- การเผาผลาญ Xenobiotics
- แหล่งอาหารของ Xenobiotics ที่เป็นพิษและก่อมะเร็ง
- ปัจจัยที่มีผลต่อการเผาผลาญของ xenobiotics
- การตอบสนองที่กระตุ้นโดย xenobiotics
- อ้างอิง
สารแปลกปลอมเป็นสารเคมีจากต่างประเทศต่อร่างกายมนุษย์รวมทั้งยาเสพติดวัตถุเจือปนอาหารที่ปนเปื้อนสารก่อมะเร็งและสารเคมีจำนวนมากที่เข้าสู่ร่างกายโดยเส้นทางที่แตกต่างจากสภาพแวดล้อม
คำว่า "xenobiotic" มาจากคำภาษากรีก "xenos" ซึ่งหมายถึงชาวต่างชาติและ "bios" ซึ่งหมายถึงชีวิต สารประกอบแปลกปลอมเหล่านี้หรือที่ปกติไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบทางเคมีที่ประกอบกันเป็นร่างกายมนุษย์อาจมาจากธรรมชาติหรือจากการสังเคราะห์
การเผาผลาญในตับของยา xenobiotic (ที่มา: Drriad / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) ผ่าน Wikimedia Commons)
xenobiotics ส่วนใหญ่ถูกเผาผลาญโดยร่างกายเพื่อกำจัดอย่างไรก็ตามมีบางส่วนที่ไม่สามารถกำจัดได้หรือกระบวนการกำจัดช้ามากดังนั้นจึงสะสมในร่างกายและอาจทำให้เกิดความเสียหายหรือเป็นพิษได้
เป็นที่ทราบกันดีว่าสารเคมีสิ่งแวดล้อมมากกว่า 200,000 ชนิดถูกระบุว่าเป็นสาร xenobiotic ซึ่งส่วนใหญ่สามารถเผาผลาญได้นั่นคือเปลี่ยนรูปเพื่อกำจัด การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในตับ อย่างไรก็ตามซีโนไบโอติกบางชนิดสามารถขับออกหรือกำจัดได้โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลง
หลายปัจจัยอาจส่งผลต่อการเผาผลาญของ xenobiotics ซึ่งรวมถึงอายุเพศปัจจัยทางพันธุกรรมบางอย่างและการชักนำของเอนไซม์ที่เกิดจากซีโนไบโอติกบางชนิด
เมื่อ xenobiotic เป็นยาการเผาผลาญอาหารอาจเกี่ยวข้องกับการกระตุ้นหรืออาจลดลงหรือสิ้นสุดการออกฤทธิ์ ความเป็นพิษของ xenobiotics บางชนิดสามารถตรวจสอบได้หลายวิธี ตัวอย่างเช่นไซยาไนด์เป็นพิษมากที่ความเข้มข้นต่ำมากเนื่องจากมันปิดกั้นห่วงโซ่ทางเดินหายใจ คนอื่น ๆ เป็นพิษต่อเซลล์เนื่องจากพวกมันจับโควาเลนต์กับ DNA, RNA หรือโปรตีน
ซีโนไบโอติกบางชนิดสามารถกระตุ้นปฏิกิริยาแอนติเจนอาจเป็นสารก่อมะเร็งหรือแม้กระทั่งไม่เป็นอันตราย (ไม่เป็นพิษ)
การเผาผลาญ Xenobiotics
มนุษย์สัมผัสกับสารซีโนไบโอติกที่หลากหลายอยู่ตลอดเวลา ซึ่งรวมถึงยาสารพิษสารก่อกลายพันธุ์และสารก่อมะเร็ง สารเหล่านี้จำนวนมากเข้าสู่ร่างกายเมื่อรับประทานร่วมกับอาหารในอาหาร
สารประกอบ Xenobiotic สามารถทำปฏิกิริยากับโมเลกุลขนาดใหญ่ภายในเซลล์เช่น DNA (หรือโดยตรงกับโครงสร้างเซลล์) ทำให้เกิดความเสียหายและ / หรือการบาดเจ็บ เพื่อต่อต้านผลร้ายเหล่านี้ร่างกายมีระบบป้องกัน 2 ระบบ ได้แก่ เอนไซม์ล้างพิษและระบบต้านอนุมูลอิสระ
การเผาผลาญ Xenobiotic (ที่มา: TimVickers / โดเมนสาธารณะผ่าน Wikimedia Commons)
