什么是外源代謝(Xenobiotic Metabolism)？

外源性代謝是指生物體通過各種化學反應，稱為代謝途徑，改變生物體內通常不存在的化學物質，作為其自然生物化學的一部分。這些化學物質被稱為外源性物質，可以包括毒物、藥物和，以及環境污染物。外源代謝對生命很重要，因為它能...

外源性代謝是指生物體通過各種化學反應，稱為代謝途徑，改變生物體內通常不存在的化學物質，作為其自然生物化學的一部分。這些化學物質被稱為外源性物質，可以包括毒物、藥物和，以及環境污染物。外源代謝對生命很重要，因為它能使生物體中和并消除外來毒素，否則會干擾維持生命的化學過程。人類和許多其他生命形式的外源代謝在醫學、農業和環境科學。人體解剖模型許多潛在的有害物質被細胞膜阻止，細胞膜調節哪些化學物質可以進入細胞，并在物理上阻止許多外來生物。極性分子由于其電子具有電偶極子分子中的原子不均勻分布，通常無法穿過細胞膜。然而，非極性分子，可以通過滲透膜進入細胞。外源代謝通過與大多數非極性化合物發生反應的酶來保護身體免受這些物質的傷害。這種特殊性阻止了它們攻擊生物體正常生化過程中的有益物質，是一種極性化合物，能夠借助轉運蛋白在細胞膜中擴散。在外源代謝的第一階段，外來物質通過化學反應在其分子中添加極性或反應性基團進行修飾。這通常是通過催化單加氧酶反應的酶來完成的氧分子，或氧和氫，從氧氣中加入一個氧原子到異生物分子中，產生一個水分子作為副產品在這一階段中最重要的一類蛋白質是細胞色素P450家族，它包含了11500多種不同的蛋白質，存在于地球上所有的生命形式中，與它們結合形成稱為異生物共軛物的分子。在這個階段常用的化學物質包括甘氨酸（C2H5NO2）、谷胱甘肽（C10H17N3O6S）和葡萄糖醛酸（C6H10O7）。這些分子是負離子的，這意味著它們比質子含有更多的電子，因此具有負電荷。具體取決于物質結合物在解毒過程中可能會發生進一步的化學反應，最后，結合物從細胞中排出，其帶負電荷的陰離子基團使其與蛋白質轉運分子結合，它們攜帶結合物穿過細胞膜并離開細胞。從那里，外源物質可能被細胞外的生化物質進一步代謝，或完全以汗液、尿液或糞便排出體外。隨著時間的推移，下一代有機體的外源代謝可以進化，從而對環境中可能遇到的物質提供更大的保護，因為最有能力處理它們的物種比它們的同類活得更久，繁殖能力更強。這使得許多生命形式能夠生活在環境中，或者安全地食用對其他物種來說是致命的食物。這反過來又會刺激物種的進化，產生用于狩獵或防御目的的毒素，創造有利于生物體克服捕食者或獵物新陳代謝的選擇性壓力。外源代謝是農業中的一個重要因素。不同生物對外源生物的反應會影響它們受到農藥等農藥的影響這使得對外來生物的進化適應成為一個主要問題，因為像食草動物這樣的害蟲，隨著一個物種中抗性較低的成員從基因庫中篩選出來，會進化出對殺蟲劑更大的抗性。外源代謝在醫學中也很重要，由于大多數藥物都是外源性藥物，有些藥物在實際給藥的形式下沒有任何醫療效果，當病人的新陳代謝發生化學變化時，這些藥物就會變得活躍起來，這一過程被稱為生物活性。這通常是通過氧化藥物分子來實現的，通常涉及細胞色素P450家族然而，它也可能涉及其他蛋白質，如環氧化物水解酶、甲基轉移酶和n-乙酰基轉移酶，這些蛋白質分別引起水解、甲基化和乙酰化等化學變化。危險藥物相互作用的一個常見原因是一種藥物對患者的新陳代謝產生影響，從而干擾身體代謝另一種藥物的能力，使另一種藥物在未經加工的情況下積累，直到達到危險水平并毒害病人。

發表于 2020-09-18 09:53
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分類：醫療衛生

什么是外源代謝(Xenobiotic Metabolism)？

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