Ксенобиотики, метаболизм

Для метаболизма некоторых ксенобиотиков достаточно реакций только первой или второй фазы биотрансформации. Однако большинство чужеродных веществ претерпевает и метаболические превращения (первая фаза) и конъюгацию (вторая фаза). Например, метилтиопурин сперва подвергается -деалкилированию, а затем конъюгации с глюкуроновой кислотой. Показателен в данном случае метаболизм аспирина, также связанный с обеими фазами биотрансформации. [c.523]

Биодеградация органических соединений, загрязняющих окру- жающую среду, оправдана только в том случае, если в результате происходит их полная минерализация, разрушение и де токсикация если же биохимическая модификация этих соединений приводит к повышению их токсичности или увеличивает время нахождения в среде, она становится не только нецелесообразной, но даже вредной. Детоксикация загрязняющих среду веществ может быть достигнута путем всего одной модификации структуры. Судьба ксенобиотика зависит от ряда сложным образом взаимосвязанных факторов как внутреннего характера (устойчивость ксенобиотика к различным воздействиям, растворимость его в воде, размер и заряд молекулы, летучесть), так и внешнего (pH, фотоокисление, выветривание). Все эти факторы будут определять скорость и глубину его превращения. Скорость биодеградации ксенобиотика данным сообществом микроорганизмов зависит от его способности проникать в клетки, а также от структурного сходства этого синтетического продукта и природного соединения, который подвергается естественной биодеградации, В удалении ксенобиотико из окружающей среды важную роль играют различные механизмы метаболизма, [c.284]

Рассмотрены вопросы строения клеточной стенки у различных типов микрооргяниамов, химический состав и строение мембран, а также транспорт веществ через эти структуры с позиции биохимии. Дай раздел, посвященный метаболизму превращений в процессе роста и развития микроорганизмов. Детально освещены пути биосинтеза аминокислот, антибиотиков, витаминов, липидов, токсического начала микробных средств защиты растений, ксенобиотиков, нуклеотидов и нуклеозидов, их производных и флавинов. Рассмотрены некоторые аспекты синтеза биологически активных веществ у микробов, способных к биологической фиксации азота, а также у фотосинтезирующих и метилотрофных микроорганизмов. Кратко показаны взаимосвязи различных биосинтетических путей. [c.2]

В клетках печени наиболее эффективная ферментная система метаболизма ксенобиотиков локализована [c.614]

Микроорганизмы, обладающие огромным разнообразием ферментных систем и большой лабильностью метаболизма, и являются тем звеном, которое в основном ответственно за самоочищение природных экосистем и может осуществлять биодеградацию природных и синтетических ксенобиотиков, тем самым возвращая основные питательные элементы в глобальный цикл. [c.291]

Конечно, требования к метаболизму лекарств и токсических веществ, попавших в организм с табачным дымом или выхлопными газами автомобилей, неодинаковы. Как правило, лекарства должны обладать пролонгированным действием и не подвергаться быстрому метаболизму. Напротив, желательно, чтобы токсические вещества, попавшие в наш организм, как можно быстрее претерпевали метаболические превращения и были выведены из него. Знание природы метаболических процессов ксенобиотиков как раз и позволяет правильно оценивать степень их токсичности и принимать необходимые меры предосторожности. [c.462]

На уровне организма и клетки рассматривают транспорт вещества в клетку и его перенос между частями организма, метаболизм и биохимические превращения ксенобиотика, секрецию продуктов трансформации из организма в окружающую среду эффекты токсичности загрязняющих веществ, особенности генетического ответа, регуляции и обмена информацией при действии чужеродного вещества на живую клетку. [c.250]

В молекуле ксенобиотика при биотрансформации происходят изменения, которые увеличивают ее полярность, растворимость и способствуют быстрому выведению из организма. Выведение исходного ксенобиотика и продуктов его метаболизма из организма приводит к уменьшению или полному исчезновению токсического эффекта. Но в ряде реакций образуются продукты с большей токсичностью по сравнению с исходным ксенобиотиком, особенно в реакциях первой фазы системы биотрансформации. Реакции биотрансформации, когда образуются продукты с большей токсичностью, носят названия реакции биоактивации. Наиболее известная такая реакция превращение инсектицида паратиона в пара оксон. Паратион относится к органотиофосфатам, которые нейротоксичны при их взаимодействии с ферментом ацетилхолинэстеразой. [c.406]

В фармацевтической биохимии вьщеляют молекулярную фармакокинетику, молекулярную фармакодинамику, метаболизм ксенобиотиков, молекулярные основы метаболической терапии. [c.9]

