Expunere xenobiotice - răspunsuri celulare biotransformare :faza I biotransformare - hidrofilicizare

convertire xenobiotice (biotransformare)ficat, rinichi, plamâni, intestin detoxifiere – bioactivarecit. P450, monooxigenaze, hidrolaze, dehidrogenaze, peroxidaze, , aminooxidaze, xantinoxidaze,

faza II biotransformare – conjugare1000 enzime cit. P450

Biotransformare xenobiotice:

Inserare grupări funcţionale (- OH, - NH2, - COOH)Balanţa hidrofil / hidrofob;Reactivitate metaboliţi / xenobioticReacţii:

oxidare, reducere, hidroliză;Enzime biotransformare:

Fază I – Ez.;Fază II – Conjugare (detoxifiere):

acid glucuronic;glutation;sulfaţi; AA, taurină.

Structură:

Fe2+ Fe3+ + 1e-

Caracteristici Cyt.P450(CYP):

- activitate enzimatică de monooxigenază - în prezenţa CO, banda de absorbţie

spectrală (450 nm) caracteristică, dispare;

- grupare heminică (porfirina IX)

- sunt solubili dacă provin din bacterii: (Pseudomonas, Nocardia, Bacillus)

- sunt insolubili (membranari) dacă provin din celulele eucariote.

Citocrom P450 superfamilie:- Distribuire – variate forme de viaţă; - Mw 45-60 kDa;- Metabolizere protectivă: hormoni, citochine, acizi

xenobiotice lipofile;- Cataliză: oxigenare (biotransformare, detoxifiere):

carcinogeni; medicamente; agenţi poluanţi.- Transformări oxidative (monooxigenaze):

hidroxilare hidrocarburi;oxidare, dealchilare heteroatomi;epoxidare olefine;dehidrogenare, desaturare.

Enzime de fază II

Produşi: mai solubili

uşor transportat şi eliminat;

detoxifiere.

- UDP-glucuronoziltransferazele (UGTs) acidul UDP-glucuronic este cosubstrat;

- sulfotransferazele (ST) 3’-fosfoadenosine-5’-fosfosulfatul cosubstrat;

- glutation-S-transferazele (GSTs) glutationul (GSH) este cosubstrat;

Cl

NO2

NO2

+ GSHGST

SG

NO2

NO2

+ HCl

O

OH

OH

OH

COOH

O

Monooxigenaze microzomale (citocrom P-450):

O2;

NADPH;

inserare O / xenobiotic (polaritate)

eliminare H2O;

R-H + O 2 + NADPH + H + R-OH + H2O + NADP +

Benzo(a)pirenul (PAH) - cancerigen

- gazele emise Diesel;

- fumul de ţigară;

- se transformă în ficat:

epoxid;

hidroliză epoxid;

leagă DNA;

produs: mutagen, carcinogen.

Bioactivare

Aflatoxinele (micotoxine):

- fluorescenţă naturală;

- produse alimentare prost condiţionate;

- epoxidare hepatică

- legare DNA (Bioactivare).

aldrin – insecticid organoclorurat

C l C l

C l

C lC l

C l

C l C l

C l

C lC l

C l

O

C l C l

C l

C lC l

C l

O H

O H

S CH3OP

OC3H7

C3H7 C3H7

S CH3OP

OC3H7

O

S CH3OP

OC3H7

O

OC3H7

Propaphos – OP insecticid: sulfoxid, sulfatinhibitor acetilcolinesterazăbioactivare.

Implicarea citocromilor P450 în metabolismul celular normal:

În metabolismul colesterolului:

- clivarea catenei laterale în prezenţa cyt. P450

mitocondrial suprarenal; pregnenolonă;

- în reticulul citoplasmatic se transformă în progesteron în prezenţa altui P450.

Clivarea catenă laterală

Hidroxilare poziţii: 11, 17, 21

P450P450

Aromataza – Citocrom P450

în asociere cu o reductază flavinică:

- hidroxilare şi eliminare grupare metil 19;

- formarea ciclului aromatic;

- conversia androstendionei la estronă;

- hormoni sexuali feminini:

Oxidul nitric natural (NO):

- radical deosebit de reactiv;

- monooxigenarea arginininei:

NO-sintetaza - Citocrom P450.

Activarea NO-sintetazei :

- mobilizarea fierului din feritină;

- frânarea producţiei de feritină;

- frânarea producţiei de receptori pentru transferină;

- inactivarea aconitazei mitocondriale

- activarea transmiterii influx nervos.