Xenobiotic เมแทบอลิซึมหมายถึงปฏิกิริยาเคมีต่าง ๆ ที่เรียกว่าเส้นทางเมแทบอลิกซึ่งสิ่งมีชีวิตใช้เพื่อเปลี่ยนสารเคมีที่ปกติไม่พบในสิ่งมีชีวิตซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของชีวเคมีตามธรรมชาติ สารเคมีเหล่านี้เรียกว่า xenobiotics อาจรวมถึงสิ่งต่าง ๆ เช่นสารพิษยาเสพติดและมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม Xenobiotic เมแทบอลิซึมมีความสำคัญต่อชีวิตเนื่องจากช่วยให้สิ่งมีชีวิตต่อต้านและกำจัดสารพิษต่างประเทศที่อาจรบกวนกระบวนการทางเคมีที่ทำให้มีชีวิตอยู่ เมแทบอลิซึมของมนุษย์และสิ่งมีชีวิตรูปแบบอื่น ๆ มีความสำคัญในสาขาต่าง ๆ เช่นยาการเกษตรและวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม
สารอันตรายที่อาจเป็นอันตรายจำนวนมากถูกป้องกันไม่ให้เกิดความเสียหายโดยเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งควบคุมสารเคมีที่ได้รับอนุญาตให้เข้าสู่เซลล์และปิดกั้นไซโคบลิกจำนวนมาก โมเลกุลของขั้วโลกซึ่งมีไดโพลไฟฟ้าเนื่องจากอิเล็กตรอนของพวกมันไม่ได้มีการแบ่งเท่า ๆ กันในอะตอมของโมเลกุลโดยทั่วไปไม่สามารถผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้ อย่างไรก็ตามโมเลกุลที่ไม่ใช่โพลาร์สามารถผ่านเมมเบรนที่ซึมเข้าไปได้และเข้าไปในเซลล์ Xenobiotic เมแทบอลิซึมปกป้องร่างกายจากสารเหล่านี้ด้วยเอนไซม์ที่จะทำปฏิกิริยากับสารประกอบที่ไม่ใช่ขั้วส่วนใหญ่ ความเชี่ยวชาญนี้ป้องกันพวกเขาจากการโจมตีสารที่เป็นประโยชน์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของชีวเคมีปกติของสิ่งมีชีวิตซึ่งเป็นสารประกอบเชิงขั้วสามารถแพร่กระจายผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ด้วยความช่วยเหลือของโปรตีนการขนส่ง
ในขั้นตอนแรกของการเผาผลาญอาหารซีโนบิคสารแปลกปลอมจะถูกปรับเปลี่ยนผ่านปฏิกิริยาทางเคมีที่เพิ่มกลุ่มขั้วหรือปฏิกิริยาไปยังโมเลกุลของมัน นี่เป็นเรื่องปกติที่เกิดขึ้นกับเอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยา monooxygenase กับโมเลกุลออกซิเจนหรือ O2 และไฮโดรเจนเพิ่มอะตอมหนึ่งออกซิเจนจาก O2 ไปยังโมเลกุล xenobiotic และผลิตโมเลกุลของน้ำเป็นผลพลอยได้ กลุ่มโปรตีนที่โดดเด่นที่สุดที่เกี่ยวข้องในขั้นตอนนี้คือตระกูล cytochrome P450 ซึ่งครอบคลุมโปรตีนมากกว่า 11,500 ชนิดและมีอยู่ในทุกรูปแบบของชีวิตบนโลก
xenobiotic ที่ได้รับการดัดแปลงจะถูกล้างพิษผ่านปฏิกิริยากับโมเลกุลอื่น ๆ รวมกับพวกมันเพื่อสร้างโมเลกุลที่เรียกว่า xenobiotic conjugates สารเคมีที่ใช้กันทั่วไปในระยะนี้ ได้แก่ ไกลซีน (C2H5NO2), กลูตาไธโอน (C10H17N3O6S) และกรดกลูคูโรนิก (C6H10O7) โมเลกุลเหล่านี้เป็นประจุลบซึ่งหมายความว่าพวกมันมีอิเล็กตรอนมากกว่าโปรตอนและมีประจุไฟฟ้าลบ คอนจูเกตที่เกิดขึ้นอาจได้รับปฏิกิริยาเคมีเพิ่มเติมในระหว่างการล้างพิษทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสารที่เกี่ยวข้อง
