Метаболизм чужеродных соединений

Изучение метабо­лизма чужеродных соединений, превращений, которые они претерпева­ют, попадая в организм человека, важны для выяснения химических и биохимических механизмов детоксикации, а также для оценки возможностей защитной системы орга­низма по детоксикации чужеродных веществ.

Попадая в организм, определенная доза вещества всасывается, распределяется в крови и органах. В тканях и клетках ксеноби­отик (чужеродное вещество) проходит через одну или несколько мембран, взаимодействуя с ре­цепторами, в результате возникает ответная реакция организма.

Метаболизм ксенобиотиков протекает в виде двухфазного процесса:

1-я фаза (метаболистические превращения) – свя­зана с реакциями окисления, восстановления, гидролиза и протекает при участии ферментов, главным образом ферментов печени.

Окисление. В осуществлении реакций окисления решающее зна­чение имеют микросомальные ферменты печени. Они катализируют не только окисление жир­ных кислот, гидроксилирование стероидов, окисление терпенов и алка­лоидов, но и окисление различных лекарств, пестицидов, канцероген­ных и других ксенобиотиков.

Восстановление. Чаще всего имеют место реакции восстанов­ления нитро- и азосоединений в амины, восстановление кетонов во вто­ричные спирты.

Гидролиз. Гидролизуются сложные эфиры и амиды, с последующей деэтерификацией и дезаминированием.

2-я фаза (реакции конъюгации) – это реакции, собственно приво­дящие к детоксикации. Наиболее важные из них – это реакции связыва­ния активных –ОН, –NH₂, –СООН и –SH-групп и метаболитов пер­вичного ксенобиотика, которые протекают под действием ферментов трансфераз.

Функционирование всех ферментов 2-ой фазы ограничивается тем, что они метаболизируют только те вещества, которые имеют функцио­нальные группы, поэтому эти ферменты включаются после высвобожде­ния или образования функциональных групп ферментами первой фазы метаболизма ксенобиотиков. В отличие от ферментов первой фазы трансферазы присутствуют во всех клетках; функционируют при любых путях поступления ксенобиотиков в организм; завершают детоксикацию, а иногда исправляют ошибки первой фазы.

В обеспечении нормального функционирова­ния обеих фаз детоксикации имеет значение и соответствующий уровень эффек­тивности антиоксидантной системы клетки, что определяется активно­стью антиоксидазных ферментов и уровнем низкомолекулярных антиоксидантов: токоферолов, биофлавоноидов, витамина С и других. Антиоксидантная система связывает активные формы кислорода (оксидрадикала, Н₂О₂), способных подавлять ак­тивность ферментов первой и второй фаз детоксикации.

Лекция №17

Тема: Антиалиментарные факторы питания

1 Ингибиторы пищеварительных ферментов

2 Цианогенные гликозиды. Алкалоиды

3 Антивитамины

4 Факторы, снижающие усвоение минеральных веществ

5 Алкоголь

Помимо чужеродных соединений, загрязняющих пищевые продук­ты, так называемых контаминантов-загрязнителей, и природных токси­кантов, необходимо учитывать действие веществ, не обладающих общей токсичностью, но способных избирательно ухудшать или блокировать усвоение нутриентов. Эти соединения принято называть антиалиментарными факторами питания. Этот термин распростра­няется только на вещества природного происхождения, которые явля­ются составными частями натуральных продуктов питания.

1 Ингибиторы пищеварительных ферментов.К этой группе относятся ве­щества белковой природы, блокирующие активность пищеварительных ферментов (пепсин, трипсин, химотрипсин, α-амилаза). Белковые ин­гибиторы обнаружены в семенах бобовых культур (соя, фасоль и др.), зла­ковых (пшеница, ячмень и др.), в картофеле, яичном белке и других про­дуктах растительного и животного происхождения.

Механизм действия этих соединений заключается в образовании стой­ких комплексов «фермент-ингибитор» и, тем самым, подавлении активности главных пищеварительных ферментов.

Рассматриваемые белковые ингибиторы растительного происхождения характеризуются высокой термостабильностью, что в целом не характер­но для веществ белковой природы. Например, полное разрушение со­евого ингибитора трипсина достигается лишь 20 минутным автоклавированием при 115°С, или кипячением соевых бобов в течение 2–3 ч. Из этого следует, что употребление семян бобовых культур, особенно бога­тых белковыми ингибиторами пищеварительных ферментов, как для кор­ма сельскохозяйственных животных, так и в пищевом рационе человека, возможно лишь после соответствующей тепловой обработки.