Apa itu xenobiotik?
xenobiotik adalah zat kimia asing bagi tubuh manusia, termasuk obat-obatan, makanan aditif, kontaminan, karsinogen kimia dan berbagai zat yang masuk ke dalam tubuh dengan rute yang berbeda dari lingkungan.
Kata “xenobiotik” berasal dari kata Yunani ” xenos ” yang berarti asing dan ” bios ” yang berarti kehidupan. Senyawa asing ini, atau yang biasanya bukan bagian dari senyawa kimia yang menyusun tubuh manusia, dapat berasal dari alam atau sintetis.
Metabolisme hati obat xenobiotik (Sumber: Drriad / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) melalui Wikimedia Commons)
Kebanyakan xenobiotik dimetabolisme oleh tubuh untuk dieliminasi, namun ada beberapa yang tidak dapat dihilangkan atau proses eliminasinya sangat lambat, sehingga terakumulasi di dalam tubuh dan dapat menyebabkan kerusakan atau keracunan.
Lebih dari 200.000 bahan kimia lingkungan diketahui yang diidentifikasi sebagai zat xenobiotik, yang sebagian besar dapat dimetabolisme, yaitu diubah, untuk dihilangkan. Transformasi ini terjadi terutama di hati. Namun, beberapa xenobiotik dapat diekskresikan atau dihilangkan tidak berubah.
Beberapa faktor dapat mempengaruhi metabolisme xenobiotik. Ini termasuk usia, jenis kelamin, faktor genetik tertentu dan beberapa induksi enzim yang disebabkan oleh xenobiotik tertentu.
Ketika xenobiotik adalah obat, metabolismenya mungkin melibatkan aktivasinya atau mungkin menurunkan atau mengakhiri kerjanya. Toksisitas beberapa xenobiotik dapat diverifikasi dalam beberapa cara; misalnya, sianida sangat beracun pada konsentrasi yang sangat rendah, karena menghalangi rantai pernapasan; yang lain bersifat sitotoksik karena mereka berikatan secara kovalen dengan DNA , RNA, atau protein.
Beberapa xenobiotik dapat memicu reaksi antigenik, dapat bersifat karsinogenik, atau bahkan dapat sama sekali tidak berbahaya (tidak beracun).
Metabolisme Xenobiotik
Manusia terus-menerus terpapar berbagai macam zat xenobiotik. Ini termasuk obat-obatan, agen beracun, mutagen, dan karsinogen. Banyak dari zat ini masuk ke dalam tubuh ketika mereka tertelan dengan makanan dalam makanan.
Senyawa xenobiotik dapat bereaksi dengan makromolekul intraseluler seperti DNA (atau langsung dengan struktur seluler) yang menyebabkan kerusakan dan/atau cedera. Untuk mengatasi efek berbahaya ini, tubuh memiliki dua sistem pertahanan: enzim detoksifikasi dan sistem antioksidan.
Metabolisme Xenobiotik
Metabolisme xenobiotik dapat dikelompokkan menjadi dua proses atau fase. Yang pertama memiliki hidroksilasi sebagai reaksi utamanya dan yang kedua mencakup konjugasi produk terhidroksilasi. Proses ini terjadi terutama di hati, meskipun beberapa reaksi awal dapat terjadi di barier epitel kulit dan di jaringan lain seperti paru-paru.
Fase hidroksilasi dikatalisis oleh serangkaian enzim dari kelas monooksidase atau sitokrom P450. Selain hidroksilasi, enzim ini berpartisipasi dalam proses deaminasi, dehalogenasi, desulfurisasi, epoksidasi, peroksidasi, dan reduksi.
Enzim dari keluarga sitokrom P450 adalah aldehida oksidase, xantin oksidase, dan peroksidase. Pada fase pertama ini, beberapa esterase dan enzim selain sitokrom P450 berpartisipasi dalam beberapa reaksi hidrolisis.
