Ksenobiotik - Xenobiotic

Buni chalkashtirib yubormaslik kerak ksenobiologiya.

A ksenobiotik ichida joylashgan kimyoviy moddadir organizm organizmda tabiiy ravishda ishlab chiqarilmaydigan yoki mavjud bo'lishi kutilmagan. Bundan tashqari, u ancha yuqori bo'lgan moddalarni qamrab olishi mumkin konsentratsiyalar odatdagidan ko'ra. Tabiiy birikmalar, agar ular boshqa organizm tomonidan qabul qilinsa, masalan, kanalizatsiya tozalash inshootlarining quyi qismida topilgan baliqlar tomonidan insonning tabiiy gormonlarini o'zlashtirishi yoki yirtqichlardan himoya qilish uchun ba'zi organizmlar tomonidan ishlab chiqarilgan kimyoviy himoya kabi xenobiotiklarga aylanishi mumkin.[1]

Atama ksenobiotiklarkabi ifloslantiruvchi moddalar tarkibida juda tez-tez ishlatiladi dioksinlar va poliklorli bifenil va ularning ta'siri biota, chunki ksenobiotiklar butun biologik tizimga begona moddalar, ya'ni odamlar tomonidan sintez qilinishidan oldin tabiatda mavjud bo'lmagan sun'iy moddalar deb tushuniladi. Ksenobiotik atamasi yunoncha xoς (xenos) = begona, begona so'zlaridan kelib chiqqan va βίos (bios) = hayot, bundan tashqari sifatlar uchun Yunoncha qo'shimchasi -ττ, -ή, -όν (-tikos, -ē, -on).

Ksenobiotiklar quyidagicha guruhlanishi mumkin kanserogenlar, giyohvand moddalar, atrof muhitni ifloslantiruvchi moddalar, oziq-ovqat qo'shimchalari, uglevodorodlar va pestitsidlar.

Ksenobiotik metabolizm

Tana tomonidan ksenobiotiklar olib tashlanadi ksenobiotik metabolizm. Bu ksenobiotiklarning deaktivatsiyasi va chiqarilishidan iborat bo'lib, asosan jigarda bo'ladi. Chiqish yo'llari siydik, najas, nafas va terdir. Jigar fermentlari ksenobiotiklarning metabolizmi uchun avval ularni faollashtirib (oksidlanish, qaytarilish, gidroliz va / yoki ksenobiotikning hidratsiyasi), so'ngra faol ikkilamchi metabolitni glyukuron kislotasi, sulfat kislota, yoki glutation, keyin safro yoki siydik bilan ajralib chiqadi. Ksenobiotik metabolizmda ishtirok etadigan fermentlar guruhiga misol qilib jigar mikrosomalini keltirish mumkin sitoxrom P450. Ksenobiotiklarni metabolizmga olib boradigan bu fermentlar farmatsevtika sanoati uchun juda muhimdir, chunki ular dori vositalarining parchalanishi uchun javobgardir. Ushbu noyob sitokrom P450 tizimiga ega bo'lgan tur Drosophila mettleri, nekrotik ekssudatlar bilan namlangan tuproq va nekrotik uchastkalarni o'z ichiga olgan keng uyalash oralig'idan foydalanish uchun ksenobiotik qarshilikdan foydalanadi.

Organizm ksenobiotiklarni metabolizm orqali kamroq toksik shaklga keltirib, uni chiqarib yuborish yo'li bilan olib tashlashga qodir bo'lsa-da, ba'zi holatlarda uning toksikroq shaklga o'tishi ham mumkin. Ushbu jarayon deb nomlanadi bioaktivatsiya va natijada mikrobiotada tarkibiy va funktsional o'zgarishlar bo'lishi mumkin.[2] Ksenobiotiklarga ta'sir qilish mikrobioma birlashmasining tarkibini buzishi mumkin, yoki moddaga qarab ba'zi bakteriyalar populyatsiyasining hajmini oshirish yoki kamaytirish. Natijada paydo bo'ladigan funktsional o'zgarishlar moddaning turiga qarab o'zgaradi va stress ta'sirida ishtirok etadigan genlarda yuqori ekspressionni o'z ichiga olishi mumkin antibiotiklarga qarshilik, ishlab chiqarilgan metabolitlar darajasining o'zgarishi va boshqalar.[3]

Organizmlar ham mumkin rivojlanmoqda ksenobiotiklarga toqat qilish. Bunga misol birgalikda rivojlanish ishlab chiqarish tetrodotoksin ichida qo'pol teri va uning yirtqichida tetrodotoksin qarshilik evolyutsiyasi, Oddiy garter iloni. Ushbu yirtqich-o'lja juftligida, an evolyutsion qurollanish poygasi yangitdan yuqori darajada toksin va shunga mos ravishda ilonda yuqori darajada qarshilik ko'rsatdi.[4] Ushbu evolyutsion javob ilonning o'zgaruvchan shakllariga asoslangan ion kanallari toksin ta'sirida, shuning uchun uning ta'siriga chidamli bo'ladi.[5] Ksenobiotik bardoshlik mexanizmining yana bir misoli - foydalanish ATP-majburiy kassetali (ABC) tashuvchilar asosan hasharotlarda namoyish etiladi.[6] Bunday transportyorlar toksinlarni hujayra membranasi orqali olib o'tishni ta'minlash orqali qarshilikka hissa qo'shadi va shu bilan hujayralar ichida ushbu moddalarning to'planishiga yo'l qo'ymaydi.

