§ 10. Окисление чужеродных соединений
При окислении под влиянием ферментов происходит превращение многих чужеродных соединений в их метаболиты, содержащие гидроксильные (спиртовые, фенольные) группы. Поэтому такие реакции окисления называются реакциями гидроксилиро-еания. При окислении некоторых чужеродных соединений, содержащих азот и серу, образуются оксиды и другие соединения.
Гидроксилирование ароматических соединений. При окислении бензола в организме под влиянием ферментов образуется фенол, а при окислении нафталина — нафтолы:
Продукты окисления (гидроксилирования) бензола и нафта лина (фенол и нафтолы) выделяются из организма.
В алкильных производных бензола в первую очередь подвергается окислению алкильная группа. Так, толуол (метилбензол) окисляется до бензилового спирта, при дальнейшем окислении которого образуется бензойная кислота, выделяющаяся из организма в виде конъюгатов:
При наличии нескольких атомов углерода в боковой цепи алкильных производных бензола гидроксилирование может происходить при различных атомах углерода. Это можно показать на примере гидроксилирования н-пропилбензола:
З-Фенилпропан-1-ол подвергается окислению до фенилпропио-новой кислоты (C 6 H 5 CH 2 CH 2 COOH), которая при дальнейшем окислении превращается в бензойную кислоту.
Поступившая в организм салициловая кислота может выделяться из него в неизмененном виде и в виде глюкуронида. Однако часть салициловой кислоты под влиянием ферментов печени метаболизируется с образованием гентизиновой (I), диоксибензойной (II) и триоксибензойной (III) кислот:
Гидроксилирование алициклических соединений. Алицикличе-скими называются соединения, содержащие циклы или кольца из атомов углерода (кроме бензола и его производных). В организме алициклические вещества подвергаются гидроксилированию с образованием соответствующих спиртов. Циклогексан (гексагидробензол) метаболизируется в циклогексанол и циклогександиол-1, 2:
Если соединения содержат алициклическое и ароматическое кольца, то насыщенное (алициклическое) кольцо гидроксилиру-ется легче, чем ароматическое. Это можно показать на примере метаболизма тетралина, который метаболизируется с образованием тетралола и незначительного количества 5, б, 7, 8-тетрагидро-2-нафтола:
Гидроксилирование ароматических аминов и их производных.
Анилин является аминопроизводным бензола. В организме под влиянием ферментов анилин подвергается гидроксилированию с образованием о -, м- и n -аминофенолов:
Ацетанилид метаболизируется путем гидроксилирования. При этом образуется о -оксиацетанилид:
Анилин также может подвергаться гидроксилированию по аминогруппе. При этом в качестве метаболита образуется фенилгидроксиламин. Этот процесс метаболизма относится к так называемому N-гидроксилированию.
Фенилгидроксиламин, образующийся при метаболизме анилина, может превращаться в нитрозобензол:
Соединения, в молекулах которых содержится азот или cepa, под влиянием ферментов могут окисляться в организме с образованием N-оксидов, сульфоксидов или сульфонов. В зависимости от атомов, подвергающихся окислению, процесс метаболизма подразделяют на N-окисление и S-окисление.
При N-окислении триметиламина образуется триметиламиноксид:
Аналогично метаболизируется диметиланилин, который под влиянием ферментов превращается в диметиланилин — N-оксид:
Окисление спиртов и альдегидов. Первичные спирты (этиловый, бутиловый, бензиловый и др.) с помощью фермента алкогольдегидрогеназы, которая локализуется в печени, почках и легких, окисляются в соответствующие альдегиды:
СН 3 СН 2 ОН ---> СН 3 СНО.
Алкогольдегидрогеназа млекопитающих имеет незначительное сродство к метиловому спирту, который метаболизируется в основном с помощью ксантиноксидазы и каталазы. Под влиянием этих ферментов метиловый спирт превращается в формальдегид.
Вторичные спирты в организме окисляются в кетоны с помощью алкогольдегидрогеназы. Однако скорость окисления этих спиртов в организме значительно меньше, чем скорость окисления первичных спиртов. Высшие вторичные и третичные спирты в организме окисляются медленно.
Окисление альдегидов. Альдегиды алифатического и ароматического ряда под влиянием ферментов окисляются в соответствующие карбоновые кислоты. Бензальдегид под влиянием альдегидоксидазы превращается в бензойную кислоту:
Хлоралгидрат под влиянием альдегиддегидрогеназы метаболизируется в трихлоруксусную кислоту:
ССl 3 СН (ОН) 2 ---> ССl 3 СООН.