เมแทบอลิซึมของ xenobiotics สามารถแบ่งออกเป็นสองกระบวนการหรือขั้นตอน ครั้งแรกมีไฮดรอกซิเลชันเป็นปฏิกิริยาหลักและอย่างที่สองรวมถึงการผันของผลิตภัณฑ์ไฮดรอกซิเลชัน กระบวนการเหล่านี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในตับแม้ว่าปฏิกิริยาเริ่มต้นบางอย่างอาจเกิดขึ้นได้ในเยื่อบุผิวของผิวหนังและในเนื้อเยื่ออื่น ๆ เช่นปอด
ขั้นตอนการไฮดรอกซิเลชันถูกเร่งปฏิกิริยาโดยชุดของเอนไซม์ระดับโมโนซิเดสหรือไซโตโครเมส P450 นอกเหนือจากการไฮดรอกซิเลชันแล้วเอนไซม์เหล่านี้ยังมีส่วนร่วมในกระบวนการขจัดสิ่งปนเปื้อน, ดีฮาโลเจน, การกำจัดซัลฟูไรเซชัน, อีพอกซิเดชั่น, เปอร์ออกซิเดชั่นและการรีดิวซ์
เอนไซม์ในตระกูล cytochrome P450 ได้แก่ อัลดีไฮด์ออกซิเดสแซนไทน์ออกซิเดสและเปอร์ออกซิเดส ในระยะแรกนี้เอสเทอเรสและเอนไซม์บางชนิดนอกเหนือจากไซโตโครมพี 450 จะเข้าร่วมในปฏิกิริยาไฮโดรลิซิสบางชนิด
ในระยะที่สองผลิตภัณฑ์ที่มีขั้วบางชนิดเกิดจากการผันคำซึ่งละลายในน้ำได้ง่าย การผันคำกริยาเกิดจากผลของเอนไซม์เฉพาะที่จับผลิตภัณฑ์ไฮดรอกซิเลตกับโมเลกุลที่แตกต่างกันซึ่ง ได้แก่ กรดกลูคูโรนิกซัลเฟตอะซิเตทกลูตาไธโอนกรดอะมิโนหรือหมู่เมธิล
แหล่งอาหารของ Xenobiotics ที่เป็นพิษและก่อมะเร็ง
แหล่งอาหารของสารก่อมะเร็งรวมถึงสารประกอบที่เกิดขึ้นเมื่อมีการปรุงไขมันเนื้อสัตว์หรือโปรตีนหรือเมื่อผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติบางชนิดที่ได้จากพืชบางชนิดเช่นอัลคาลอยด์และผลพลอยได้จากเชื้อราบางชนิดเข้าไป
ในบรรดาสารเหล่านี้การศึกษาผลของสารก่อมะเร็งมากที่สุดคือสารที่เกิดจากเนื้อสัตว์ที่ปรุงสุกเกินไปเช่นโพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนและเฮเทอโรไซคลิกอะโรมาติกเอมีน
xenobiotics อื่น ๆ ที่ผู้คนกินเข้าไปตลอดชีวิตคือมลพิษทางอุตสาหกรรมและสิ่งแวดล้อมเช่นไอเสียของเครื่องยนต์ดีเซลรวมถึงยาฆ่าแมลงที่ปนเปื้อนในน้ำและอาหาร ยาบางชนิดยังรวมอยู่ด้วยทั้งยาที่ต้องสั่งจ่ายและยาที่ซื้อจากเคาน์เตอร์
ไนเตรตที่ใช้รักษาเนื้อสัตว์และปลาสามารถทำให้ดินและน้ำเป็นมลพิษได้ สิ่งเหล่านี้เกี่ยวข้องกับมะเร็งต่อมในสัตว์
ปัจจัยที่มีผลต่อการเผาผลาญของ xenobiotics
ปัจจัยหลายอย่างอาจส่งผลต่อการทำงานของเอนไซม์ที่เผาผลาญสาร xenobiotic กิจกรรมของพวกมันแตกต่างกันอย่างมากระหว่างสปีชีส์ดังนั้นผลกระทบที่เป็นพิษหรือก่อมะเร็งของ xenobiotic จึงไม่สามารถถ่ายเทจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังอีกสายพันธุ์หนึ่งได้อย่างอิสระ
มีรายงานความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างบุคคลเกี่ยวกับการทำงานของเอนไซม์ที่รับผิดชอบในการเผาผลาญของ xenobiotics ความแตกต่างเหล่านี้มักขึ้นอยู่กับปัจจัยทางพันธุกรรมอายุและเพศของบุคคลที่เป็นปัญหา
