Экотоксикология

Вторая фаза метаболизма. Основные функции этой фазы те же, что и первой: увеличение гидрофильности и снижение токсичности ксенобиотиков. Наиболее важные ферменты второй фазы относятся к классу трансфераз, катализирующих реакции переноса атомных групп с одного соединения на другое. Наиболее многообразна функция глутатионтрансфераз, метаболизирующих тысячи ксенобиотиков. Большинство этих ферментов находится в гиалоплазме, но один из них локализован в мембранах ЭПС и митохондрий, другой — в хроматине. Основная реакция — конъюгация с восстановленным глутатионом (г-глутаминилцистеинилглицин, G-SH). При дальнейшем метаболизме глутатионовые конъюгаты переходят в меркаптуровые кислоты или меркаптаны. Кроме того, глутатионтрансферазы восстанавливают органические гидроперок-сиды в спирты, превращают некоторые стероиды в их изомеры.
Ацетилтрансфюразы метаболизируют путем присоединения ацетила к N- или NO-. Мембранные и гиалоплазматические метилтрансферазы метилируют ОН-, NH2- и SH-группы. Эпокси-гидролаза присоединяет воду к эпоксидам бензола, бензопирена и др., что превращает их в диолы.
Функционирование всех ферментов второй фазы ограничивается тем, что они метаболизируют только те вещества, которые имеют функциональные группы. Они включаются после освобождения или образования функциональных групп ферментов первой фазы. Отметим следующие важные достоинства трансфераз: они имеются во всех клетках; функционируют при любых путях поступления ксенобиотиков в организм; осуществляют или завершают детоксикацию; иногда исправляют ошибки первой фазы [обезвреживают токсичные метаболиты полиароматических углеводородов (канцерогены), хлороформа (фосген), парацетамола].
Совместное функционирование обеих фаз метаболизма особенно эффективно. Оно обеспечивает обезвреживание десятков тысяч ксенобиотиков всех химических классов и самых разных групп (токсических веществ, мутагенов, канцерогенов, пестицидов, красителей, растворителей, лекарств и др.). Метаболизм ксенобиотиков происходит в разных частях клетки, но наиболее активные системы находятся в ЭПС и гиалоплазме. Это обеспечивает метаболизм или связывание ксенобиотиков, предотвращая повреждение жизненно важных органоидов клетки — ядер, митохондрий. В результате увеличивается устойчивость клеток и организма.

Метаболизм ксенобиотиков в организме идет в основном по пути окисления. Большое распространение имеет также связывание токсических веществ с белками, аминокислотами, глюкуроно-вой, серной кислотами. В большинстве случаев ядовитое соединение подвергается последовательным превращениям, завершающимся реакцией коньюгации.
Метаболизм ксенобиотиков чаще приводит к снижению их активности—дезактивации, которую в случае токсичных веществ называют детоксыкацыей. Однако в ряде случаев метаболиты ксенобиотиков, наоборот, становятся более активными и более токсичными.
В метаболизме ксенобиотиков участвуют около 30 ферментов. В нем различают две фазы:
• модификации, создающей или освобождающей функциональные группы;
• конъюгации — присоединения к последним других групп или молекул, окисления ксенобиотиков (превращение фенолов в хи-ноны у растений).
Обе фазы приводят к увеличению гидрофильное, снижению активности и токсичности молекулы ксенобиотика. Третьей фазой можно считать связывание и выведение самих ксенобиотиков и их метаболитов из клетки, а затем из организма.