XENOBIÓTICO: METABOLISMO, FONTES DIETÉTICAS, METABOLISMO, RESPOSTAS DESENCADEADAS - BIOLOGIA - 2025

Os xenobióticos são substâncias químicas estranhas ao corpo humano, incluindo drogas, aditivos alimentares, contaminantes, carcinógenos químicos e muitas substâncias que entram no corpo por vias diferentes do meio ambiente.

A palavra "xenobiótico" deriva da palavra grega "xenos" que significa estrangeiro e "bios" que significa vida. Esses compostos estranhos, ou que normalmente não fazem parte dos compostos químicos que compõem o corpo humano, podem ser de origem natural ou sintética.

Metabolismo hepático de drogas xenobióticas (Fonte: Drriad / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)

A maioria dos xenobióticos são metabolizados pelo organismo para serem eliminados, entretanto, existem alguns que não podem ser eliminados ou cujo processo de eliminação é muito lento, por isso se acumulam no organismo e podem causar danos ou toxicidade.

São conhecidos mais de 200.000 produtos químicos ambientais que são identificados como substâncias xenobióticas, a maioria das quais pode ser metabolizada, isto é, transformada para ser eliminada. Essas transformações ocorrem principalmente no fígado. No entanto, alguns xenobióticos podem ser excretados ou eliminados inalterados.

Vários fatores podem afetar o metabolismo dos xenobióticos. Isso inclui idade, sexo, certos fatores genéticos e algumas induções enzimáticas causadas por certos xenobióticos.

Quando o xenobiótico é uma droga, seu metabolismo pode envolver sua ativação ou diminuir ou interromper sua ação. A toxicidade de alguns xenobióticos pode ser verificada de várias maneiras; por exemplo, o cianeto é muito tóxico em concentrações muito baixas, pois bloqueia a cadeia respiratória; outros são citotóxicos, pois se ligam covalentemente ao DNA, RNA ou proteínas.

Alguns xenobióticos podem desencadear reações antigênicas, podem ser cancerígenos ou podem até ser completamente inofensivos (não tóxicos).

Metabolismo de xenobióticos

Os humanos estão constantemente expostos a uma ampla variedade de substâncias xenobióticas. Isso inclui drogas, agentes tóxicos, mutagênicos e cancerígenos. Muitas dessas substâncias entram no corpo quando são ingeridas com os alimentos da dieta.

Os compostos xenobióticos podem reagir com macromoléculas intracelulares como o DNA (ou diretamente com estruturas celulares) causando danos e / ou lesões. Para neutralizar esses efeitos nocivos, o corpo tem dois sistemas de defesa: enzimas de desintoxicação e sistemas antioxidantes.

Metabolismo xenobiótico (Fonte: TimVickers / domínio público, via Wikimedia Commons)

O metabolismo dos xenobióticos pode ser agrupado em dois processos ou fases. O primeiro tem como reação principal a hidroxilação e o segundo inclui a conjugação dos produtos hidroxilados. Esses processos ocorrem principalmente no fígado, embora algumas reações iniciais possam ocorrer na barreira epitelial da pele e em outros tecidos, como os pulmões.

A fase de hidroxilação é catalisada por uma série de enzimas da classe das monooxidases ou citocromos P450. Além da hidroxilação, essas enzimas participam dos processos de desaminação, desalogenação, dessulfurização, epoxidação, peroxidação e redução.

As enzimas da família do citocromo P450 são aldeído oxidases, xantina oxidases e peroxidases. Nesta primeira fase, algumas esterases e enzimas diferentes do citocromo P450 participam de algumas reações de hidrólise.

Na segunda fase, alguns produtos polares são produzidos a partir da conjugação que, sendo solúveis em água, são facilmente excretados. A conjugação é produzida pelo efeito de enzimas específicas que ligam o produto hidroxilado a diferentes moléculas, entre as quais: ácido glucurônico, sulfato, acetato, glutationa, aminoácidos ou grupos metil.

Fonte dietética de xenobióticos tóxicos e cancerígenos

A fonte dietética de substâncias cancerígenas inclui compostos que são produzidos ao cozinhar gordura, carne ou proteína ou quando alguns produtos naturais derivados de certas plantas, como alcalóides e alguns subprodutos de fungos, são ingeridos.