Atrof muhitdagi ksenobiotiklar

Asosiy maqola: Atrof-muhit ksenobiotikasi

Ksenobiotik moddalar kanalizatsiya tozalash tizimlari uchun dolzarb masala, chunki ularning soni juda ko'p va har biri ularni qanday olib tashlash borasida o'z muammolarini keltirib chiqaradi (va bunga loyiqmi)

Ba'zi ksenobiotik moddalar degradatsiyaga chidamli. Kabi ksenobiotiklar poliklorli bifenil (Tenglikni), politsiklik aromatik uglevodorodlar (PAHs) va trikloretilen (TCE) atrof-muhitning o'ziga xos xususiyati tufayli to'planib, toksikligi va to'planishi tufayli ekologik muammoga aylandi. Bu, ayniqsa, er osti muhitida va suv manbalarida, shuningdek, inson sog'lig'iga ta'sir ko'rsatishi mumkin bo'lgan biologik tizimlarda sodir bo'ladi.[7] Atrof muhitga ifloslanish va ksenobiotiklarni kiritishning ba'zi asosiy manbalari farmatsevtika, qazib olinadigan yoqilg'i, pulpa va qog'ozlarni sayqallash va qishloq xo'jaligi kabi yirik tarmoqlardan kelib chiqadi.[8] Masalan, ular sintetik bo'lishi mumkin organoxloridlar plastmassa va pestitsidlar yoki tabiiy ravishda mavjud bo'lgan organik kimyoviy moddalar kabi poliaromatik uglevodorodlar (PAH) va xom neft va ko'mirning ba'zi fraktsiyalari.

Mikroorganizmlar atrof muhitni ksenobiotiklarni ishlab chiqarish bilan ifloslanishiga qarshi echim bo'lishi mumkin; deb nomlanuvchi jarayon bioremediatsiya.[9] Mikroorganizmlar atrof muhitga kiritilgan ksenobiotiklarga moslasha oladi gorizontal genlarning uzatilishi, bunday birikmalardan energiya manbalari sifatida foydalanish uchun.[8] Ushbu jarayon mikroorganizmlarning metabolik yo'llarini manipulyatsiya qilish uchun o'zgartirilishi mumkin, bu esa atrof-muhitning o'ziga xos sharoitlarida zararli ksenobiotiklarni eng maqbul darajada parchalanishiga olib keladi.[8] Bioremediatsiya mexanizmlariga genetik jihatdan ham muhandislik qiluvchi mikroorganizmlar va tabiiy ravishda ksenobiotik tanazzulga uchraydigan mikroblarni ajratish kiradi.[9] Mikroorganizmlarning ba'zi bir ksenobiotiklarni metabolizm qilish qobiliyatiga javobgar bo'lgan genlarni aniqlash bo'yicha tadqiqotlar o'tkazildi va ushbu tadqiqotlar uchun maxsus mikroorganizmlarni muhandislik qilish uchun foydalanish mumkin degan fikrlar ilgari surildi.[9] Hozirgi yo'llarni nafaqat boshqa organizmlarda ifodalash uchun ishlab chiqish mumkin, balki yangi yo'llarni yaratish ham mumkin bo'lgan yondashuvdir.[8]

Ksenobiotiklar atrof muhitda cheklangan bo'lishi mumkin va er osti muhiti kabi sohalarda ulardan foydalanish qiyin.[8] Degradatsiyaga uchragan organizmlar ushbu birikmalarga kirish uchun harakatchanlikni oshirish uchun ishlab chiqilishi mumkin, shu jumladan yaxshilangan kemotaksis.[8] Biyoremediatsiya jarayonining bir cheklashi shundaki, atrof-muhit sharoitida qondirish qiyin bo'lishi mumkin bo'lgan ba'zi mikroorganizmlarning metabolizmini to'g'ri ishlashi uchun maqbul shartlar talab qilinadi.[7] Ba'zi hollarda bitta mikroorganizm ksenobiotik birikmaning parchalanishi uchun zarur bo'lgan barcha metabolik jarayonlarni bajara olmasligi mumkin va shuning uchun "sintrofik bakterial konsortsiumlar" ishlatilishi mumkin.[8] Bunday holda, bakteriyalar guruhi birgalikda ishlaydi, natijada bir organizmning o'lik mahsuloti boshqa organizm tomonidan yanada yomonlashadi.[7] Boshqa hollarda, bitta mikroorganizmning mahsuloti boshqasini inhibe qilishi mumkin va shu bilan muvozanatni saqlash kerak.[8]

