А. Биохимическая трансформация

В животные организмы чужеродные вещества попадают с пищей или из окружающей среды через кожу и лёгкие. Эти вещества могут быть природного происхождения (ксенобиотики) или продуктами жизнедеятельности человека. Многие из них оказывают на организм токсическое действие, в особенности при высоких концентрациях. Однако организм располагает эффективным механизмом инактивации и выведения чужеродных веществ путём их биохимической трансформации. Механизм превращения чужеродных веществ в сущности аналогичен ферментативной модификации обычных эндогенных субстратов, таких, как желчные пигменты и стероиды. Биотрансформация происходит главным образом в печени.

Реакция I (модификация). Реакции типа I осуществляются путём введения в неполярную молекулу функциональных групп или модификации уже имеющихся функциональных групп. Как правило, это влечёт за собой увеличение полярности молекулы и уменьшение биологической активности или токсичности. Однако в ряде случаев чужеродные вещества (некоторые лекарственные вещества и канцерогены) приобретают биологическую активность именно в результате подобного рода модификаций.

К наиболее важным реакциям типа I относятся следующие:

— гидролитическое расщепление (гидролиз) эфиров и пептидов. В качестве примера на схеме приводится гидролиз болеутоляющего средства, ацетилсалициловой кислоты (1);

— реакции окисления: гидроксилирование, введение эпоксидной группы, образование сульфоксидов, дезалкилирование, дезаминирование;

— реакции восстановления: восстановление карбонильной группы, азо- или нитросоединений, дегалогенирование;

— метилирование: в качестве примера приводится инактивация катехоламина норадреналина (2) (см. Медиаторы нервной системы);

— десульфирование.


Реакции протекают в гепатоцитах на гладком эндоплазматическом ретикулуме. Реакции окисления катализируются системой цитохрома P450 (см. Система цитохрома Р450). Эта система «индуцибельна», то есть её активность возрастает в присутствии субстратов, после чего она может осуществлять метаболическую трансформацию различных субстратов. Исключение составляют субстратспецифичные ферменты стероидного обмена (см. Метаболизм стероидных гормонов).

Реакция II (конъюгация). Реакции типа II заключаются в связывании субстрата (билирубина, стероидного гормона, модифицированного ксенобиотика или лекарственного вещества) с высокополярным соединением, несущим отрицательный заряд. Эти реакции катализируются исключительно трансферазами, а продукты реакции носят названия конъюгатов.

Чаще всего в качестве полярного соединения выступает глюкуроновая кислота (GlcUA), а продуктами реакции (конъюгатами) являются О- и N-глюкурониды. Коферментом в этих реакциях является уридиндифосфатглюкуроновая кислота (UDP-GlcUA), активная форма глюкуроновой кислоты (см. Активированные метаболиты). Связывание с полярной молекулой глюкуроновой кислоты придаёт неполярным (гидрофобным) соединениям высокую растворимость, что облегчает их выведение из организма.

Образование конъюгатов может осуществляться путём биосинтеза сернокислых эфиров с участием фосфоаденозинфосфосульфата (3′-фосфо-5′-аденилилсульфата), поставляющего «активный сульфат», или путём образования амидов с глицином и глутамином.

По сравнению с исходными соединениями конъюгаты гораздо лучше растворимы в воде и легко экскретируются. Из печени конъюгаты выводятся рецепторзависимой экскрецией в желчные капилляры или попадают в кровь, откуда выводятся почками за счёт фильтрации.


Ткани и органы. Печень / Биохимическая трансформация

Статьи раздела «Биохимическая трансформация»:

Следущая статья   |   — Вернуться в раздел


Биокатализ и биокатализаторы. Исторический очерк / Книга посвящена истории возникновения и развития двух основных проблем энзимологии — природы биокаталитических процессов и химической природы биокатализаторов. В ней впервые проанализированы условия формирования энзимологии. Дан очерк основных проблем энзимологии. В монографии собран большой фактичеБиокатализ и биокатализаторы. Исторический очерк
Книга посвящена истории возникновения и развития двух основных проблем ...
Биофизика / Энциклопедический курс, излагающий основные разделы предмета — молекулярную биофизику, биофизику клетки и биофизику сложных систем, включая проблемы биологической эволюции. Второе издание переработано по сравнению с первым, вышедшим в 1381 г., и дополнено новыми разделами (бионеорганическая химия и Биофизика
Энциклопедический курс, излагающий основные разделы предмета — молекулярную ...
Фотосинтез: физико-химический подход / Подробно обосновывается предложенная автором (1995) принципиально новая концепция фотосинтеза. Согласно ей источником кислорода (водорода) при фотосинтезе служит не вода, а пероксид водорода экзо- и эндогенного происхождения. Убедительно показана необходимость участия в фотосинтезе тепловой энергии,Фотосинтез: физико-химический подход
Подробно обосновывается предложенная автором (1995) принципиально новая концепция ...
Биогеохимия / В учебном пособии рассмотрены приоритетные направления биогеохимических исследований от количественной параметризации биогеохимических циклов до взаимодействия с биотехнологией. Этот учебник в определённой степени представляет собой обобщение как последних научных результатов различных исследователеБиогеохимия
В учебном пособии рассмотрены приоритетные направления биогеохимических ...