На активность ферментов, участвующих в метаболизме ксенобиотиков влияют многие факторы 1) активность ферментов может существенно варьировать у разных видов животных 2) большой разброс в активности ферментов у особей одного вида связан, по-видимому, с генетическими факторами 3) на активность ферментов влияет пол и возраст особи 4) попадание в организм некоторых ксенобиотиков, например фенобарбитала или некоторых углеводородов, может повышать активность этих ферментов. Этот процесс носит название индукции фер- [c.354]

Фаза роста, особенности метаболизма. Как правило, листья молодых растений более проницаемы для раствора пестицидов и других ксенобиотиков по сравнению с. листьями более взрос- [c.207]

Суммируя основные положения метаболизма ксенобиотиков в организме, можно отметить следующие основные моменты. [c.522]

Центральный метаболизм. Если органический ксенобиотик превращается в интермедиаты, подобные жирным кислотам, дикарбоновым кислотам, пирувату, они вступают в основной метаболизм и окисляются. В оптимальном случае ксенобиотик может быть полностью минерализован в ходе центрального метаболизма. [c.312]

Ранее подчеркивалась важность сопряженного метаболизма для расщепления ксенобиотиков. Микроорганизмы, растущие на одном субстрате, превращают другой в ходе одной ила [c.285]

На примере деструкции фенола рассматривается возможность совершенствования процесса обезвреживания токсичных стоков ксенобиотиков с использованием гибридной системы очистки с совмещением процесса химического и биологического окисления по месту и времени. Показана возможность биологического окисления токсичных веществ в виде высококонцентрированных стоков в условиях замкнутой системы. Процесс реализуется с использованием микробного ценоза, преадаптированного к окислительному стрессу в периодическом режиме с подпиткой концентрированным субстратом. Полученные показатели в 2-3 раза (по скорости окисления) и в 10-20 раз (по количеству суммарно окисленного фенола в среде биологического культивирования) превышают величины, реализуемые в традиционных процессах биологического окисления. Обнаруженное явление роста преадаптированной к окислительному стрессу популяции микроорганизмов без накопления токсичных продуктов метаболизма позволяет создавать малоотходные высокопроизводительные системы культивирования микроорганизмов и биологической очистки и обезвреживания высококонцентрированпых стоков. [c.227]

Виды лекарств. Все лекарственные средства делят на природные (биогенные) и чужеродные (ксенобиотики). Природные являются естественными продуктами живых организмов и участвуют в биохимических процессах (аминокислоты, гексозы, жирные кислоты, витамины, гормоны, биорегуляторы, препараты плазмы крови и др.). В европейских странах получили распространение природные препараты пяти групп 1) суис-органные (из различных тканей, органов и клеток) 2) нозоды (приготовленные гомеопатическим путем из органов, продуктов метаболизма, микроорганизмов (ауто- и гетероно-зоды) 3) катализаторы (включают группу А — метаболиты цикла трикарбоновых кислот группу В — убихиноны и другие компоненты цепей переноса электронов группу С — гормоны, биогенные амины, растительные экстракты) 4) потенцированные аллопатические (АТФ, витамины, антибиотики и др.) 5) сложные препараты биологического происхождения. [c.477]

Метаболизм. Другой важный фактор, влияющий на вероятность мутагенеза и канцерогенеза, связан с генетически детерминированными различиями в метаболизме чужеродных веществ, включая лекарства и агенты окружающей среды (ксенобиотики). Современные данные показывают, что идентичные близнецы обнаруживают одинаковые скорости биотрансформации лекарств, несмотря на значительную изменчивость параметров биотрансфорации в общей популяции (разд. 4.5). Таким образом, генетические факторы, по-видимому, имеют основное значение при разложении ксенобиотиков. Например, работы на мышах и на людях показали, что гидроксилаза арил-углеводородов играет важную роль в превращении полициклических углеводородов в эпоксиды. Эпоксидные соединения гораздо более канцерогенны, чем углеводороды. Говоря шире, небольшая часть популяции, объединяющая индивидов, медленно инактивирующих ксенобиотик или трансформирующих данный ксенобиотик в активный мутагенный агент, будет подвержена гораздо большему риску, чем популяция в целом. Никакая тест-система с использованием экспериментальных животных не может пролить свет на этот важный аспект мутагенеза, обусловленного факторами окружающей среды. Поэтому может оказаться полезным включение в тест Эймса (см. выше) человеческого кле- [c.268]

Процессы полимеризации и поликонденсации приводят к химическому связыванию органических ксенобиотиков и включению их в макромолекулы природного органического вещества. В результате образуются стойкие формы органических веществ. Наиболее активно процессы связывания протекают в почве и донных осадках. В этом важная роль принадлежит частицам пород и минералам (как катализаторам), а также активным продуктам метаболизма живых организмов, прежде всего микробным ферментам. [c.303]