Ko'p ksenobiotiklar turli xil biologik ta'sirlarni keltirib chiqaradi, ulardan foydalanish xarakterli bo'lganda qo'llaniladi bioassay. Ko'pgina mamlakatlarda sotish uchun ro'yxatdan o'tishdan oldin, ksenobiotik pestitsidlar inson uchun toksiklik kabi xavf omillari bo'yicha keng ko'lamli tekshiruvdan o'tishi kerak, ekotoksiklik yoki atrofdagi qat'iyat. Masalan, ro'yxatga olish jarayonida gerbitsid, kloransulam-metil tuproqda nisbatan tez yemirilishi aniqlandi.[10]

Turlararo organ transplantatsiyasi

Asosiy maqola: Ksenotransplantatsiya

Atama ksenobiotik ga murojaat qilish uchun ham ishlatiladi organlar ko'chirilgan bittadan turlari boshqasiga. Masalan, ba'zi tadqiqotchilar bunga umid qilishadi qalblar va boshqa organlar cho'chqadan odamga ko'chirilishi mumkin edi. Har yili ko'plab odamlar vafot etishadi, agar transplantatsiya qilish uchun juda muhim organ mavjud bo'lsa, ularning hayotini saqlab qolish mumkin edi. Buyraklar bir vaqtning o'zida eng ko'p ko'chirilgan organ. Ksenobiotik organlarni shunday rivojlantirish kerakki, ular tomonidan rad etilmasligi kerak immunitetga ega tizim.

Shuningdek qarang

Dori almashinuvi - Ksenobiotik metabolizm maxsus holatga yo'naltiriladi: Dori almashinuvi.

Adabiyotlar

  1. ^ Mansuy D (2013). "Ksenobiotiklarning metabolizmi: foydali va salbiy ta'sirlar". Biol Aujourdhui. 207 (1): 33–37. doi:10.1051 / jbio / 2013003. PMID  23694723.
  2. ^ Park, B.K .; Qashshoqlik, H .; Srivastava, A .; Antuan, D.J .; Naysbitt, D.; Uilyams, D.P. (2011). "Dori vositalarining toksikligi patogenezida dori vositalarining bioaktivatsiyasi va oqsil qo'shilishi". Kimyoviy-biologik o'zaro ta'sirlar. 192 (1–2): 30–36. doi:10.1016 / j.cbi.2010.09.011. PMID  20846520.
  3. ^ Lu, Kun; Mahbub, Ridvan; Fox, Jeyms G. (2015 yil 31-avgust). "Ksenobiotiklar: ichak mikroflorasi bilan o'zaro ta'sir". ILAR Journal. 56 (2): 218–227. doi:10.1093 / ilar / ilv018. ISSN  1084-2020. PMC  4654756. PMID  26323631.
  4. ^ Brodie ED, Ridenhour BJ, Brodie ED (2002). "Yirtqich hayvonlarning xavfli o'ljaga evolyutsion munosabati: jirkanch ilonlar va tritonlar orasidagi koevolyutsiyaning geografik mozaikasidagi qaynoq nuqtalar va sovuq joylar". Evolyutsiya. 56 (10): 2067–82. doi:10.1554 / 0014-3820 (2002) 056 [2067: teropt] 2.0.co; 2. PMID  12449493.
  5. ^ Geffeney S, Brodie ED, Ruben PC, Brodie ED (2002). "Yirtqich-o'lja qurol musobaqasida moslashish mexanizmlari: TTXga chidamli natriy kanallari". Ilm-fan. 297 (5585): 1336–9. Bibcode:2002 yil ... 297.1336G. doi:10.1126 / science.1074310. PMID  12193784.
  6. ^ Broehan, Gunnar; Kroeger, Tobias; Lorenzen, Marse; Merzendorfer, Xans (2013 yil 16-yanvar). "Tribolium castaneum ning ATP-majburiy kassetasi (ABC) tashuvchisi genlar oilasining funktsional tahlili". BMC Genomics. 14: 6. doi:10.1186/1471-2164-14-6. ISSN  1471-2164. PMC  3560195. PMID  23324493.
  7. ^ a b v Biodegradatsiya va bioremediatsiya. Singx, Ajay, 1963-, Uord, Ouen P., 1947-. Berlin: Springer. 2004 yil. ISBN  978-3540211013. OCLC  54529445.CS1 maint: boshqalar (havola)
  8. ^ a b v d e f g h Dias, Eduardo (2004 yil sentyabr). "Aromatik ifloslantiruvchi moddalarning bakterial degradatsiyasi: metabolik ko'p qirralilik paradigmasi". Xalqaro mikrobiologiya. 7 (3): 173–180. ISSN  1139-6709. PMID  15492931.
  9. ^ a b v Singleton, Yan (1994 yil yanvar). "Ksenobiotiklarning mikrob metabolizmi: fundamental va amaliy tadqiqotlar". Kimyoviy texnologiya va biotexnologiya jurnali. 59 (1): 9–23. doi:10.1002 / jctb.280590104.
  10. ^ Volt JD, Smit JK, Sims JK, Duebelbeis DO (1996). "Kloransulam-metil aerobik tuproq metabolizmining mahsulotlari va kinetikasi". J. Agric. Oziq-ovqat kimyosi. 44: 324–332. doi:10.1021 / jf9503570.CS1 maint: bir nechta ism: mualliflar ro'yxati (havola)