Pada fase kedua, beberapa produk polar dihasilkan sebagai hasil dari konjugasi, yang larut dalam air, mudah dikeluarkan. Konjugasi dihasilkan oleh efek enzim spesifik yang mengikat produk terhidroksilasi dengan molekul yang berbeda, di antaranya adalah: asam glukuronat, sulfat, asetat, glutathione, asam amino atau gugus metil.
Sumber Makanan Xenobiotik Beracun dan Karsinogenik
Sumber makanan dari zat karsinogenik termasuk senyawa yang dihasilkan ketika lemak, daging atau protein dimasak atau ketika beberapa produk alami yang berasal dari tanaman tertentu seperti alkaloid dan beberapa produk sampingan jamur tertelan .
Di antara zat-zat ini, yang paling dipelajari untuk efek karsinogeniknya adalah yang dihasilkan oleh daging yang terlalu matang, seperti hidrokarbon aromatik polisiklik dan amina aromatik heterosiklik.
Xenobiotik lain yang dikonsumsi manusia sepanjang hidupnya adalah polutan industri dan lingkungan seperti asap mesin diesel, serta pestisida yang akhirnya mencemari air dan makanan. Beberapa obat juga disertakan, baik yang diresepkan maupun yang dijual bebas.
Nitrat yang digunakan untuk mengawetkan daging dan ikan dapat mencemari tanah dan air; ini terkait dengan karsinoma kelenjar pada hewan.
Faktor-faktor yang mempengaruhi metabolisme xenobiotik
Banyak faktor yang dapat mempengaruhi aktivitas enzim yang memetabolisme zat xenobiotik. Aktivitas mereka sangat berbeda antar spesies, sehingga efek toksik atau karsinogenik dari xenobiotik tidak dapat ditranspolasikan secara bebas dari satu spesies ke spesies lainnya.
Perbedaan signifikan telah dilaporkan antara individu mengenai aktivitas enzim yang bertanggung jawab untuk metabolisme xenobiotik. Perbedaan ini sering tergantung pada faktor genetik, usia dan jenis kelamin individu yang bersangkutan.
Konsumsi simultan beberapa zat xenobiotik dapat menghasilkan induksi enzim. Metabolit yang dihasilkan selama metabolisme beberapa xenobiotik dapat menghambat atau merangsang aktivitas enzim detoksifikasi.
Efek ini sangat penting ketika mengevaluasi respon terhadap obat tertentu, karena kombinasi mungkin memerlukan penyesuaian dosis.
Respons yang dipicu oleh xenobiotik
Bila xenobiotik adalah obat, reaksi hidroksilasi pada metabolisme fase pertama dapat menyebabkan aktivasi obat atau sebaliknya jika sudah aktif akan dimetabolisme menjadi bentuk polar yang tidak aktif dan kemudian dieliminasi.
Ada beberapa reaksi merugikan yang disebabkan oleh obat-obatan tertentu yang bergantung pada perbedaan asal genetik yang ada antara individu yang berbeda dalam hal struktur berbagai enzim dan protein.
Toksisitas radikal bebas (dipicu oleh xenobiotik) (Sumber: Dan Cojocari / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) melalui Wikimedia Commons)
Dengan demikian, beberapa efek kolateral yang hanya muncul dalam persentase yang sangat kecil dari individu dijelaskan, seperti anemia hemolitik, hipertermia maligna, metabolisme nikotin yang berubah yang melindungi terhadap ketergantungan tembakau, dll.
Efek toksik xenobiotik mungkin tergantung pada dosis atau zat yang tertelan. Beberapa xenobiotik seperti racun tertentu bersifat toksik dengan dosis yang sangat rendah, yang lain dimetabolisme dengan sangat lambat dan bila dikonsumsi terus menerus akan terakumulasi sampai efek toksik dihasilkan dengan dosis yang lebih tinggi.
Zat xenobiotik dapat menyebabkan berbagai macam efek biologis. Ini termasuk respons farmakologis yang bermanfaat dalam pengobatan banyak penyakit, reaksi toksik, reaksi imunologis, dan efek karsinomatosa yang pada akhirnya dapat menghasilkan kanker di berbagai organ dan jaringan.
