Transcript Przemiany substancji obcych (ksenobiotyków) w organizmie człowieka

Przemiany substancji obcych
(ksenobiotyków)
w organizmie człowieka
Ksenobiotyki

To substancje nie będące naturalnym
składnikiem organizmu i nie
posiadające wartości odżywczych, a
także nie syntetyzowane przez
organizm, a więc są to substancje obce
dla organizmu
Metabolizm substancji
obcych w organizmie
Etapy:
 wchłanianie (absorpcja)
 rozmieszczenie (dystrybucja)
 przemiany biochemiczne
(biotransformacja)
 wydalanie
Wchłanianie




Wchłanianie substancji obcych zawartych w
żywności odbywa się w przewodzie
pokarmowym
Jama ustna – wchłaniają się nieliczne
związki i w niewielkich ilościach
Żołądek – dobrze wchłania się alkohol,
substancje o charakterze słabych kwasów
oraz zasady
Jelito cienkie – główne miejsce wchłaniania
większości ksenobiotyków
Wchłanianie

Na wchłanianie w żołądku duży wpływ
ma kwaśne pH, enzymy trawienne,
obecność pokarmu i bakterii
Wchłanianie



Na wchłanianie w jelicie cienkim ma
wpływ:
jego stan czynnościowy
skład i obecność pożywienia
skład mikroflory jelitowej
Przemiany (biotransformacja)
ksenobiotyków


Zaabsorbowane w przewodzie
pokarmowym związki ulegają
biotransformacji, głównie w wątrobie
i nerkach, do specyficznych
metabolitów
Biotransformacja ma na celu
przekształcenie ksenobiotyków w
bardziej polarne, lepiej rozpuszczalne
w wodzie związki - co ułatwia ich
usuwanie z organizmu
Biotransformacja


Procesy biotransformacji zachodzą przy
udziale:
monooksygenaz – głównie wątroby
(cytochrom P-450)
peroksydaz – znajdujących się w różnych
narządach
Biotransformacja
Reakcje metabolizmu ksenobiotyków w
organizmie zachodzą w 2 fazach:
 I faza obejmuje reakcje: hydroksylacji,
utleniania, redukcji, hydrolizy
 II faza - sprzęgania
Biotransformacja

Reakcje I fazy mają za zadanie
przekształcić substancje obce w
bardziej hydrofilowe i bardziej
reaktywne pochodne
Biotransformacja

Reakcje II fazy (sprzęgania) polegają
na łączeniu się ksenobiotyku,
przekształconego w reakcjach I fazy, z
innym związkiem występującym
naturalnie w organizmie, tzw.
czynnikiem endogennym: kwasem
glukuronowym, octowym, siarkowym,
glutaminowym, glicyną, glutationem
Biotransformacja

Reakcje II fazy – prowadzą z reguły do
utworzenia produktów mniej
toksycznych niż związek pierwotny, a
więc są to reakcje detoksykacji
Biotransformacja

Na przebieg biotransformacji
substancji obcych w organizmie
wpływa wiele czynników
biologicznych i środowiskowych
takich jak:
Biotransformacja
wiek
 płeć
 uwarunkowania genetyczne
 skład diety
a także: stan zdrowia (choroby wątroby,
jelit), rodzaj pracy (stres: temperatura,
hałas, zmęczenie), ciąża

Biotransformacja
Wiek
 U noworodków aktywność enzymów
biorących udział w biotransformacji
stanowi ok. 20-50% aktywności
występujących u osób dorosłych
Biotransformacja
Płeć
 U kobiet aktywność enzymów CYP1A2
i CYP2E1 jest często większa niż u
mężczyzn
 U mężczyzn z kolei większą aktywność
ma cytochrom P-450
Biotransformacja
Uwarunkowania genetyczne
 Mogą występować mutacje genetyczne
niektórych enzymów, np.
 N-acetylotransferazy, co pozwala
wyróżnić wśród populacji tzw. wolnych
i szybkich acetylatorów
Biotransformacja
Skład diety
 może warunkować aktywność
enzymów biorących udział w
biotransformacji, np. niedobór
białka obniża stężenie wielu
enzymów
Biotransformacja
W chorobach wątroby
 Ulegają zaburzeniu reakcje sprzęgania z
kwasem glukuronowym i siarkowym
 Zmniejsza się zdolność reakcji utleniania i
innych
 Obniża się stężenie cytochromu P-450 i
aktywność enzymów mikrosomalnych
 Uszkodzenie wątroby może powodować
większe wytwarzanie metabolitów o
działaniu rakotwórczym
Transport
Substancje zmetabolizowane i
sprzężone w wątrobie transportowane
są we krwi:
 w postaci rozpuszczonych cząsteczek
w osoczu, odwracalnie związanych z
białkiem
 lub w krwinkach czerwonych
Rozmieszczenie i
odkładanie w organizmie


Na ogół substancje po biotransformacji
ulegają w krótkim czasie wydaleniu z
organizmu
Jednak kiedy często i stale wnikają do
organizmu w dużych ilościach mogą się
odkładać w niektórych tkankach, np. Pb
w kościach, Hg w mózgu, J w tarczycy
Kumulacja


W tkance tłuszczowej kumulują się
substancje lipofilne
Przy szybkiej utracie tej tkanki, np. w
czasie odchudzania lub choroby,
istnieje niebezpieczeństwo nagłego
uwolnienia substancji, wzrostu jej
stężenia we krwi, wątrobie, nerkach,
mózgu – co może prowadzić do zatrucia
Kumulacja


Niektóre substancje kumulują się w
tkance kostnej i mogą być praktycznie
obojętne dla organizmu (Pb) lub działać
szkodliwie (F – zmiany w szkielecie i
zębach)
Pozostają w tkance kilka lub kilkanaście
lat od przerwania ekspozycji – im większy
był stopień ekspozycji tym dłużej
związek się uwalnia z kości
Wydalanie ksenobiotyków
Są wydalane w postaci metabolitów lub
w postaci niezmienionej głównie z:
 moczem
 kałem
ale także z:
 śliną
 potem
 wydychanym powietrzem
Wydalanie z moczem




Przez nerki z moczem są wydalane
substancje chemiczne i metabolity
dobrze rozpuszczalne w wodzie o małej
masie cząsteczkowej, m.in.:
insektycydy fosforoorganiczne
kwasy organiczne
związki metali: Cd, Cr, nieorganiczne Hg
Wydalanie z kałem


Niektóre substancje po przemianach są
eliminowane do żółci, z którą
przechodzą do jelit i są wydalane z
kałem
Tą drogą są wydalane substancje o
dużej masie cząsteczkowej, dobrze
rozpuszczalne w tłuszczach lub wodzie,
m.in. insektycydy chloroorganiczne,
PCB, WWA, związki metali-Pb, As,
organiczne Hg