Biotransformace Vylučování



Podobné dokumenty
Biotransformace Vylučování

Biotransformace a vylučování. Ing. Zuzana Honzajková

Biotransformace a vylučování. Ing. Zuzana Honzajková, Ph.D.

Hygiena a toxikologie, 3. ročník, Ekologie a životní prostředí

Klinická fyziologie a farmakologie jater a ledvin. Eva Kieslichová KARIP, Transplantcentrum

Vstup látek do organismu

Biochemie jater. Vladimíra Kvasnicová

Optimalizace vysokoškolského studia zahradnických oborů na Zahradnické fakultě v Lednici Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

- příjem a zpracování potravy, rozklad na tělu potřebné látky, které jsou z TS převedeny do krve nebo lymfy

Oligobiogenní prvky bývají běžnou součástí organismů, ale v těle jich již podstatně méně (do 1%) než prvků makrobiogenních.

Lipidy. RNDr. Bohuslava Trnková ÚKBLD 1.LF UK. ls 1

Cesta cizorodých látek lidským organismem

Enzymologie. Věda ležící na pomezí fyz. ch. a bioch. Zabývá se problematikou biokatalyzátorů.

RNDr.Bohuslava Trnková ÚKBLD 1.LF UK. ls 1

Mezi karbonylové sloučeniny patří deriváty uhlovodíků, jejichž molekuly obsahují funkční skupinu

METABOLISMUS TUKŮ VĚČNĚ DISKUTOVANÉ TÉMA

DYNAMICKÁ BIOCHEMIE. Daniel Nechvátal ::

CZ.1.07/1.5.00/ III/2- Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím IVT

Metabolismus xenobiotik. Vladimíra Kvasnicová

OSUD CIZORODÝCH LÁTEK V ORGANISMU. VSTUP, METABOLICKÉ PŘEMĚNY A VYLUČOVÁNÍ

Osud xenobiotik v organismu. M. Balíková

Farmakokinetika I. Letní semestr 2015 MVDr. PharmDr. R. Zavadilová, CSc.

sloučeniny C, H, O Cukry = glycidy = sacharidy staré názvy: uhlohydráty, uhlovodany, karbohydráty

Krev a míza. Napsal uživatel Zemanová Veronika Pondělí, 01 Březen :07

Soustava trávicí. mechanické = rozmělňování potravy žvýkáním a svalovými pohyby v žaludku a střevech

HOUBY A PLÍSNĚ. Mgr. Marie Vilánková. ECC s.r.o. Všechna práva vyhrazena

Aldehydy, ketony, karboxylové kyseliny

vysoká schopnost regenerace (ze zachovalých buněk)

Biologický materiál je tvořen vzorky tělních tekutin, tělesných sekretů, exkretů a tkání.

Lipidy, Izoprenoidy, polyketidy a jejich metabolismus

Eliminace léčiv. Doc. PharmDr. František Štaud, Ph.D.

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Biotransformace xenobiotik. M. Balíková

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Metabolismus sacharidů. VY_32_INOVACE_Ch0216.

1. Jeden elementární záporný náboj 1, C nese částice: a) neutron b) elektron c) proton d) foton

METABOLISMUS TOXICKÝCH LÁTEK V BOHUMIL SOUČEK

Nutrienty v potravě Energetická bilance. Mgr. Jitka Pokorná Mgr. Veronika Březková

Farmakologie. Doc. PharmDr. František Štaud, Ph.D.


Proteiny. Markéta Vojtová VOŠZ a SZŠ Hradec Králové

TOXIKOLOGIE Methemoglobinizující látky, Kyanidy, Oxid uhelnatý. prof. MUDr. Daniela Pelclová, CSc. Klinika pracovního lékařství 1.

UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE 3. LÉKAŘSKÁ FAKULTA (tématické okruhy požadavků pro přijímací zkoušku)

CHEMICKÉ ZNAKY ŽIVÝCH SOUSTAV

Pavel Suchánek, RNDr. Institut klinické a experimentální medicíny Fórum zdravé výživy Praha

Průvodka. CZ.1.07/1.5.00/ Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Pořadí DUMu v sadě 13

Analytická toxikologie

Metabolismus aminokyselin. Vladimíra Kvasnicová

Jak se probrat po zimě? Zkuste jarní detox! Napsal uživatel redakce Úterý, 30 Duben :00 -

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK. Anotace. Název školy: Gymnázium, Zábřeh, náměstí Osvobození 20. Číslo projektu:

Štěpení lipidů. - potravou přijaté lipidy štěpí lipázy gastrointestinálního traktu

Biotransformace xenobiotik

KREVNÍ ELEMENTY, PLAZMA. Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje

Střední průmyslová škola strojnická Olomouc, tř. 17. listopadu 49. Výukový materiál zpracovaný v rámci projektu Výuka moderně

MINERÁLNÍ A STOPOVÉ LÁTKY

Metabolismus krok za krokem - volitelný předmět -

EVA-MARIA KRASKEOVÁ. ACIDOBAZICKÁ ROVNOVÁHA Odkyselení klíč ke zdraví

Příloha č. 2 k rozhodnutí o prodloužení registrace sp.zn. sukls82168/2008 SOUHRN ÚDAJŮ O PŘÍPRAVKU. 1. NÁZEV PŘÍPRAVKU NeuroMax forte

Osud léčiv v organismu, aplikace léčiv. T.Sechser

Monitorování hladiny metalothioneinu a thiolových sloučenin u biologických organismů vystavených působení kovových prvků a sloučenin

ZÁSADY SPRÁVNÉ LABORATORNÍ PRAXE VYBRANÁ USTANOVENÍ PRAKTICKÉ APLIKACE

Hydrochemie přírodní organické látky (huminové látky, AOM)

Biokatalyzátory Ch_017_Chemické reakce_biokatalyzátory Autor: Ing. Mariana Mrázková

Obecný metabolismus.

Trávící systém. MUDr. Jaroslav Ďurčovič ÚSZSSK Záchranná služba Mladá Boleslav

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie

Přídatné a pomocné látky při výrobě cereálií

Enzymy v diagnostice Enzymy v plazm Bun né enzymy a sekre ní enzymy iny zvýšené aktivity bun ných enzym v plazm asový pr h nár

Vymezení předmětu toxikologie potravin, mechanismus působení jedů, metody hodnocení toxicity, klasifikace jedů, historické údaje

Učitelé učitelům: náměty, pomůcky a věcičky pro chemické hračičky. Renata Šulcová

SOUHRN ÚDAJŮ O PŘÍPRAVKU

Sp.zn.sukls88807/2015

Více než 1,5 miliardy lidí na zemi trpí chronickými bolestmi. Existuje východisko z tohoto pekla?

ZTOX / Základy Toxikologie. Radim Vrzal

Tvrdá tobolka se světle modrým víčkem a světle modrým tělem.


SOUHRN ÚDAJŮ O PŘÍPRAVKU

METABOLISMUS SACHARIDŮ

Rozhodnutí IARC k vlivu konzumace červeného masa a masných produktů na vznik nádorových onemocnění

Kyslíkaté deriváty uhlovodíků III

Procvičování aminokyseliny, mastné kyseliny

HYDROXYDERIVÁTY UHLOVODÍKŮ

SOUHRN ÚDAJŮ O PŘÍPRAVKU

Já trá, slinivká br is ní, slož ení potrávy - r es ení

Vitaminy. Autorem přednášky je Mgr. Lucie Mandelová, Ph.D. Přednáška se prochází klikáním nebo klávesou Enter.

ABSOLVENTSKÁ PRÁCE. Název práce: Lidské tělo jako chemická laboratoř. Jméno: Adéla Schächterová. Třída: 9. A. Datum odevzdání:

zajištění proteosyntézy zajištění přísunu esenciálních složek přísun specifických nutrietů, které zvyšují výkonnost (není doping)

Infuzní roztok. Roztok je čirý, bezbarvý až slabě narůžověle-oranžový. Vnímání zabarvení se může lišit. Teoretická osmolarita: 305 mosm/l ph: 4,5 5,5

Radiobiologický účinek záření. Helena Uhrová

Text zpracovala Mgr. Taťána Štosová, Ph.D PŘÍRODNÍ LÁTKY

Třída: SAVCI (MAMMALIA)

SOUHRN ÚDAJŮ O PŘÍPRAVKU

Detoxikace organismu díky 10 potravinám

kvasinky x plísně (mikromycety)

SOUSTAVA VYLUČOVACÍ. vylučovací soustava = ledviny + odvodné cesty močové vylučovací soustava = ledviny + močovody + močový měchýř + močová trubice

SOUHRN ÚDAJŮ O PŘÍPRAVKU

METABOLISMUS NIKOTINU U ČLOVĚKA

Degradační produkty proteinových aduktů v moči jako perspektivní biomarkery kumulativní expozice reaktivním chemickým látkám

PÍSEMNÁ ČÁST PŘIJÍMACÍ ZKOUŠKY Z CHEMIE bakalářský studijní obor Bioorganická chemie 2011


Transkript:

Biotransformace Vylučování Toxikologie Ing. Lucie Kochánková, Ph.D.

Biotransformace proces chemické přeměny látek v organismu zpravidla enzymaticky katalyzované reakce vedoucí k látkám tělu vlastním nebo produktům, které se z těla vyloučí produkt je méně aktivní až neaktivní => detoxikace produkt je aktivnější až aktivní => aktivace (intoxikace) změna chemické struktury a fyzikálních vlastností => změna biologické účinnosti => změna schopnosti průniku membránami a vyloučení z organismu 2

Biotransformace pro vylučování ledvinami je cílem vytvořit polární objemnou molekulu reakce probíhají ve dvou fázích I. fáze - zavedení polárních funkčních skupin (-H, -NH 2, -CH, -SH) II. fáze - konjugační - produkty I. fáze kondenzují s endogenními činidly (př. kyselina glukuronová, glutathion, kyselina sírová, glycin) za vzniku objemných molekul 3

Biotransformace I. fáze oxidační reakce - žijeme v prostředí kyslíku, katalyzují je především nespecifické mikrosomální enzymy enzymových systémů cytochrom P-450 (monooxygenázy), dioxygenázy - v játrech, plicích, ledvinách, žaludku, svalech... - zavádí se hydroxylová skupina na uhlík alifatického nebo aromatického řetězce, oxidují se aminy na hydroxylaminy, aduje se kyslík na dvojnou vazbu (vznik epoxidů) 4

nejběžnější typy oxidace: R R-H R-CH R-CH alkan alkohol aldehyd kys. karboxylová adice kyslíku Biotransformace I. fáze beta oxidace (b-oxidace) - přerušuje vazby mezi uhlíky C-C, zkracuje tak řetězce o 2 uhlíky, lichý sudý počet uhlíků 5

redukce Biotransformace I. fáze nitro- a azo- sloučeniny na aminy hydrolýza esterů na kyseliny a alkoholy, amidů na kyseliny a aminy, epoxidů na dioly 6

Biotransformace II. fáze velmi polární produkty I. fáze se mohou vylučovat přímo, ale většinou podstupují další reakce kondenzují s endogenními aktivními konjugačními činidly (produkty metabolismu buněk) podmínkou konjugační reakce je přítomnost amino, hydroxy, karbonylové nebo karboxylové skupiny 7

Biotransformace II. fáze D-glukuronová kyselina glukuronidace s fenoly, alkoholy, karboxylovými kyselinami, hydroxylaminy, sulfosloučeninami kombucha - čaj z ní obsahuje vedle vitamínů řady B i kyseliny mléčnou, listovou a glukuronovou http://cs.wikipedia.org 8

Biotransformace II. fáze glutathion - tripeptid ze 3 aminokyselin: kyselina glutamová, cystein a glycin elektrofilní toxiny se váží na nukleofilní -SH skupinu cysteinu glutathionová konjugace s epoxidy, arenoxidy, nitroskupinami, hydroxylaminy => merkapturové kyseliny (výskyt signalizuje předchozí napadení elektrofilními činidly) 9

