Xenobiotic métabolisme se réfère aux diverses réactions chimiques, appelé voies métaboliques, qu'un organisme vivant utilise pour modifier produits chimiques qui ne sont pas normalement présents dans l'organisme dans le cadre de sa biochimie naturelle. Ces produits chimiques, appelés xénobiotiques, peuvent inclure des choses comme les poisons, les médicaments et les polluants environnementaux. Métabolisme des xénobiotiques est important pour la vie, car elle permet à un organisme de neutraliser et éliminer les toxines étrangères qui seraient autrement interférer avec les processus chimiques qui le maintiennent en vie. Le métabolisme des xénobiotiques de l'homme et de nombreuses autres formes de vie est important dans des domaines tels que la médecine, l'agriculture et les sciences de l'environnement.
De nombreuses substances potentiellement nocives sont empêchés de faire des dégâts par les membranes des cellules, qui régulent les produits chimiques qui sont autorisés à entrer dans une cellule et bloque physiquement nombreux xénobiotiques. Molécules polaires, qui ont dipôles électriques parce que leurs électrons ne sont pas partagés de manière égale entre les atomes de la molécule, sont généralement incapables de franchir la membrane d'une cellule. Molécules polaires, cependant, peuvent passer à travers la membrane perméable et dans la cellule. Métabolisme des xénobiotiques protège le corps contre ces substances avec des enzymes qui vont réagir avec la plupart des composés polaires. Cette spécialisation qui les empêche d'attaquer des substances utiles qui font partie de la biochimie normale de l'organisme, qui sont des composés polaires capables de diffuser à travers les membranes cellulaires, à l'aide des protéines de transport.
Dans la première étape du métabolisme des xénobiotiques, la substance étrangère est modifié par des réactions chimiques qui ajoutent des groupes polaires ou réactifs à ses molécules. Ceci est le plus souvent effectuée par des enzymes qui catalysent les réactions de monooxygénases avec les molécules d'oxygène ou O2, et l'hydrogène, l'ajout d'un atome d'oxygène à partir de l'O2 à la molécule xénobiotique et de produire une molécule d'eau comme sous-produit. Le groupe le plus important de protéines impliquées dans cette étape est la famille du cytochrome P450, qui englobe plus de 11.500 protéines différentes et est présent dans toutes les formes de vie sur Terre.
Le xénobiotiques modifié est ensuite détoxifié par des réactions avec d'autres molécules, en combinant avec eux pour former des molécules appelées conjugués xénobiotiques. Produits chimiques couramment utilisés dans cette phase comprennent la glycine (C2H5NO2), le glutathion (C10H17N3O6S) et l'acide glucuronique (C6H10O7). Ces molécules sont anioniques, ce qui signifie qu'ils contiennent plus d'électrons que de protons et ont donc une charge électrique négative. Selon la substance en cause, les conjugués résultants peuvent subir des réactions chimiques dans le cadre de désintoxication .
Enfin, le conjugué est excrété par la cellule. Les groupes anioniques chargés négativement lui permettent de se lier à des molécules du transporteur de la protéine, qui transportent du conjugué à travers la membrane cellulaire et à l'extérieur de la cellule. De là, le xénobiotiques peut en outre être métabolisé par biochimiques extracellulaires ou expulsé du corps tout en sueur, l'urine ou les selles.
Au fil du temps, le métabolisme des xénobiotiques des générations successives d'organismes peut évoluer pour donner une plus grande protection contre les substances qu'ils sont susceptibles de rencontrer dans leur environnement, comme les membres de l'espèce les plus aptes à gérer leur survivra et hors-breed leurs semblables. Cela permet à de nombreuses formes de vie à vivre dans des environnements ou de manger en toute sécurité alimentaire qui serait mortelle pour les autres espèces. Cela peut à son tour l'évolution de dérivation des espèces qui produisent des toxines pour la chasse ou à des fins défensives, créant une pression sélective qui favorise les organismes les plus efficaces pour surmonter le métabolisme de leurs prédateurs ou proies.
Métabolisme des xénobiotiques est un facteur important dans l'agriculture. La réaction des différents organismes aux xénobiotiques affecte la façon dont ils seront affectés par les produits chimiques agricoles comme les pesticides. Cela rend l'adaptation évolutive aux xénobiotiques une préoccupation majeure, comme des parasites tels que les cultures manger des insectes peut évoluer plus grande résistance aux pesticides en tant que membres moins résistant d'une espèce sont vanné sur le pool génétique.
Métabolisme des xénobiotiques est également important dans la médecine, comme la plupart des médicaments sont des xénobiotiques. Certains médicaments n'ont aucun effet médical en la forme qui est réellement administrée au patient et deviennent actives quand elles sont chimiquement modifiés par le métabolisme du patient, un processus appelé bioactivation. Ceci est le plus souvent effectuée par oxydation des molécules de la drogue et implique généralement la famille des cytochromes P450. Cependant, il peut également impliquer d'autres protéines telles que l'époxyde hydrolase, méthyltransférase, et n-acétyl-transférase, qui provoquent des modifications chimiques tels que l'hydrolyse, la méthylationet acétylation , respectivement. Une cause commune des interactions médicamenteuses dangereuses, c'est quand un médicament a un effet sur le métabolisme du patient qui interfère avec la capacité du corps à métaboliser un autre médicament, permettant à ces derniers d'accumuler non traité jusqu'à ce qu'il atteigne les niveaux et les poisons du patient dangereux.
