Che cosa è Xenobiotic metabolismo?

Metabolismo Xenobiotic riferisce alle varie reazioni chimiche, chiamati vie metaboliche, che un organismo vivente utilizza per cambiare chimici che non sono normalmente presenti in un organismo come parte della sua biochimica naturale. Queste sostanze chimiche, chiamate xenobiotici, possono includere cose come veleni, droghe e inquinanti ambientali. Metabolismo Xenobiotic è importante per la vita, in quanto consente un organismo per neutralizzare ed eliminare tossine estere che altrimenti interferire con i processi chimici che mantengono in vita. Il metabolismo xenobiotico di esseri umani e molte altre forme di vita è importante in settori come la medicina, l'agricoltura, e scienze ambientali.

Molte sostanze potenzialmente nocive viene impedito di fare danni da parte delle membrane delle cellule, che regolano le sostanze chimiche che sono autorizzati ad entrare in una cella e fisicamente bloccano molti xenobiotici. Molecole polari, che hanno dipoli elettrici perché i loro elettroni non sono equamente condivisi tra atomi della molecola, sono generalmente in grado di superare la membrana di una cellula. Molecole non polari, tuttavia, possono passare attraverso la membrana permeabile e nella cella. Metabolismo Xenobiotic protegge il corpo da queste sostanze con enzimi che reagiscono con la maggior parte dei composti non polari. Questa specializzazione impedisce loro di attaccare sostanze utili che fanno parte della normale biochimica dell'organismo, che sono composti polari in grado di diffondersi attraverso le membrane cellulari con l'aiuto di proteine ​​di trasporto.

Nella prima fase del metabolismo xenobiotico, la sostanza estranea viene modificato tramite reazioni chimiche che aggiungono gruppi polari o reattivi alle sue molecole. Questo è più comunemente fatto con enzimi che catalizzano reazioni monoossigenasi con molecole di ossigeno, o O2, e l'idrogeno, aggiungendo un atomo di ossigeno dalla O2 alla molecola xenobiotico e producendo una molecola di acqua come sottoprodotto. Il gruppo più importante di proteine ​​coinvolte in questa fase è la famiglia del citocromo P450, che comprende più di 11.500 diverse proteine ​​ed è presente in tutte le forme di vita sulla Terra.

Il xenobiotici modificato viene poi disintossicato attraverso reazioni con altre molecole, combinandosi con loro per formare molecole chiamate coniugati xenobiotici. Prodotti chimici comunemente utilizzati in questa fase comprendono glicina (C2H5NO2), glutatione (C10H17N3O6S), e acido glucuronico (C6H10O7). Queste molecole sono anionico, il che significa che essi contengono più elettroni che protoni e così hanno una carica elettrica negativa. A seconda della sostanza in questione, i coniugati risultanti possono subire ulteriori reazioni chimiche in corso di disintossicazione.

Infine, il coniugato viene escreto dalla cella. I suoi gruppi anionici caricati negativamente permettono di legarsi con le molecole proteiche trasportatori, che trasportano il coniugato attraverso la membrana cellulare e fuori dalla cella. Da lì la xenobiotici può essere ulteriormente metabolizzato da sostanze biochimiche extracellulari o espulso dal corpo interamente in sudore, urina o feci.

Nel corso del tempo, il metabolismo xenobiotico di successive generazioni di organismi in grado di evolversi per dare maggiore protezione contro le sostanze che potrebbero incontrare nel loro ambiente, come i membri della specie maggiormente in grado di gestirli sopravvivono e out-allevano i loro simili. Questo permette molte forme di vita di vivere in ambienti o in modo sicuro mangiano cibo che sarebbe mortale per altre specie. Questo può a sua volta stimolare l'evoluzione delle specie che producono tossine per la caccia o per scopi difensivi, creando pressione selettiva che favorisce gli organismi più efficaci a superare il metabolismo dei loro predatori o prede.

Metabolismo Xenobiotic è un fattore importante in agricoltura. La reazione di organismi diversi per xenobiotici colpisce come saranno influenzate da prodotti chimici agricoli, come i pesticidi. Questo rende adattamento evolutivo di xenobiotici una grande preoccupazione, come parassiti come insetti-consumo crop possono evolvere maggiore resistenza ai pesticidi, come i membri meno resistenti di una specie sono vagliato dal pool genetico.

Metabolismo xenobiotico è anche importante in medicina, in quanto la maggior parte dei farmaci sono xenobiotici. Alcuni farmaci hanno alcun effetto medico nella forma che è effettivamente somministrata al paziente e diventa attivo quando vengono modificate chimicamente dal metabolismo del paziente, un processo chiamato bioattivazione. Questo è più comunemente fatto ossidando le molecole del farmaco e di solito comporta la famiglia del citocromo P450. Tuttavia, può anche coinvolgere altre proteine ​​come epossido idrolasi, metiltransferasi, e n-acetiltransferasi, che provocano cambiamenti chimici quali l'idrolisi, metilazione, acetilazione e, rispettivamente. Una causa comune di interazioni farmacologiche pericolose è quando un farmaco ha un effetto sul metabolismo del paziente che interferisce con la capacità del corpo di metabolizzare altro farmaco, permettendo a quest'ultimo di accumulare greggio fino a raggiungere livelli pericolosi e veleni del paziente.