XENOBIOTIC: METABOLIZMA, DIYET KAYNAKLARI, METABOLIZMA, TETIKLENEN TEPKILER - BIYOLOJI - 2025

Ksenobiyotik ilaçlar, gıda katkı maddeleri, kirleticiler, kimyasal kanserojen ve ortamdan farklı yollardan vücuda giren birçok madde de dahil olmak üzere insan vücudunda yabancı kimyasal maddelerdir.

"Xenobiotic" kelimesi, yabancı anlamına gelen "xenos" ve yaşam anlamına gelen "bios" kelimesinden türemiştir. Bu yabancı bileşikler veya normalde insan vücudunu oluşturan kimyasal bileşiklerin parçası olmayanlar doğal veya sentetik kökenli olabilir.

Ksenobiyotik ilaçların karaciğer metabolizması (Kaynak: Drriad / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0), Wikimedia Commons aracılığıyla)

Ksenobiyotiklerin çoğu elimine edilmek için vücut tarafından metabolize edilir, ancak ortadan kaldırılamayanlar veya eliminasyon süreci çok yavaş olanları vardır, bu yüzden vücutta birikerek hasar veya toksisite oluşturabilirler.

200.000'den fazla çevresel kimyasalın, çoğu metabolize edilebilen, yani elimine edilmek için dönüştürülebilen ksenobiyotik maddeler olarak tanımlandığı bilinmektedir. Bu dönüşümler esas olarak karaciğerde meydana gelir. Bununla birlikte, bazı ksenobiyotikler değişmeden atılabilir veya elimine edilebilir.

Ksenobiyotiklerin metabolizmasını birkaç faktör etkileyebilir. Bunlar yaş, cinsiyet, belirli genetik faktörler ve belirli ksenobiyotiklerin neden olduğu bazı enzim indüksiyonlarını içerir.

Ksenobiyotik bir ilaç olduğunda, metabolizması aktivasyonunu içerebilir veya etkisini azaltabilir veya sona erdirebilir. Bazı ksenobiyotiklerin toksisitesi birkaç yolla doğrulanabilir; örneğin, siyanür solunum zincirini bloke ettiği için çok düşük konsantrasyonlarda çok toksiktir; diğerleri DNA, RNA veya proteinlere kovalent olarak bağlandıklarından sitotoksiktir.

Bazı ksenobiyotikler antijenik reaksiyonları tetikleyebilir, kanserojen olabilir veya tamamen zararsız (toksik olmayan) olabilir.

Ksenobiyotik metabolizması

İnsanlar sürekli olarak çok çeşitli ksenobiyotik maddelere maruz kalırlar. Bunlara ilaçlar, toksik maddeler, mutajenler ve kanserojen maddeler dahildir. Bu maddelerin çoğu, diyette yiyeceklerle birlikte alındığında vücuda girer.

Ksenobiyotik bileşikler, DNA gibi hücre içi makromoleküllerle (veya doğrudan hücresel yapılarla) reaksiyona girerek hasara ve / veya yaralanmaya neden olabilir. Bu zararlı etkilere karşı koymak için vücudun iki savunma sistemi vardır: detoksifikasyon enzimleri ve antioksidan sistemler.

Ksenobiyotik metabolizması (Kaynak: TimVickers / Public domain, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Ksenobiyotiklerin metabolizması iki süreç veya aşamaya ayrılabilir. Birincisi, ana reaksiyonu olarak hidroksilasyona sahiptir ve ikincisi, hidroksile ürünlerin konjugasyonunu içerir. Cildin epitel bariyerinde ve akciğerler gibi diğer dokularda bazı ilk reaksiyonlar meydana gelse de, bu işlemler esas olarak karaciğerde gerçekleşir.

Hidroksilasyon fazı, monooksidazlar veya sitokromlar P450 sınıfından bir dizi enzim tarafından katalize edilir. Hidroksilasyona ek olarak, bu enzimler deaminasyon, dehalojenasyon, kükürt giderme, epoksidasyon, peroksidasyon ve indirgeme işlemlerine katılır.

Sitokrom P450 ailesinin enzimleri aldehit oksidazlar, ksantin oksidazlar ve peroksidazlardır. Bu ilk aşamada, sitokrom P450 dışındaki bazı esterazlar ve enzimler, bazı hidroliz reaksiyonlarına katılır.

İkinci aşamada ise konjügasyon sonucunda suda çözünür olan ve kolaylıkla atılan bazı polar ürünler üretilir. Konjugasyon, hidroksillenmiş ürünü, aralarında glukuronik asit, sülfat, asetat, glutatyon, amino asitler veya metil grupları olmak üzere farklı moleküllerle bağlayan spesifik enzimlerin etkisiyle üretilir.