ในที่สุดคอนจูเกตจะถูกขับออกจากเซลล์ กลุ่มประจุลบที่มีประจุลบของมันช่วยให้สามารถจับกับโมเลกุลขนถ่ายโปรตีนซึ่งจะนำคอนจูเกตข้ามเยื่อหุ้มเซลล์และออกจากเซลล์ จากนั้นอาจมีการเผาผลาญ xenobiotic โดย extracellular biochemicals หรือไล่ออกจากร่างกายโดยสิ้นเชิงในเหงื่อปัสสาวะหรืออุจจาระ
เมื่อเวลาผ่านไปการเผาผลาญ xenobiotic ของสิ่งมีชีวิตที่ประสบความสำเร็จสามารถพัฒนาเพื่อให้การป้องกันสารที่พวกเขามีแนวโน้มที่จะพบในสภาพแวดล้อมของพวกเขาในขณะที่สมาชิกของสายพันธุ์ที่ดีที่สุดที่จะจัดการพวกเขาอยู่ได้นานและผสมพันธุ์ สิ่งนี้ทำให้ชีวิตหลายรูปแบบสามารถอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมหรือกินอาหารที่ปลอดภัยซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อสายพันธุ์อื่น สิ่งนี้สามารถกระตุ้นให้เกิดวิวัฒนาการในสปีชีส์ที่ผลิตสารพิษเพื่อการล่าสัตว์หรือเพื่อป้องกันการสร้างแรงกดดันในการเลือกที่ช่วยให้สิ่งมีชีวิตมีประสิทธิภาพมากที่สุดในการเอาชนะเมแทบอลิซึมของผู้ล่าหรือเหยื่อ
การเผาผลาญอาหาร Xenobiotic เป็นปัจจัยสำคัญในการเกษตร ปฏิกิริยาของสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันไปถึง xenobiotics มีผลต่อวิธีที่พวกเขาจะได้รับผลกระทบจากสารเคมีทางการเกษตรเช่นยาฆ่าแมลง สิ่งนี้ทำให้การปรับตัวในการวิวัฒนาการเพื่อ xenobiotics เป็นปัญหาสำคัญเช่นศัตรูพืชเช่นแมลงกินพืชสามารถพัฒนาความต้านทานต่อสารกำจัดศัตรูพืชมากขึ้นเนื่องจากสมาชิกต้านทานของสายพันธุ์ที่ไม่ต้านทานถูกกำจัดออกจากแหล่งพันธุกรรม
Xenobiotic เมแทบอลิซึมเป็นสิ่งสำคัญในทางการแพทย์ด้วย ยาบางชนิดไม่มีผลทางการแพทย์ในรูปแบบที่ได้รับการจัดการกับผู้ป่วยจริงและกลายเป็นใช้งานได้เมื่อพวกเขามีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีโดยการเผาผลาญของผู้ป่วยซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการออกฤทธิ์ทางชีวภาพ โดยทั่วไปแล้วจะทำโดยการออกซิไดซ์โมเลกุลของยาและมักจะเกี่ยวข้องกับตระกูลไซโตโครมพี 450 อย่างไรก็ตามมันยังสามารถเกี่ยวข้องกับโปรตีนอื่น ๆ เช่น epoxide hydrolase, methyltransferase และ n-acetyltransferase ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีเช่นการย่อยสลาย, methylation และ acetylation ตามลำดับ สาเหตุที่พบบ่อยอย่างหนึ่งของปฏิกิริยาระหว่างยาที่อันตรายคือเมื่อยาตัวหนึ่งมีผลต่อเมแทบอลิซึมของผู้ป่วยที่รบกวนความสามารถของร่างกายในการเมแทบอลิซึมยาตัวอื่นซึ่งจะช่วยให้หลังสามารถสะสมที่ไม่ผ่านกระบวนการได้