Метаболизм ксенобиотиков происходит в две фазы 1) специфическая перестройка молекулы ксенобиотика — лекарства с введением определенных функциональных групп, которые обусловливают увеличение гидрофильности вещества 2) конъюгация образовав-щихся метаболитов с эндогенными веществами для транспорта и выведения (иногда метаболизируемые препараты сразу вступают в реакцию конъюгации). [c.484]

Основные системы метаболизма ксенобиотиков расположены в эндоплазматической сети (микросомальное окисление), где происходят ферментативные реакции трех типов 1) реакции окисления включают диоксигеназы (расщепление ароматических колец) и монооксигеназы (введение гидроксильных групп) 2) реакции восстановления (ферментативное превращение ароматических нитро- и азосоединений в амины) 3) реакции гвдролиза — ферменты эстеразы (например, гидролиз ипрониазида на никотиновую кислоту и изопропилгидразин). [c.484]

Влияние физиологических факторов. Постнатальное развитие характеризуется резким увеличением активности энзимов, в том числе и отвечающих за метаболизм чужеродных соединений. Это является фактором адаптации новорожденных к новым условиям существования. У новорожденных мышей, крыс, морских свинок и кроликов отсутствуют микросомальные энзимы, в том числе и цитохром Р-450. Их появление наблюдается в течение первых дней после рождения, и содержание достигает максимума примерно через 30 дней у крыс, через 8 недель — у человека. Таким образом, эмбрионы и новорожденные особенно чувствительны к токсическому действию ксенобиотиков и лекарственных препаратов. Способность новорожденных синтезировать конъюгаты также заметно уменьшена, например глюкурониды у них синтезируются достаточно медленно вследствие дефицита энзима глюкуронилтранс-феразы. Микросомальные энзиматические системы плода и новорожденных можно стимулировать введением химических активаторов. Например, введение новорожденным крысам 3,4-бензопирена усиливает биосинтез глюкуронидов в печени. [c.524]

Выход из проблемы находится в биоразнообразии представителей одной функциональной группы. В главе 4 Происхождения видов Ч.Дарвин писал , что биоразнообразие есть путь дт конкуренции, т.е. фактически уход из-под действия естественного отбора. Естественный отбор на самом деле представляет путь к унификации, принадлежности всех к одной партии победителей. Для нормальных условий, например в почве, возможности конкуренции шире, так как приток субстратов велик, и соответственно возможно более широкое разнообразие организмов. Это разнообразие связано с набором используемых субстратов. Многие органотрофные организмы, как псевдомонады, например, способны использовать в качестве единственного источника углерода и энергии сотню органических веществ, лишь бы продукты разложения были совместимы с центральным метаболизмом. Они универсальны по своим пищевым потребностям и оказываются первыми, которые используют необычный субстрат, наиример ксенобиотик. Такого рода потенции дают уникальную пищевую нишу. Организмы этого типа легче всего выделяются в лабораторную культуру. Другие организмы, особенно среди жестко лимитированных по энергии анаэробов, оказываются способными использовать лишь ограниченный набор субстратов. Итак, имеются две стратегии либо использовать возможности организма для потенциально широкого круга субстратов -политрофная стратегия, либо сконцентрировать их на развитии транспортных систем с высоким сродством к узкому кругу субстратов - стратегия монотрофов. [c.48]

Периферийный метаболизм (домен) - это начальные этапы метаболизма ксенобиотиков и других субстратов. Для ферментов периферийного домена и особенно ферментов первичной атаки чужеродных веществ характерна широкая субстратная специфичность. Поэтому микроорганизмы могут атаковать и частично превращать самые разнообразные по структуре соединения. Ферменты периферийного (подготовительного) метаболизма, как правило, являются индуцибельными, индуцируются многочисленными соединениями, даже не являющимися их субстратами, или их синтез и активность находятся под контролем ряда других сложных регуляторных механизмов. Пути метаболизма в периферийном домене отличаются большой гибкостью, поскольку они трансформируют разнообразные соединения, которые затем вовлекаются в центральный домен. Поэтому пути метаболизма в периферийном домене характеризуются быстрым обменом генетическим материалом между популяциями микроорганизмов, перегруппировкой совокупной последовательности и рекомбинацией больших участков ДНК. Комбинация консервативного центрального метаболизма с относительно высоко пластичным периферийным позволяет микроорганизмам постоянно адаптироваться к новым субстратам и условиям окружающей среды. [c.315]