Biotransformace II. fáze glutathion - ve většině buněk bakterií, rostlin i živočichů tvoří významný buněčný oxidačně redukční systém redox reakce udržování správného homeostatického oxidačně redukčního prostředí v buňce velmi účinný antioxidant detoxikace volných radikálů a peroxidů chrání mozek a játra před negativním vlivem kouření a ethanolu je významnou stavební součástí bílkovin reserva thiolových skupin při redox reakcích s glutathionem je spolupůsobícím enzymem glutathionreduktáza nedostatek glutathionu může vést k urychlenému stárnutí buněk, k diabetes nebo k některým neurodegenerativním chorobám (Parkinsonova choroba) 10

Biotransformace II. fáze sulfátová konjugace 3 - fosfoadenosin-5-fosfosulfát (nejedná se o čistou kyselinu sírovou) sulfátový ion vzniká v těle oxidací sirných organických látek proces je poměrně energeticky náročný vyžaduje několik molekul ATP konjugace s fenoly, alkoholy, aromatickými aminy vzniklé estery sulfátu jsou vyloučitelné močí http://vydavatelstvi.vscht.cz 11

Játra 12

Játra - největší žláza v těle 1,5 kg, většina biotransformací, krev je přiváděna tepnou ze žaludku a střev biotransformace toxických látek, zvyšování molekulové hmotnosti a polarity pro snadnější vylučování, metabolismus živin - syntéza, ukládání a rozklad glykogenu (polysacharid jako zdroj energie), tuky - oxidace lipidů, syntéza fosfolipidů, tvorba cholesterolu, bílkoviny - syntéza krevních bílkovin tvoří žluč - pro absorpci tuků v tenkém střevě, transportuje jaterní metabolity skladovací funkce - vitamíny rozpustné v tucích (A,D,E, K) i ve vodě (B12) imunita - tvorba imunoglobulinů 13

poškození jater Játra steatóza - akumulace tuků v hepatocytech (jaterní buňky) hepatitická nekróza - odumírání jaterních buněk následkem akutní expozice (př. muchomůrka zelená) toxická hepatitida - zánět jater, akutní i chronický (př. ethanol, halogenované uhlovodíky, aromatické aminy, fenoly, Pb) cirhóza jater - tvorba vazivové tkáně v játrech, ubývá funkční tkáň, obvykle při chronické expozici (př. ethanol, methanol, vinylchlorid, arsen) zhoubné nádory jater (př. vinylchlorid, arsen, polyaromatické uhlovodíky, aflatoxiny, safrol) 14

genetické faktory - př. fenylketonurie existence induktorů a inhibitorů mikrosomálních enzymů - induktory zvyšují aktivitu enzymů (př. ethanol, PCB), inhibitory snižují onemocnění jater Biotransformace - vlivy onemocnění srdce - nedostatečný průtok krve játry věk - nejcitlivější děti (ještě nevyvinuté mechanismy), starší lidé (opotřebované) vazba látky na krevní bílkoviny, štěpení některých metabolitů ve střevech a jejich zpětná resorpce - entherohepatální oběh (př. digitoxin) pohlaví - u hlodavců samci biotransformují rychleji než samice, u člověka neprokázáno, jen v těhotenství 15

Biotransformace methanol ethanol v prvním kroku oxidace alkoholu enzymem alkoholdehydrogenázou na aldehyd ve druhém kroku oxidace aldehydu enzymem aldehyddehydrogenázou na kyselinu CH 3 H CH 2 = HCH C 2 + H 2 CH 3 CH 2 H CH 3 CH= CH 3 CH C 2 + H 2 - alkoholdehydrogenáza má k ethanolu asi 20 větší afinitu než k methanolu 16

Biotransformace benzenu H benzen epoxid fenol H H H H H benzendihydrodiol H hydrochinon. semichinon p-chinon H H H. pyrokatechol semichinon o-chinon - prvním kroku oxidace vzniká nestabilní epoxid (elektrofil) -> přesmyk na fenol, který se dále oxiduje na hydrochinon a pyrokatechol 17