Toksik ve Kanserojen Ksenobiyotiklerin Beslenme Kaynağı

Kanserojen maddelerin diyet kaynağı, yağ, et veya protein pişirildiğinde veya alkaloidler gibi belirli bitkilerden türetilen bazı doğal ürünler ve küfün bazı yan ürünleri yutulduğunda üretilen bileşikleri içerir.

Bu maddeler arasında kanserojen etkileri için en çok çalışılanlar, polisiklik aromatik hidrokarbonlar ve heterosiklik aromatik aminler gibi etlerin aşırı pişirilmesiyle oluşan maddelerdir.

İnsanların yaşamları boyunca yedikleri diğer ksenobiyotikler, dizel motor egzozu gibi endüstriyel ve çevresel kirleticiler ile su ve yiyecekleri kirleten böcek ilaçlarıdır. Hem reçeteli hem de reçetesiz satılan bazı ilaçlar da dahildir.

Et ve balıkları korumak için kullanılan nitratlar toprağı ve suyu kirletebilir; bunlar hayvanlardaki glandüler karsinomlarla ilgilidir.

Ksenobiyotik metabolizmasını etkileyen faktörler

Ksenobiyotik maddeleri metabolize eden enzimlerin aktivitesini birçok faktör etkileyebilir. Aktiviteleri türler arasında büyük ölçüde farklılık gösterir, bu nedenle bir ksenobiyotiğin toksik veya kanserojen etkisi bir türden diğerine serbestçe aktarılamaz.

Ksenobiyotiklerin metabolizmasından sorumlu enzimlerin aktivitesi ile ilgili olarak bireyler arasında önemli farklılıklar bildirilmiştir. Bu farklılıklar genellikle genetik faktörlere, söz konusu bireyin yaşına ve cinsiyetine bağlıdır.

Birkaç ksenobiyotik maddenin eş zamanlı tüketimi enzimatik indüksiyon oluşturabilir. Bazı ksenobiyotiklerin metabolizması sırasında üretilen metabolitler, detoksifiye edici enzimlerin aktivitesini inhibe edebilir veya uyarabilir.

Kombinasyon doz ayarlamaları gerektirebileceğinden, belirli ilaçlara verilen yanıtı değerlendirirken bu etki çok önemlidir.

Xenobiotics tarafından tetiklenen yanıtlar

Ksenobiyotik bir ilaç olduğunda, metabolizmanın ilk aşamasının hidroksilasyon reaksiyonları, ilacın aktivasyonuna neden olabilir veya tam tersine, halihazırda aktifse, aktif olmayan bir polar forma metabolize olur ve sonra elimine edilir.

Çeşitli enzimlerin ve proteinlerin yapısı açısından farklı bireyler arasında var olan genetik köken farklılıklarına bağlı olarak bazı ilaçların neden olduğu bazı yan etkiler vardır.

Serbest radikal toksisite (xenobiotics tarafından tetiklenir) (Kaynak: Dan Cojocari / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), Wikimedia Commons aracılığıyla)

Bu nedenle, hemolitik anemiler, kötü huylu hipertermi, tütün bağımlılığına karşı koruyan değişmiş nikotin metabolizması gibi bireylerin yalnızca çok küçük bir yüzdesinde ortaya çıkan bazı yan etkiler tanımlanmıştır.

Ksenobiyotiklerin toksik etkileri doza veya yutulan maddeye bağlı olabilir. Bazı zehirler gibi bazı ksenobiyotikler çok düşük dozlarda toksiktir, diğerleri çok yavaş metabolize edilir ve tüketimleri sürekli olduğunda daha yüksek dozlarda toksik etkiler oluşana kadar birikirler.

Ksenobiyotik maddeler çok çeşitli biyolojik etkilere neden olabilir. Bunlar, birçok hastalığın tedavisinde faydalı farmakolojik tepkileri, toksik reaksiyonları, immünolojik reaksiyonları ve çeşitli organ ve dokularda kanser oluşturabilecek karsinomatöz etkileri içerir.

Referanslar

1. Madhukar. A, Swathi. E, S. Pranathi, Vineela Devi, K. Surender Reddy (2012) Analysis of Xenobiotics: A Review. Journal of Pharma Research. (www.jprinfo.com)
2. Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA ve Rodwell, VW (2014). Harper'ın resimli biyokimyası. McGraw-Hill.
3. Omiecinski, CJ, Vanden Heuvel, JP, Perdew, GH ve Peters, JM (2011). Reseptörler tarafından ksenobiyotik metabolizma, düzen ve düzenleme: biyokimyasal fenomenden majör toksisitelerin öngörücülerine. Toksikolojik Bilimler, 120 (suppl_1), S49-S75.
4. Patel, DK ve Sen, DJ Xenobiotics: Yaşayan Sistem için Temel Bir Öncü. - academia.edu
5. McCance, KL ve Huether, SE (2018). Patofizyoloji-E-kitap: yetişkinlerde ve çocuklarda hastalığın biyolojik temeli. Elsevier Sağlık Bilimleri.