Dentre essas substâncias, as mais estudadas por seus efeitos carcinogênicos são aquelas geradas por carnes cozidas em excesso, como os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos e as aminas aromáticas heterocíclicas.

Outros xenobióticos que as pessoas ingerem ao longo da vida são poluentes industriais e ambientais, como o escapamento de motores a diesel, além de agrotóxicos que acabam contaminando água e alimentos. Alguns medicamentos também estão incluídos, tanto aqueles que são prescritos como aqueles que são vendidos sem prescrição médica.

Os nitratos usados ​​para preservar carnes e peixes podem poluir solos e águas; estes estão relacionados a carcinomas glandulares em animais.

Fatores que afetam o metabolismo dos xenobióticos

Muitos fatores podem afetar a atividade das enzimas que metabolizam as substâncias xenobióticas. Sua atividade difere muito entre as espécies, portanto, o efeito tóxico ou carcinogênico de um xenobiótico não pode ser transpolado livremente de uma espécie para outra.

Diferenças significativas têm sido relatadas entre os indivíduos em relação à atividade das enzimas responsáveis ​​pelo metabolismo dos xenobióticos. Essas diferenças geralmente dependem de fatores genéticos, da idade e do sexo do indivíduo em questão.

O consumo simultâneo de várias substâncias xenobióticas pode gerar indução enzimática. Os metabólitos gerados durante o metabolismo de alguns xenobióticos podem inibir ou estimular a atividade de enzimas desintoxicantes.

Esse efeito é muito importante na avaliação da resposta a certos medicamentos, pois a combinação pode exigir ajustes de dose.

Respostas desencadeadas por xenobióticos

Quando o xenobiótico é um fármaco, as reações de hidroxilação da primeira fase do metabolismo podem causar a ativação do fármaco ou, ao contrário, se já estiver ativo, será metabolizado a uma forma polar inativa e depois eliminado.

Existem algumas reações adversas induzidas por certos medicamentos que dependem das diferenças de origem genética que existem entre diferentes indivíduos em termos da estrutura de várias enzimas e proteínas.

Toxicidade radical livre (desencadeada por xenobióticos) (Fonte: Dan Cojocari / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) via Wikimedia Commons)

Assim, são descritos alguns efeitos colaterais que só aparecem em uma porcentagem muito pequena de indivíduos, como anemias hemolíticas, hipertermia maligna, metabolismo alterado da nicotina que protege contra a dependência do tabaco, etc.

Os efeitos tóxicos dos xenobióticos podem depender da dose ou da substância ingerida. Alguns xenobióticos, como certos venenos, são tóxicos com doses muito baixas, outros são metabolizados muito lentamente e quando seu consumo é contínuo eles se acumulam até que efeitos tóxicos sejam gerados com doses mais altas.

As substâncias xenobióticas podem causar uma ampla variedade de efeitos biológicos. Isso inclui respostas farmacológicas benéficas no tratamento de muitas doenças, reações tóxicas, reações imunológicas e efeitos carcinomatosos que podem acabar gerando câncer em vários órgãos e tecidos.

Referências

1. Madhukar. A, Swathi. E, S. Pranathi, Vineela Devi, K. Surender Reddy (2012) Analysis of Xenobiotics: A Review. Journal of Pharma Research. (www.jprinfo.com)
2. Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA, & Rodwell, VW (2014). Bioquímica ilustrada de Harper. Mcgraw-hill.
3. Omiecinski, CJ, Vanden Heuvel, JP, Perdew, GH, & Peters, JM (2011). Metabolismo xenobiótico, disposição e regulação por receptores: de fenômenos bioquímicos a preditores de toxicidades principais. Toxicological Sciences, 120 (suppl_1), S49-S75.
4. Patel, DK, & Sen, DJ Xenobiotics: An Essential Precursor for Living System. - academia.edu
5. McCance, KL, & Huether, SE (2018). Pathophysiology-Ebook: a base biológica para doenças em adultos e crianças. Elsevier Health Sciences.