O que é metabolismo xenobiótico?

O metabolismo xenobiótico refere -se às várias reações químicas, chamadas vias metabólicas, que um organismo vivo usa para alterar produtos químicos que normalmente não são encontrados em um organismo como parte de sua bioquímica natural. Esses produtos químicos, chamados xenobióticos, podem incluir coisas como venenos, drogas e poluentes ambientais. O metabolismo xenobiótico é importante para a vida, pois permite que um organismo neutralize e elimine as toxinas estranhas que, de outra forma, interfeririam nos processos químicos que o mantêm vivo. O metabolismo xenobiótico de seres humanos e muitas outras formas de vida é importante em áreas como medicina, agricultura e ciência ambiental. Moléculas polares, que têm dipolos elétricos porque seus elétrons não são compartilhados uniformemente entre os átomos da molécula, são geralmenteIncapaz de superar a membrana de uma célula. As moléculas não polares, no entanto, podem passar pela membrana permeável e para a célula. O metabolismo xenobiótico protege o corpo dessas substâncias com enzimas que reagirão com a maioria dos compostos não polares. Essa especialização os impede de atacar substâncias úteis que fazem parte da bioquímica normal do organismo, que são compostos polares capazes de difundir através de membranas celulares com o auxílio de proteínas de transporte.

No primeiro estágio do metabolismo xenobiótico, a substância estranha é modificada através de reações químicas que adicionam grupos polares ou reativos a suas moléculas. Isso é mais comumente feito com enzimas que catalisam reações de monooxigenase com moléculas de oxigênio, ou O2, e hidrogênio, adicionando um átomo de oxigênio do O2 à molécula xenobiótica e produzindo uma molécula de água como subproduto. O grupo mais proeminente de proteínasEnvolvidos nesta fase está a família Cytocromo P450, que abrange mais de 11.500 proteínas diferentes e está presente em todas as formas de vida na Terra.

O xenobiótico modificado é então desintoxicado através de reações com outras moléculas, combinando com elas para formar moléculas chamadas conjugados xenobióticos. Os produtos químicos comumente usados ​​nesta fase incluem glicina (C2H5NO2), glutationa (C10H17N3O6S) e ácido glucurônico (C6H10O7). Essas moléculas são aniônicas, o que significa que contêm mais elétrons que os prótons e, portanto, têm uma carga elétrica negativa. Dependendo da substância envolvida, os conjugados resultantes podem sofrer mais reações químicas no curso da desintoxicação.

Finalmente, o conjugado é excretado da célula. Seus grupos aniônicos carregados negativamente permitem se ligar com moléculas de transportador de proteínas, que transportam o conjugado através da membrana celular e fora da célula. A partir daí, o xenobiótico pode ser ainda mais metabolizado por biochemi extracelularcals ou expulso do corpo inteiramente em suor, urina ou fezes.

Com o tempo, o metabolismo xenobiótico das gerações de sucesso de organismos pode evoluir para dar maior proteção contra substâncias que provavelmente encontrarão em seu ambiente, pois os membros da espécie mais capazes de lidar com eles sobrevivem e superaram seus companheiros. Isso permite que muitas formas de vida vivam em ambientes ou comam alimentos com segurança que seriam mortais para outras espécies. Por sua vez, isso pode estimular a evolução em espécies que produzem toxinas para fins de caça ou defensivos, criando pressão seletiva que favorece os organismos mais eficazes para superar o metabolismo de seus predadores ou presas.

O metabolismo xenobiótico é um fator importante na agricultura. A reação de diferentes organismos aos xenobióticos afeta como eles serão afetados por produtos químicos agrícolas, como pesticidas. Isso torna a adaptação evolutiva aos xenobióticos uma grande preocupação, pois pragas como insetos que comem culturas podem evoluir GA resistência de reener a pesticidas como membros menos resistentes de uma espécie é vencida no pool genético.

O metabolismo xenobiótico também é importante na medicina, pois a maioria das drogas é xenobiótica. Alguns medicamentos não têm efeito médico na forma que é realmente administrada ao paciente e se tornam ativos quando são quimicamente alterados pelo metabolismo do paciente, um processo chamado bioativação. Isso é mais comumente feito pela oxidação das moléculas do medicamento e geralmente envolve a família do citocromo P450. No entanto, também pode envolver outras proteínas, como epóxido, hidrolase, metiltransferase e N-acetiltransferase, que causam alterações químicas como hidrólise, metilação e acetilação, respectivamente. Uma causa comum de interações medicamentosas perigosas é quando um medicamento afeta o metabolismo do paciente que interfere na capacidade do corpo de metabolizar outro medicamento, permitindo que o último acumule não processado até atingir níveis perigosos e envenenadores do paciente.