การบริโภคสารซีโนไบโอติกหลายชนิดพร้อมกันสามารถทำให้เกิดการเหนี่ยวนำของเอนไซม์ สารที่สร้างขึ้นระหว่างการเผาผลาญของ xenobiotics บางชนิดสามารถยับยั้งหรือกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ล้างพิษได้
ผลกระทบนี้มีความสำคัญมากเมื่อประเมินการตอบสนองต่อยาบางชนิดเนื่องจากการใช้ร่วมกันอาจต้องมีการปรับขนาดยา
การตอบสนองที่กระตุ้นโดย xenobiotics
เมื่อ xenobiotic เป็นยาปฏิกิริยาไฮดรอกซิเลชันของการเผาผลาญระยะแรกอาจทำให้เกิดการกระตุ้นของยาหรือในทางกลับกันหากมีการใช้งานอยู่แล้วจะถูกเผาผลาญเป็นรูปขั้วที่ไม่ใช้งานแล้วกำจัดออกไป
มีอาการไม่พึงประสงค์บางอย่างที่เกิดจากยาบางชนิดซึ่งขึ้นอยู่กับความแตกต่างของต้นกำเนิดทางพันธุกรรมที่มีอยู่ระหว่างบุคคลต่างๆเกี่ยวกับโครงสร้างของเอนไซม์และโปรตีนต่างๆ
ความเป็นพิษจากอนุมูลอิสระ (กระตุ้นโดย xenobiotics) (ที่มา: Dan Cojocari / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) ผ่าน Wikimedia Commons)
ดังนั้นจึงมีการอธิบายผลกระทบด้านหลักประกันบางอย่างที่ปรากฏในบุคคลเพียงเล็กน้อยเท่านั้นเช่น anemias hemolytic, hyperthermia ที่เป็นมะเร็ง, การเผาผลาญนิโคตินที่เปลี่ยนแปลงไปซึ่งป้องกันการติดยาสูบเป็นต้น
ความเป็นพิษของ xenobiotics อาจขึ้นอยู่กับขนาดยาหรือสารที่กินเข้าไป xenobiotics บางชนิดเช่นสารพิษบางชนิดเป็นพิษในปริมาณที่ต่ำมากส่วนอื่น ๆ จะถูกเผาผลาญช้ามากและเมื่อบริโภคอย่างต่อเนื่องจะสะสมจนเกิดพิษในปริมาณที่สูงขึ้น
สาร Xenobiotic สามารถก่อให้เกิดผลกระทบทางชีวภาพได้หลากหลาย สิ่งเหล่านี้รวมถึงการตอบสนองทางเภสัชวิทยาที่เป็นประโยชน์ในการรักษาโรคต่างๆปฏิกิริยาที่เป็นพิษปฏิกิริยาทางภูมิคุ้มกันและผลของสารก่อมะเร็งที่อาจทำให้เกิดมะเร็งในอวัยวะและเนื้อเยื่อต่างๆ
อ้างอิง
- Madhukar A, Swathi E, S. Pranathi, Vineela Devi, K. Surender Reddy (2012) การวิเคราะห์ Xenobiotics: A Review. วารสารวิจัยยา. (www.jprinfo.com)
- Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA และ Rodwell, VW (2014) ภาพประกอบชีวเคมีของฮาร์เปอร์ McGraw-Hill
- Omiecinski, CJ, Vanden Heuvel, JP, Perdew, GH, & Peters, JM (2011) การเผาผลาญของ Xenobiotic การจัดการและการควบคุมโดยผู้รับ: จากปรากฏการณ์ทางชีวเคมีไปจนถึงตัวทำนายความเป็นพิษที่สำคัญ วิทยาศาสตร์พิษวิทยา 120 (Supp_1) S49-S75
- Patel, DK, & Sen, DJ Xenobiotics: สารตั้งต้นที่จำเป็นสำหรับระบบการดำรงชีวิต - academia.edu
- McCance, KL, & Huether, SE (2018) Pathophysiology-Ebook: พื้นฐานทางชีววิทยาสำหรับโรคในผู้ใหญ่และเด็ก วิทยาศาสตร์สุขภาพเอลส์เวียร์