В этом разделе мы остановимся подробнее на метаболизме посторонних органических субстратов (так назьшаемых ксенобиотиков), попавших в живой организм орально или через органы дыхания в качестве различных пищевых добавок, стимуляторов, лекарств, а также веществ, загрязняющих окружающую феду. Метаболические процессы такого рода называют вторичными. Они также крайне важны для химика, поскольку специфичны для каждой группы веществ. В частности, знание путей трансформации лекарств помогает химику правильно определить стратегию органического синтеза, направленного на получение веществ с требуемыми фармакологическими свойствами. [c.462]

Питание и диета. Активность энзимов метаболизма чужеродных соединений отчетливо зависит от питания животного. У мышей голодание приводит к уменьшению скорости гидроксилирования одних ксенобиотиков и увеличению других. У крыс, содержащихся на диете с дефицитом белка, наблюдается уменьшение активности энзимов монооксигеназных систем. [c.525]

Этот фактор может влиять непосредственно — увеличивать степень диффузии, понижать вязкость рабочего раствора, усиливать активный перенос веществ, изменять свойства кутикуляр-ных компонентов. На проникновение и последующее передвижение ксенобиотика в листовой ткани повышение температуры оказывает и косвенное действие, влияя на метаболизм растения— фотосинтез, дыхание, движение протоплазмы, ростовые процессы [58, 41]. Уже в самых ранних работах с 2,4-Д было продемонстрировано, что аммонийная соль 2,4-Д с большей скоростью (но непродолжительное время) поглощалась листьями фасоли при 32° по сравнению с более низкими температурами (27 и 10°). Усиление проникновения сквозь кутикулу при повы- [c.208]

Влияние физиологических факторов. При постнатальном развитии наблюдается увеличение активности энзимов, в том числе и тех, которые отвечают за метаболизм ксенобиотиков. Это является фактором адаптации новорожденных к новым условиям существования. У новорожденных мышей, крыс, морских свинок, кроликов микросо-мальные ферменты, в том числе и цитохром Р450, отсутствуют. [c.413]

Генетические факторы включают конституитивные особенности метаболизма ксенобиотиков и наследуемые ферментопатии, связанные с метаболизмом лекарств. [c.486]

Первичная атака Биохимические превращения ксенобиотика, доступного для ферментных систем клетки, начинаются с его первичной атаки. Последующая последовательная трансформация органического ксенобиотика в одно из соединений, вступающего затем в основные (центральные) пути катаболического или анаболического обмена, происходит в ходе так называемого подготовительного (периферийного) метаболизма. Микроорганизмы под воздействием ферментов переводят природные и синтетические вещества в так называемые ключевые соединения (фосфорилиробан-ные углеводы, пируват, глюконат, интермедиаты цикла трикарбоновых кислот, жирные кислоты, аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания, пирокатехин и др.) - вещества, из которых синтезируются необходимые компоненты клетки и извлекается необходимая энергия. Превращение синтетического соединения с помощью ферментов, не относящихся к ферментам подготовительного метаболизма, - крайне редкое явление. [c.312]

В микросомной системе окисления происходит метаболизм практически всех липофильных субстратов эндогенных соединений, таких как стероидные гормоны, холестерин, липорастворимые витамины, простагландины и ЖК экзогенных соединений (ксенобиотиков) -гидрофобных ядов, лекарств, канцерогенных веществ, пестицидов, инсектицидов. [c.40]

В метаболизме проканцерогенов и других ксенобиотиков принимают участие монооксигеназы и трансферазы. Ферменты, ответственные за метаболическую активацию проканцерогенов, являются в основном гем-содержащими монооксигеназами, локализованными в эндоплазматическом ретикулуме. Эти же ферменты метаболизируют и другие ксенобиотики, например лекарства и вещества, загрязняющие окружающую среду. Монооксигеназы катализируют гидроксилирование различных проканцерогенов и ксенобиотиков, при этом источником кислорода служит молекулярный кислород, а NADPH — восстановителем [c.354]

При кометаболизме в зависимости от функций используемых органических соединений различают субстрат и косубстрат. Субстрат является источником углерода, электронов, энергии или кофакторов. В каждом конкретном случае он может выполнять одну из этих функций либо несколько одновременно. Будучи единственным источником углерода в среде, он может утилизироваться или подвергаться биотрансформации микроорганизмами. Соединение, подвергаемое тем или иным превращениям только в присутствии субстрата, называют косубстратом. В процессе кометаболизма ксенобиотики являются косубстратами, а их природные аналоги или другие более биодоступные соединения - субстратами. Большинство ксенобиотиков трансформируются в режиме кометаболизма. Это обусловлено отсутствием тесной координции периферийного метаболизма чужеродных соединений и центрального метаболизма. [c.316]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология