Xenobiotic

Informațiile prezentate nu sunt sfaturi medicale și este posibil să nu fie corecte. Conținutul are doar scop ilustrativ și nu înlocuiește sfatul medicului: citiți avertismentele .

Termenul xenobiotic (din greacă compus din ξένος -η -ον "xènos -e -on" = străin și βίος "bios" = viață) este definit ca o substanță de orice tip, de origine naturală sau sintetică, străină unui organism . ^[1] Poate îndeplini atât funcția unui medicament, cât și o otravă toxică . De exemplu, antibioticele sunt xenobiotice, deoarece nu sunt produse de organism și nici nu sunt ingerate în mod normal și, prin urmare, sunt străine de acesta. Același lucru este valabil și pentru etanol ^[2] , pesticide , aditivi alimentari . Aceste substanțe creează probleme mai ales dacă nu sunt excretate rapid și șederea lor în organism este prelungită.

În general, împărtășesc lipofilicitatea și absența aproape totală a sarcinilor electrice la pH fiziologic, ceea ce facilitează absorbția lor, dar împiedică eliminarea lor: dacă lipsesc o serie de enzime care le transformă în substanțe mai polare, care pot fi eliminate prin excreție, efectul de acumulare este creat datorită unei ședere și acțiuni prelungite în organism. Enzimele care catalizează aceste reacții chimice sunt clasificate în:

faza I de funcționalizare;
faza II a conjugării (Meyer, 1996);
faza III a deconjugării sau transportului (Liska, 1998).

Majoritatea substanțelor chimice cancerigene sunt cu acțiune indirectă, adică au nevoie de o reacție care să le transforme într-o substanță diferită capabilă să dăuneze ADN-ului. Enzimele de fază I, în special sistemul monooxigenazei dependente de citocromul P450, transformă precarcinogenii în cancerigeni.

Etimologie

Cuvântul provine din greaca ξένος (xenos) = străin și βίος (bios, vios) = viață.

Metabolism

Metabolismul xenobioticelor include toate acele serii de pași care duc la dezactivarea și excreția acestuia. Prin urmare, un xenobiotic este mai întâi absorbit printr-o serie de mecanisme (transport activ, difuzie pasivă, difuzie facilitată, filtrare, endocitoză etc.) prin membrana celulară nu numai în tractul gastro-intestinal, ci și în orice alt țesut; este apoi distribuit diferitelor organe prin fluxul sanguin legat, reversibil, de proteinele plasmatice.
Se poate acumula în diferite zone (membrane și țesut adipos) și poate provoca efecte toxice dacă depășește pragul de toxicitate.
Reacțiile de biotransformare apar mai ales în ficat (și într-o măsură mai mică și în plămâni, rinichi, piele etc.) și au funcția de a crește solubilitatea în apă a xenobioticului, evitând acumularea acestuia și promovând eliminarea acestuia. Acest lucru are loc în două etape:

REACȚIILE DE FAZA I sau faza de funcționalizare, implementată prin următoarele tipuri de reacții:

Reacții de oxidare: introduc noi grupe hidrofile și / sau protice (cum ar fi: OH, NH2, COOH, SH etc.) în molecula medicamentului. Cel mai comun sistem enzimatic în acest scop este citocromul P450 .
Reacții de hidroliză: eliberează respectivele grupări hidrofile de eteri, esteri, amide, acetali, hemiacetali, epoxizi etc.
Reacții de reducere: mai puțin frecvente, care pot genera unele dintre grupurile hidrofile sau protice menționate

REACȚII DE FASA II sau faza de conjugare, implementată prin următoarele tipuri de reacții:

Reacții de conjugare: cuplare cu biomolecule mici ionizabile sau foarte hidrofile, de exemplu: acid glucuronic , acid sulfuric , aminoacizi , glutation
Reacții de conjugare cu bio-reactivi apolari: metilații, acilații.

Odată ce xenobioticul a fost inactivat și a devenit clar hidrofil, acesta este gata să fie eliminat; acest ultim pasaj are loc prin cele mai frecvente căi, cum ar fi renale, biliare, fecale, exudative.

Transplantul de organe inter-specii

Termenul xenobiotic este, de asemenea, utilizat în referință la organele transplantate de la o specie la alta; în acest caz vorbim de xenotransplant. Disponibilitatea organelor este o problemă foarte importantă, care nu poate fi încă abordată; cercetătorii văd utilizarea unor organe xenobiotice de origine porcină, asemănătoare biologic cu cele umane, ca o posibilă soluție. Pentru a pune acest lucru în practică, este necesar să se găsească o modalitate de a evita respingerea cauzată de răspunsul sistemului imunitar la un corp străin. Non-apartenența la organism este demonstrată de prezența proteinelor de membrană expuse la suprafața organului, care sunt specifice speciilor și, prin urmare, diferite în diferite specii. Prin urmare, limfocitele endogene se leagă de aceste proteine, recunoscându-le ca molecule străine și desfășoară o activitate citotoxică (direct sau indirect) către aceste celule. O soluție experimentală este crearea porcilor transgenici în care gena care codifică aceste proteine de membrană nu este exprimată. Un alt pas pentru a elimina complet reacția de respingere ar fi asocierea inserției genei umane corespunzătoare la knock-out-ul genei. În prezent, în faza de studiu, organele derivate din porci prelucrate, care nu exprimă gena în cauză, au fost transplantate în primate; s-a observat o scădere a daunelor și o încetinire a respingerii, ceea ce este de bun augur pentru viitorul xenogrefelor.

Xenobiotice în mediu

Substanțele xenobiotice sunt substanțe străine mediului în care sunt introduse (din grecescul xenos = străin; bios = viață) și reprezintă o problemă pentru sistemele de epurare a apelor uzate, deoarece acestea sunt în număr mare și fiecare își va prezenta problemele pentru îndepărtare .

Unele xenobiotice sunt rezistente la degradare. De exemplu, acestea pot fi organocloruri sintetice, cum ar fi materialele plastice și pesticidele, sau substanțele chimice organice naturale, cum ar fi hidrocarburile policiclice aromatice (HAP) și unele fracțiuni de țiței și cărbune.

Cu toate acestea, se crede că microorganismele sunt capabile să degradeze aproape toate diferitele xenobiotice complexe și rezistente găsite pe pământ. Multe xenobiotice produc o varietate de efecte biologice, care sunt utilizate în caracterizarea testelor biologice. Înainte de a putea fi înregistrate pentru vânzare în majoritatea țărilor, pesticidele xenobiotice trebuie să fie supuse unei evaluări extinse a factorilor de risc, cum ar fi toxicitatea pentru oameni, ecotoxicitatea sau persistența în mediu. De exemplu, în timpul procesului de înregistrare, erbicidul, cloransulam-metilul sa dovedit a fi caracterizat printr-o degradare relativ rapidă în sol.

Notă

^(RO) IUPAC Gold Book, „xenobiotic”
^ Liguori, G.; D'Auria, V; Russo, F.; Cimminiello, A., Alcoolul: între clinică și literatură , ediția I, FrancoAngeli (Seria: Clinica dependențelor și comportamentelor abuzive), 2006, pp. 128 (34), ISBN 978-88-464-7661-6 .

Bibliografie

Douglas M. Anderson, A. Elliot Michelle, Mosby's medical, nursing, and Allied Health Dictionary ediția a șasea , New York, Piccin, 2004, ISBN 88-299-1716-8 .