التأيض والاستقلاب للسموم.. أكسدة أو اختزال أو حلمهة بتحفيز الإنزيمات الموجودة في خلايا الكبد. الاقتران بحمض الجلوكورونيك أو الجليسين

التأيض والاستقلاب (metabolism):
تتعرض السموم بعد دخولها إلى عدد من التحولات (transformation) تحولها إلي مواد أكثر استقطابا (polar) يسهل طردها خارج الجسم وتتم هذه التحويلات عادة علي مرحلتين:

المرحلة الأولى:

يجري فيها أكسدة أو اختزال أو حلمهة (hydrolysis) هذه السموم.

ويحفز هذه العمليات الكيميائية عدد من الإنزيمات الموجودة بخاصة في خلايا الكبد.

ومن أهم هذه الإنزيمات التي تساهم في الأكسدة إنزيم ب 450 (cytochrome p 450) والذي يوجد بتركيز عال في الخلايا الكبدية.

المرحلة الثانية:

يتم فيها اقتران (conjugation) نتائج المرحلة الأولي ببعض الجذور (radicals) مثل الاقتران بحمض الجلوكورونيك (glucoronic acid) أو الجليسين (glycin) أو الأستلة (acytylation) أو الاقتران الكبريتي (sulfoconjugation).

وتهدف هذه التحولات إلي جعل المادة السامة أقل سمية وأكثر استقطاباً، مما يسهل طرحها من خارج الجسم عن طريق الجهاز البولي بشكل خاص، إلا أن بعض هذه التحولات قد تؤدي إلي تشكيل مركبات أكثر سمية وأذي من المادة الأصلية.

مثال ذلك أكسدة الكحول الميثيلى إلى الفورمالدهايد التي تسبب العمى الذي يحدث عند المتسممين بهذا الكحول.

الأيض هو مجموعة التفاعلات الكيميائية التي تحافظ على الحياة في الكائنات الحية.

الأهداف الرئيسية الثلاثة لعملية التمثيل الغذائي هي: تحويل الطاقة في الغذاء إلى طاقة متاحة لتشغيل العمليات الخلوية؛ تحويل الغذاء إلى اللبنات الأساسية للبروتينات والدهون والأحماض النووية وبعض الكربوهيدرات؛ والقضاء على النفايات الأيضية.

تسمح هذه التفاعلات المحفزة بالإنزيم للكائنات بالنمو والتكاثر، والحفاظ على هياكلها، والاستجابة لبيئاتها.

يمكن أن تشير كلمة التمثيل الغذائي أيضًا إلى مجموع جميع التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الكائنات الحية، بما في ذلك الهضم ونقل المواد داخل الخلايا المختلفة وفيما بينها، وفي هذه الحالة تسمى المجموعة الموصوفة أعلاه من التفاعلات داخل الخلايا وسيطة (أو وسيطة ) الأيض.

يمكن تصنيف التفاعلات الأيضية على أنها تقويضية - تكسير المركبات (على سبيل المثال ، الجلوكوز إلى البيروفات عن طريق التنفس الخلوي)؛ أو الابتنائية - بناء (تخليق) المركبات (مثل البروتينات والكربوهيدرات والدهون والأحماض النووية).

عادةً ما يطلق الهدم الطاقة، ويستهلك التمثيل الغذائي الطاقة.

يتم تنظيم التفاعلات الكيميائية لعملية التمثيل الغذائي في مسارات التمثيل الغذائي، حيث يتم تحويل مادة كيميائية واحدة من خلال سلسلة من الخطوات إلى مادة كيميائية أخرى، يتم تسهيل كل خطوة بواسطة إنزيم معين.

تعتبر الإنزيمات ضرورية لعملية التمثيل الغذائي لأنها تسمح للكائنات الحية بتحريك التفاعلات المرغوبة التي تتطلب طاقة ولن تحدث من تلقاء نفسها ، عن طريق اقترانها بالتفاعلات التلقائية التي تطلق الطاقة.

تعمل الإنزيمات كمحفزات - فهي تسمح برد الفعل بسرعة أكبر - كما أنها تسمح أيضًا بتنظيم معدل تفاعل التمثيل الغذائي، على سبيل المثال استجابة للتغيرات في بيئة الخلية أو للإشارات من الخلايا الأخرى.

يحدد نظام التمثيل الغذائي لكائن معين المواد التي سيجدها مغذية وأيها سامة.

على سبيل المثال، تستخدم بعض بدائيات النوى كبريتيد الهيدروجين كمغذٍ، ومع ذلك فإن هذا الغاز سام للحيوانات.

معدل الأيض الأساسي للكائن الحي هو مقياس كمية الطاقة المستهلكة بواسطة كل هذه التفاعلات الكيميائية.

من السمات البارزة لعملية التمثيل الغذائي تشابه مسارات التمثيل الغذائي الأساسية بين الأنواع المختلفة إلى حد كبير.

على سبيل المثال، توجد مجموعة الأحماض الكربوكسيلية التي تشتهر بالمواد الوسيطة في دورة حمض الستريك في جميع الكائنات الحية المعروفة، حيث توجد في أنواع متنوعة مثل البكتيريا وحيدة الخلية Escherichia coli والكائنات الضخمة متعددة الخلايا مثل الفيلة.

من المحتمل أن تكون أوجه التشابه هذه في المسارات الأيضية ناتجة عن ظهورها المبكر في التاريخ التطوري، ومن المحتمل أن يكون الاحتفاظ بها بسبب فعاليتها.

في أمراض مختلفة، مثل مرض السكري من النوع الثاني ومتلازمة التمثيل الغذائي والسرطان، يتم تعطيل عملية التمثيل الغذائي الطبيعي.

يختلف التمثيل الغذائي للخلايا السرطانية أيضًا عن التمثيل الغذائي للخلايا الطبيعية، ويمكن استخدام هذه الاختلافات لإيجاد أهداف للتدخل العلاجي في السرطان.