Детоксикация – это метаболический процесс используемый организмом для того чтобы избавиться от токсических веществ накопившихся в нём. Этот процесс, который будем называть метаболической детоксикацией, включает в себя ряд ферментативных реакций, которые нейтрализуют, растворяют токсины и транспортируют их в секреторные органы (печень, почки) для окончательного удаления их из организма.

Этот тип детоксикации иногда называют метаболизмом ксенобиотиков, потому что он является основным механизмом для избавления организма от ксенобиотиков (чужеродных для организма химических веществ). Однако реакции детоксикации часто используются для нейтрализации эндогенных химических веществ (произведённых внутри организма).

Избыток гормонов, витаминов, воспалительных молекул и сигнальных соединений, как правило, выводится из организма теми же ферментными системами детоксикации, которые защищают организм от токсинов окружающей среды. Имеется ряд препаратов медицинского назначения, отпускаемых строго по рецепту, стимулирующих процесс детоксикации.

Реакции метаболической детоксикации, важны не только для защиты организма от неблагоприятных условий окружающей среды, но занимают центральное место в поддержании Гомеостатического баланса в организме.

Фазы метаболической детоксикации

I Фаза детоксикации – Ферментативное преобразование (ферментативная трансформация).

В большинстве случаев, ферменты начинают процесс по химическому превращению жирорастворимых соединений в водорастворимые соединения. Большая часть реакций трансформации выполняется семейством ферментов, под названием цитохрома P450 (CYPs).

CYPs ферменты относительно неспецифичны, каждый из них имеет потенциал, чтобы распознавать и изменять множество токсинов. 57 CYPs способны нейтрализовать любой токсин, который попадёт в организм. Такая универсальность сказывается на скорости, CYPs метаболизируют токсины очень медленно по сравнению с другими ферментами. Например, если сравнить преобладающую CYP3A4, которая способна усвоить 1-20 молекул в секунду, с супероксиддисмутазой, которая разлагает более миллиона молекул в секунду.

Основным способом преодоления медленной скорости, является производство CYPs в больших объёмах. Они могут составлять до 5% от общего белка печени, большие концентрации могут быть найдены и в кишечнике.

CYPs – один из самых хорошо изученных и наиболее характерных белков детоксикации, например, ароматаза, которая превращает тестостерон в эстрадиол, CYPs.

Несколько других ферментов участвующие в I фазе: флавина монооксигеназ, отвечает за детоксикации никотина из сигаретного дыма; алкоголь и альдегид дегидрогеназы, усваивают выпитый алкоголь; моноаминовые оксидазы, разрушают серотонин, дофамин и адреналин в нейронах и являются объектами некоторых старых антидепрессантов.

II Фаза детоксикации – Ферментативное расщепление.

После I фазы трансформации, исходный жирорастворимым токсин был преобразован в более водорастворимую форму, однако, это промежуточная форма по-прежнему не подходит для немедленной ликвидации его из клетки по нескольким причинам:

  1. I-го этапа реакции не достаточно, чтобы сделать токсин достаточно водорастворимым, чтобы завершить весь путь экскреции.
  2. Во многих случаях, продукт реакции после I фазы детоксикации предоставлены более реактивной формой, чем оригинальные токсины, что делает их потенциально более разрушительными, чем это было раньше.

Оба эти недостатки будут учтены в деятельности ферментов II фазы, которые изменяют продукты Фазы I не только увеличивая их растворимость, но и снижая их токсичность. Активация ферментов II фазы отвечает за анти-мутагенные и анти-канцерогенные свойства метаболических систем детоксикации. Признано, что ферменты II фазы защищают от химического канцерогенеза, особенно на этапе инициации рака.

Некоторые пищевые компоненты, например, сульфорафан из брокколи, ксатогумолом из хмеля оказывают стимулирующее действие на антиоксидантную активность фермента, тем самым оказывая благотворное влияние на детоксикацию.

III Фаза детоксикация – Транспортная.

Транспортеры III фазы присутствуют во многих тканях, включая печень, кишечник, почки и мозг, где они могут обеспечить барьер против проникновения ксенобиотиков. Поскольку водорастворимым соединениям требуются специальные транспортеры для перемещения их из клеток, транспортеры в III Фазе необходимы для выведения вновь образованных продуктов II фазы из клетки, а затем удаляются через почки, кишечник или желчь.

Транспортеры III фазы принадлежат к семейству белков, называемых транспортеры ABC, потому что им необходима химическая энергия в виде АТФ. Эти белки используются раковыми клетками в качестве защиты от химиотерапевтических препаратов.