics

Maraming mga kadahilanan ang maaaring makaapekto sa aktibidad ng mga enzymes na metabolize ng xenobiotic na sangkap. Ang kanilang aktibidad ay naiiba sa pagitan ng mga species, kaya ang nakakalason o carcinogenic na epekto ng isang xenobiotic ay hindi malayang malilipat mula sa isang species papunta sa isa pa.

Ang mga makabuluhang pagkakaiba ay naiulat sa pagitan ng mga indibidwal tungkol sa aktibidad ng mga enzyme na may pananagutan sa metabolismo ng xenobiotics. Ang mga pagkakaiba-iba na ito ay madalas na nakasalalay sa genetic factor, edad at sex ng indibidwal na pinag-uusapan.

Ang sabay-sabay na pagkonsumo ng maraming mga xenobiotic na sangkap ay maaaring makabuo ng enzymatic induction. Ang mga metabolites na nabuo sa panahon ng metabolismo ng ilang mga xenobiotics ay maaaring pagbawalan o pasiglahin ang aktibidad ng detoxifying enzymes.

Napakahalaga ng epekto na ito kapag sinusuri ang tugon sa ilang mga gamot, dahil ang pagsasama ay maaaring mangailangan ng mga pagsasaayos ng dosis.

Ang mga sagot na na-trigger ng xenobiotics

Kapag ang xenobiotic ay isang gamot, ang mga reaksyon ng hydroxylation ng unang yugto ng metabolismo ay maaaring maging sanhi ng pag-activate ng gamot o, sa kabaligtaran, kung ito ay aktibo na, pagkatapos ay susuriin ito sa isang hindi aktibong polar form at pagkatapos ay tinanggal.

Mayroong ilang mga masamang reaksyon na sapilitan ng ilang mga gamot na nakasalalay sa mga pagkakaiba-iba ng genetic na pinagmulan na umiiral sa pagitan ng iba't ibang mga indibidwal sa mga tuntunin ng istraktura ng iba't ibang mga enzyme at protina.

Libreng radikal na lason (na-trigger ng xenobiotics) (Pinagmulan: Dan Cojocari / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Kaya, ang ilang mga epekto ng collateral na lumilitaw lamang sa isang napakaliit na porsyento ng mga indibidwal ay inilarawan, tulad ng hemolytic anemias, malignant hyperthermia, binago ang metabolismo ng nikotina na nagpoprotekta laban sa pag-asa sa tabako, atbp.

Ang nakakalason na epekto ng xenobiotics ay maaaring nakasalalay sa dosis o ang sangkap na naiinis. Ang ilang mga xenobiotics tulad ng ilang mga lason ay nakakalason na may napakababang dosis, ang iba ay nasunud-sunurin nang napakabagal at kapag ang kanilang pagkonsumo ay patuloy na natipon hanggang sa nakakalason na mga epekto ay nabuo nang may mas mataas na dosis.

Ang mga Xenobiotic na sangkap ay maaaring maging sanhi ng maraming iba't ibang mga biological effects. Kabilang dito ang mga kapaki-pakinabang na mga sagot sa parmasyutiko sa paggamot ng maraming mga sakit, nakakalason na reaksyon, immunological reaksyon, at mga carcinomatous effects na maaaring magtapos ng pagbuo ng cancer sa iba't ibang mga organo at tisyu.

Mga Sanggunian

1. Madhukar. A, Swathi. E, S. Pranathi, Vineela Devi, K. Surender Reddy (2012) Pagsusuri ng Xenobiotics: Isang Pagsusuri. Journal ng Pharma Research. (www.jprinfo.com)
2. Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA, & Rodwell, VW (2014). Isinalarawan ang biochemistry ni Harper. Mcgraw-burol.
3. Omiecinski, CJ, Vanden Heuvel, JP, Perdew, GH, & Peters, JM (2011). Ang Xenobiotic metabolismo, disposisyon, at regulasyon ng mga receptor: mula sa biochemical phenomenon hanggang sa mga prediktor ng mga pangunahing nakalalason. Toxicological Sciences, 120 (suppl_1), S49-S75.
4. Patel, DK, & Sen, DJ Xenobiotics: Isang Mahahalagang Pauna para sa Living System. - akademya.edu
5. McCance, KL, & Huether, SE (2018). Pathophysiology-Ebook: ang batayang biologic para sa sakit sa mga matatanda at bata. Elsevier Mga Agham sa Kalusugan.