该外源性物质是外来化学物质对人体,包括药物,食品添加剂,污染物,化学致癌物质,并通过从环境中不同的路径进入体内许多物质。
“ xenobiotic”一词源自希腊语“ xenos”(意为外国人)和“ bios”(意为生命)。这些外来化合物或通常不属于构成人体的化学化合物的一部分,可以是天然来源或合成来源。
异种药物的肝脏代谢(来源:Drriad / CC BY-SA(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0),通过Wikimedia Commons获得)
大多数异生物素是通过体内代谢而被清除的,但是,有些不能被清除,或者其清除过程非常缓慢,因此它们会在体内蓄积并可能造成损害或毒性。
已知有超过200,000种环境化学物质被鉴定为异源物质,其中大多数可以被代谢,即被转化,从而被消除。这些转化主要发生在肝脏中。但是,某些异种生物可以不变地排泄或消除。
几个因素会影响异源生物的代谢。这些因素包括年龄,性别,某些遗传因素以及某些异源生物引起的某些酶诱导。
当异生物素为药物时,其代谢可能涉及其活化或可能降低或终止其作用。某些异生物素的毒性可以通过多种方式验证。例如,氰化物在很低的浓度下具有很强的毒性,因为它会阻塞呼吸链。其他则具有细胞毒性,因为它们与DNA,RNA或蛋白质共价结合。
一些外源生物可以触发抗原反应,可能致癌,甚至可能完全无害(无毒)。
异物代谢
人类不断地接触各种各样的异源物质。这些包括药物,有毒物质,诱变剂和致癌物。这些物质中的许多当与饮食中的食物一起摄入时会进入人体。
外源生物化合物可与细胞内大分子(例如DNA)反应(或直接与细胞结构),从而造成损害和/或伤害。为了抵消这些有害影响,人体有两个防御系统:排毒酶和抗氧化剂系统。
异生物代谢(来源:TimVickers /公共领域,通过Wikimedia Commons)
异生物素的代谢可分为两个过程或两个阶段。第一个反应主要是羟基化反应,第二个反应是羟基化产物的结合反应。这些过程主要发生在肝脏中,尽管一些初始反应可能发生在皮肤的上皮屏障和其他组织(如肺)中。
羟基化相由单氧化酶或细胞色素P450类别的一系列酶催化。除羟基化外,这些酶还参与脱氨,脱卤,脱硫,环氧化,过氧化和还原过程。
细胞色素P450家族的酶是醛氧化酶,黄嘌呤氧化酶和过氧化物酶。在此第一阶段,除细胞色素P450以外的某些酯酶和酶还参与某些水解反应。
在第二阶段,由于共轭作用产生了一些极性产物,这些极性产物溶于水,很容易排泄。通过使羟基化产物与不同分子结合的特定酶的作用产生缀合,其中包括:葡萄糖醛酸,硫酸盐,乙酸盐,谷胱甘肽,氨基酸或甲基。
有毒和致癌异源生物的饮食来源
饮食中的致癌物质包括烹饪脂肪,肉或蛋白质时或摄入某些植物衍生的天然产物(如生物碱和霉菌的某些副产物)时产生的化合物。
在这些物质中,对其致癌作用的研究最多的是通过过度烹煮肉类而产生的物质,例如多环芳香烃和杂环芳香胺。
人们一生中摄入的其他异生物素是工业和环境污染物,例如柴油机废气以及最终污染水和食物的农药。还包括一些药物,包括处方药和非处方药。
用于保存肉和鱼的硝酸盐会污染土壤和水域;这些与动物的腺癌有关。
影响异生物素代谢的因素
许多因素会影响代谢异源物质的酶的活性。它们的活性在物种之间差异很大,因此,异种生物的毒性或致癌作用不能从一种物种自由地转移到另一种物种。
据报道,在个体之间有关异生物素代谢的酶活性方面存在显着差异。这些差异通常取决于遗传因素,相关个体的年龄和性别。
同时食用几种异质物质可以产生酶促诱导作用。在某些外源生物的新陈代谢过程中产生的代谢产物可抑制或刺激解毒酶的活性。
当评估对某些药物的反应时,此效果非常重要,因为该组合可能需要调整剂量。
异源生物引发的反应
当异生物素是药物时,代谢的第一阶段的羟基化反应会引起药物的活化,或者相反,如果它已经具有活性,那么它将被代谢成无活性的极性形式,然后被消除。
某些药物会引起某些不良反应,这些不良反应取决于不同个体之间就各种酶和蛋白质的结构而言存在的遗传起源的差异。
自由基毒性(由异源生物触发)(来源:Dan Cojocari / CC BY-SA(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)通过Wikimedia Commons获得)
因此,描述了一些仅在很小比例的个体中出现的附带影响,例如溶血性贫血,恶性高热,改变的可预防烟草依赖的尼古丁代谢等。
外源生物的毒性作用可能取决于剂量或所摄入的物质。某些外源生物(例如某些毒药)在非常低的剂量下就具有毒性,而另一些则很慢地被代谢,当它们的消耗持续进行时,它们会累积直至更高剂量产生毒性作用为止。
外源性物质可引起多种生物学效应。这些包括在治疗许多疾病,毒性反应,免疫学反应和可能最终在各种器官和组织中产生癌症的癌变作用方面的有益药理作用。
参考文献
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