什么是外源代谢(Xenobiotic Metabolism)？

外源性代谢是指生物体通过各种化学反应，称为代谢途径，改变生物体内通常不存在的化学物质，作为其自然生物化学的一部分。这些化学物质被称为外源性物质，可以包括毒物、药物和，以及环境污染物。外源代谢对生命很重要，因为它能...

外源性代谢是指生物体通过各种化学反应，称为代谢途径，改变生物体内通常不存在的化学物质，作为其自然生物化学的一部分。这些化学物质被称为外源性物质，可以包括毒物、药物和，以及环境污染物。外源代谢对生命很重要，因为它能使生物体中和并消除外来毒素，否则会干扰维持生命的化学过程。人类和许多其他生命形式的外源代谢在医学、农业和环境科学。人体解剖模型许多潜在的有害物质被细胞膜阻止，细胞膜调节哪些化学物质可以进入细胞，并在物理上阻止许多外来生物。极性分子由于其电子具有电偶极子分子中的原子不均匀分布，通常无法穿过细胞膜。然而，非极性分子，可以通过渗透膜进入细胞。外源代谢通过与大多数非极性化合物发生反应的酶来保护身体免受这些物质的伤害。这种特殊性阻止了它们攻击生物体正常生化过程中的有益物质，是一种极性化合物，能够借助转运蛋白在细胞膜中扩散。在外源代谢的第一阶段，外来物质通过化学反应在其分子中添加极性或反应性基团进行修饰。这通常是通过催化单加氧酶反应的酶来完成的氧分子，或氧和氢，从氧气中加入一个氧原子到异生物分子中，产生一个水分子作为副产品在这一阶段中最重要的一类蛋白质是细胞色素P450家族，它包含了11500多种不同的蛋白质，存在于地球上所有的生命形式中，与它们结合形成称为异生物共轭物的分子。在这个阶段常用的化学物质包括甘氨酸（C2H5NO2）、谷胱甘肽（C10H17N3O6S）和葡萄糖醛酸（C6H10O7）。这些分子是负离子的，这意味着它们比质子含有更多的电子，因此具有负电荷。具体取决于物质结合物在解毒过程中可能会发生进一步的化学反应，最后，结合物从细胞中排出，其带负电荷的阴离子基团使其与蛋白质转运分子结合，它们携带结合物穿过细胞膜并离开细胞。从那里，外源物质可能被细胞外的生化物质进一步代谢，或完全以汗液、尿液或粪便排出体外。随着时间的推移，下一代有机体的外源代谢可以进化，从而对环境中可能遇到的物质提供更大的保护，因为最有能力处理它们的物种比它们的同类活得更久，繁殖能力更强。这使得许多生命形式能够生活在环境中，或者安全地食用对其他物种来说是致命的食物。这反过来又会刺激物种的进化，产生用于狩猎或防御目的的毒素，创造有利于生物体克服捕食者或猎物新陈代谢的选择性压力。外源代谢是农业中的一个重要因素。不同生物对外源生物的反应会影响它们受到农药等农药的影响这使得对外来生物的进化适应成为一个主要问题，因为像食草动物这样的害虫，随着一个物种中抗性较低的成员从基因库中筛选出来，会进化出对杀虫剂更大的抗性。外源代谢在医学中也很重要，由于大多数药物都是外源性药物，有些药物在实际给药的形式下没有任何医疗效果，当病人的新陈代谢发生化学变化时，这些药物就会变得活跃起来，这一过程被称为生物活性。这通常是通过氧化药物分子来实现的，通常涉及细胞色素P450家族然而，它也可能涉及其他蛋白质，如环氧化物水解酶、甲基转移酶和n-乙酰基转移酶，这些蛋白质分别引起水解、甲基化和乙酰化等化学变化。危险药物相互作用的一个常见原因是一种药物对患者的新陈代谢产生影响，从而干扰身体代谢另一种药物的能力，使另一种药物在未经加工的情况下积累，直到达到危险水平并毒害病人。

发表于 2020-09-18 09:53
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分类：医疗卫生

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