Biotransformace derivátů benzenu - deriváty benzenu se přednostně oxidují na substituentu CH 3 CH CNHCH 2 CH S toluen kys. benzoová kys. hippurová - oxidací toluenu vzniká přes benzylalkohol kyselina benzoová, - konjugací s glycinem vzniká kyselina hippurová ---------------------------------------------------------------- H CN CN - HCN - organické kyanidy se oxidují na a-uhlíku za vzniku nestálých kyanhydrinů - po uvolnění kyanovodíku vytvoří aldehyd 18

Biotransformace styrenu přednostně oxidována dvojná vazba substituentu aromatického jádra v prvním kroku oxidace vzniká fenyloxiran (elektrofil), který může podléhat dvěma možným cestám biotransformace 1. hydrolýze a oxidaci až na kyselinu mandlovou a její ketoformu kyselinu fenylglyoxylovou 2. konjugaci s glutathionem na glutathionové konjugáty až na merkapturové kyseliny Horák J., Linhart I., Klusoň P.: Úvod do toxikologie a ekologie pro chemiky, 2004 19

Biotransformace nitrobenzenu redukce nitrobenzenu přes fenylhydroxylamin a jeho nitreniový ion až na anilin Horák J., Linhart I., Klusoň P.: Úvod do toxikologie a ekologie pro chemiky, 2004 20

Vylučování xenobiotikum je vylučováno: z jednotlivých orgánů a tkání - eliminace, z celého těla exkrece hlavním orgánem vylučování z těla jsou ledviny dalšími vylučovacími orgány jsou: játra - metabolity žlučí do střeva a do stolice, plíce - vydechováním těkavých látek, GIT - stolicí jiné cesty - sliny, slzy, pot, mateřské mléko 21

Ledviny jsou párovým orgánem a spočívají v horní části břišní dutiny chráněny žebry, páteří a dalšími přilehlými částmi; navíc jsou obklopeny tukovým vazivem, které udržuje jejich stálou polohu a mírní nárazy průměrná ledvina dospělého člověka je asi 10 cm dlouhá, až 7,5 cm široká a téměř 5 cm hluboká, váží asi 15 dkg a má tmavočervenou barvu; její tvar je fazolovitý Nefron Vylučování základní strukturní a funkční jednotka ledvin, jeden milion v každé ledvině, celková plocha asi 6-7 m 2, skládá se z filtrační (glomerulus (klubíčko cév)) a tubulární části (tubulus - kanálek) http://skolajecna.cz/biologie/ 22

Vylučování - vliv z krve v glomerulu přechází filtrát do tubulu, vzniká primární moč (asi 150-200 litrů), v tubulu se zpětně resorbuje až 99 % látek definitivní moč ph moči - pokud jsou látky ionizovány, nejsou schopny resorpce: chceme-li vyloučit kyselé (př. acylpyrin, barbituráty), zvýšíme ph moči NaHC 3 (jedlá soda) chceme-li vyloučit bazické (př. amfetaminy), snížíme ph moči NH 4 Cl (regulátor kyselosti v potravinářství) poškození ledvin následky - v těle se hromadí některé odpadní látky, např. močovina nebo kreatinin, zvýšení krevního tlaku, chudokrevnost, poruchy složení krve s nedostatkem Ca a nadbytkem P, K, Na a kyseliny močové, chybí vitamin D a zvyšuje se kyselost krve, objevují se otoky (nadbytek vody v těle) a snížené množství moče, která bývá velmi světlá 23

nejjednodušší případ - hladina klesá exponenciálně s časem 1. rychlost dc/dt = - k c 2. právě přítomná koncentrace integrací v čase t 0 = 0 do t c t = c 0 e -kt Vylučování - rychlost c...koncentrace právě přítomná t...čas k...konstanta c t...koncentrace v čase t c 0...počáteční koncentrace 3. poločas vylučování - právě polovina látky v těle 2c t = c 0 T = ln2/k 24