Xenobiotika jsou látky organismu cizí, které se dostávají do
organismu záměrně nebo mimovolně a organismus jejich nežádoucí nebo toxický
účinek různými mechanismy eliminuje. K těmto cizorodým látkám patří
průmyslově vyráběné chemické sloučeniny jako jsou léčiva, konzervační a
stabilizační přísady do potravin, průmyslové chemikálie, složky kosmetických
přípravků, hnojiva, fungicidy, herbicidy, insekticidy, saponáty aj.
Xenobiotika nikdy neslouží organismu jako zdroj energie potřebné pro život.
Polární nebo hydrofilní xenobiotika se rychle vylučují, zatímco lipofilní
sloučeniny zůstávají v živém organismu a musí se před exkrecí přeměnit na
polárnější metabolity než byla výchozí látka. Bez mechanismů, umožňujících
přeměnu hydrofobních xenobiotik na látky ve vodě více nebo méně rozpustné, by
tyto látky setrvávaly v organismu mnohem déle.
Vedle xenobiotik existuje široké spektrum škodlivých látek, které
vznikají v organismu a které není možné dále odbourávat. Mezi tyto endogenní
látky patří např. dusíkaté konečné metabolity amoniak, močová kyselina a
kreatinin, ale i amoniak a alkohol, produkované neustálou činností střevní
bakteriální flóry, a jejich výčet sahá přes sloučeniny s pyrrolovými kruhy až
ke steroidním látkám. Způsoby, jimiž je organismus vybaven k jejich
přeměně a vylučování, se vesměs využívají také k přeměně a vylučování
xenobiotik. Změny chemické struktury xenobiotika se uskutečňují enzymově katalyzovanými
biotransformačními reakcemi.
Metabolismus xenobiotik nemusí
vždy vyústit do vzniku neúčinného metabolitu. Z některých xenobiotik naopak
vznikají metabolity se stejnými nebo podobnými vlastnostmi, jaké měly původní
látky a v některých případech může mít teprve biotransformace za následek vznik
biologicky aktivního metabolitu. Tak např. některé arylaminy se přeměňují v
lidském těle na metabolity s kancerogenními vlastnostmi.
Biotransformační reakce se dělí
na dvě fáze:
·
první
fáze biotransformace představuje děje, při nichž
dochází oxidací, redukcí nebo hydrolýzou k tvorbě nových nebo odkrytí
stávajících charakteristických skupin, které zvyšují polárnost molekuly
xenobiotika a umožňují jeho vstup do biotransformačních reakcí druhé fáze;
·
druhá
fáze biotransformace je souhrným označením pro
konjugační reakce xenobiotik, např. s aminokyselinami, s glutathionem
nebo s glukosiduronovou kyselinou, a dále methylace, sulfatace nebo
acetylace.
Proces biotransformace
xenobiotik probíhá zejména v játrech, zúčastní se však i několik dalších
orgánů, např. plíce, střevo, kůže a ledviny. Enzymy katalyzující
biotransformační reakce jsou převážně lokalizované v membránách endoplazmatického
retikula, některé jsou ale i v cytosolu, mitochondriích, lysosomech, ba i
v intersticiu a v krvi. Enzymy katalyzující přeměnu xenobiotik musí být
natolik nespecifické, aby byl organismus připraven i na setkání s molekulou,
která se za normálních okolností v něm samotném, ani v okolní přírodě, vůbec
nevyskytuje. Základním pravidlem pro činnost biotransformačních enzymů je
tvorba polárnějších derivátů z nepolárních a jediným omezením jejich činnosti
je nezasahovat do metabolismu fyziologických substrátů.
.