Введение

Метаболизм (биотрансформация) – это превращение чужеродных соединений в живом организме, конечная цель которого сокращение времени воздействия ксенобиотика. Метаболизм направлен на введение в молекулу чужеродного соединения группировок, увеличивающих полярность (гидрофильность или водорастворимость молекул) для ускорения их выведения почками и уменьшения токсичности. Иногда в результате метаболизма образуются более токсичные веществ – так называемый «летальный синтез».

Ксенобиотики (от греч. ξένος — чуждый и βίος — жизнь) — условная категория для обозначения чужеродных для живых организмов химических веществ, естественно не входящих в биотический круговорот. Как правило, повышение концентрации ксенобиотиков в окружающей среде прямо или косвенно связано с хозяйственной деятельностью человека. К ним в ряде случаев относят: пестициды, некоторые моющие средства (детергенты), радионуклиды, синтетические красители, полиароматические углеводороды и др. Попадая в окружающую природную среду, они могут вызвать повышение частоты аллергических реакций, гибель организмов, изменить наследственные признаки, снизить иммунитет, нарушить обмен веществ, нарушить ход процессов в естественных экосистемах вплоть до уровня биосферы в целом.

Метаболические превращения чужеродных веществ можно разделить на превращения, которые катализируются:

• ферментами печени (микросомальные);

• ферментами, расположенными в других местах (немикросомальные).

Исходя из химической природы этих реакций, метаболические процессы можно классифицировать таким образом:

1.Окислениемикросомальными ферментами:гидроксилирование ациклических, ароматических и алициклических соединений, эпоксидирование, N-гидроксилирование, N-окисление третичных аминов, S-окисление, дезалкилирование,дезаминирование, сульфирование.

2. Восстановление микросомальными ферментами : восстановле-ние нитро-, нитрозо- и азосоединений, микросомальное восстановитель-ное галогенирование.

3.Немикросомальное окисление: дезаминирование, окисление спиртов,альдегидов, ароматизация алициклических соединений.

4.Немикросомальное восстановление: восстановление альдегидов и кетонов.

5. Гидролиз: сложных эфиров, амидов с участием микросомальных и немикросомальных ферментов.

6. Прочие реакции: дегидроксилированиекатехолов и гидроксамовых кислот,

дегалогенирование, разрыв и образование кольца, восстановление ненасыщенных соединений, восстановление дисульфидов в тиолы,окислительное расщепление мышьяковистых соединений в арсеноксиды и др.

Схемы трансформации веществ

Продукты метаболических превращений могут подвергаться:

· выделению без дальнейших изменений;

· конъюгации с последующим выделением;

· дальнейшему метаболизму;

· соединению с тканями.

Соединения, имеющие несколько функциональных групп, могут метаболизироваться по нескольким группам, давая ряд различных метаболитов.

У большинства веществ метаболизм протекает в два этапа:

на первом идут несинтетические реакции (окисления, восстановления, гидролиза – см. выше),

на втором – реакции синтеза – образование конъюгатов. Это процесс биосинтеза между метаболитами и некоторыми веществами организма (глюкуроновая кислота, сульфаты, ацетаты, глицин и др.). Для того, чтобы вступить в реакции синтеза, вещество должно иметь в структуре функциональные группы -NH2, -ОН, СООН и др. Если таких групп нет, то соединение может получить их с помощью одной из синтетических реакций.

Образующиеся в результате синтеза конъюгаты (парные соединения), как правило, не обладают токсичностью и выводятся из организма почками с мочой. Однако конъюгаты с белковыми молекулами могут выступать в роли антигенов и приводить к выработке антител на исходное вещество.