Метаболизм чужеродных соединений в организме человека

Все чужеродные соединения, попадая в организм человека или животных, распределяются в различных тканях, накапливаются, подвергаются метаболизму и выводятся. Эти процессы требуют отдельного рассмотрения.

Сначала чужеродные соединения поступают в водную среду организма. Ведь тело человека состоит в основном из воды, которая распределяется следующим образом:

• — объем крови у взрослого человека составляет около 3 л;
• — объем внеклеточной жидкости, омывающей внутренние органы, достигает 15 л;
• — включая количество воды внутри клеток, общий объем жидкости составляет приблизительно 42 л.

Лекарства и токсичные соединения по-разному распределяются среди этих составляющих. Одни остаются в крови, другие поступают в межклетники или вовнутрь клеток. Следует учесть, что многие лекарства и токсичные соединения являются слабыми кислотами или основаниями, что может сильно влиять на их распределение среди клеточных мембран, они не будут проникать сквозь мембраны.

Некоторые ксенобиотики в крови могут изолироваться путем связывания с белками. Изоляция этих соединений при помощи белков крови может ограничить их действие на клетки.

Превращения ксенобиотиков в организме человека представляют собой механизм поддержания постоянства состава внутренней среды организма во время воздействия на него чужеродных соединений. Принято выделять две фазы метаболизма.

К первой фазе относятся реакции гидролиза, восстановления и окисления субстрата. Обычно они приводят к внедрению или образованию функциональной группы типа —OH, —NH2, —SH, —COOH, что несколько увеличивает гидрофильность исходного соединения.

Эти реакции происходят при активном участии ферментов системы цитохрома, осуществляющих окислительный, восстановительный метаболизм стероидов, жирных кислот, ретиноидов, желчных кислот, биогенных аминов, лейкотриенов, а также экзогенных соединений, в том числе лекарств, загрязняющих агентов из окружающей среды, химических канцерогенов. Причём поступление чужеродного вещества в организм усиливает выделение им необходимых для метаболизма ферментов.

Ко второй фазе метаболизма ксенобиотиков относятся реакции глюкуронидации, сульфатирования, ацетилирования, метилирования, конъюгации с глютатионом, аминокислотами, такими как глицин, таурин, глутаминовая кислота. В основном реакции второй фазы приводят к значительному увеличению гидрофильности ксенобиотика, что способствует их выведению из организма. Реакции второй фазы обычно протекают намного быстрее, чем реакции первой фазы, поэтому скорость метаболизма ксенобиотика в большой степени зависит от скорости, с которой протекает реакция первой фазы.

Различные биохимические реакции метаболизма ксенобиотиков осуществляются в печени, почках, лёгких, кишечнике, мочевом пузыре, др. органах, что зачастую приводит к заболеваниям этих органов: циррозу и раку печени, раку мочевого пузыря, проч. Для примера: в печени происходят многие ферментативные процессы расщепления ксенобиотиков, в почках — выведение низкомолекулярных продуктов метаболизма. Метаболизм этилового спирта вызывает цирроз печени, а ртуть, свинец, цинк, кадмий вызывают некроз почек.