生体異物は医薬品、食品添加物、汚染物質、化学発癌物質と環境とは異なる経路で体内に入る多くの物質を含む人体への外国の化学物質です。
「異物」という言葉は、ギリシャ語で「外国人」を意味する「ゼノス」と生命を意味する「ビオス」に由来します。これらの外来化合物、または通常人体を構成する化学化合物の一部ではないものは、天然または合成起源である可能性があります。
異物薬物の肝臓代謝（出典：Drriad / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)、Wikimedia Commons経由）
ほとんどの生体異物は体内で代謝されて排出されますが、排出できないものや排出プロセスが非常に遅いものもあります。そのため、体内に蓄積し、損傷や毒性を引き起こす可能性があります。
200,000を超える環境化学物質が生体異物として識別されることが知られており、そのほとんどは代謝されて、つまり変換されて、排除されることができます。これらの変化は主に肝臓で起こります。ただし、一部の生体異物は変化せずに排泄または排除できます。
いくつかの要因が生体異物の代謝に影響を与える可能性があります。これらには、年齢、性別、特定の遺伝的要因、および特定の生体異物によって引き起こされるいくつかの酵素誘導が含まれます。
異物が薬物である場合、その代謝はその活性化を伴う場合があり、またはその作用を減少させるか、または終了させる場合がある。一部の生体異物の毒性はいくつかの方法で検証できます。たとえば、シアン化物は呼吸鎖を遮断するため、非常に低い濃度では非常に毒性があります。他のものは、DNA、RNA、またはタンパク質に共有結合するため、細胞毒性があります。
一部の生体異物は、抗原反応を引き起こしたり、発癌性を示したり、完全に無害（非毒性）であったりします。
生体異物代謝
人間は常にさまざまな生体異物にさらされています。これらには、薬物、毒性物質、変異原、発がん性物質が含まれます。これらの物質の多くは、食事で食事とともに摂取されると体内に入ります。
生体異物化合物は、DNAなどの細胞内高分子と（または直接細胞構造と）反応して、損傷や傷害を引き起こす可能性があります。これらの有害な影響を打ち消すために、身体には2つの防御システムがあります。解毒酵素と抗酸化システムです。
異物代謝（出典：TimVickers /パブリックドメイン、Wikimedia Commons経由）
生体異物の代謝は、2つのプロセスまたはフェーズに分類できます。1つ目は、主な反応としてヒドロキシル化を行い、2つ目は、ヒドロキシル化生成物の共役を含みます。これらのプロセスは主に肝臓で行われますが、皮膚の上皮バリアや肺などの他の組織でも初期反応が発生する可能性があります。
ヒドロキシル化相は、モノオキシダーゼまたはチトクロームP450のクラスの一連の酵素によって触媒されます。ヒドロキシル化に加えて、これらの酵素は脱アミノ化、脱ハロゲン化、脱硫、エポキシ化、過酸化および還元プロセスに参加します。
シトクロムP450ファミリーの酵素は、アルデヒドオキシダーゼ、キサンチンオキシダーゼ、ペルオキシダーゼです。この最初のフェーズでは、チトクロームP450以外のいくつかのエステラーゼと酵素がいくつかの加水分解反応に参加します。
第2段階では、抱合の結果として一部の極性生成物が生成されますが、これは水に溶けやすく、簡単に排泄されます。抱合は、ヒドロキシル化生成物をさまざまな分子と結合する特定の酵素の効果によって生成されます。その中には、グルクロン酸、硫酸塩、酢酸塩、グルタチオン、アミノ酸、またはメチル基があります。
有毒および発癌性異物の食物源
発がん性物質の食物源には、脂肪、肉、タンパク質が調理されたとき、またはアルカロイドなどの特定の植物に由来するいくつかの天然産物およびカビのいくつかの副産物が摂取されたときに生成される化合物が含まれます。
これらの物質の中で、発がん性について最も研究されているのは、多環式芳香族炭化水素や複素環式芳香族アミンなどの肉の過調理によって生成されるものです。
生涯を通じて摂取する他の生体異物は、ディーゼルエンジンの排気ガスなどの産業環境汚染物質や、水や食品を汚染する農薬です。処方薬と市販薬の両方が含まれています。
肉や魚の保護に使用される硝酸塩は、土壌や水を汚染する可能性があります。これらは動物の腺がんに関連しています。
生体異物の代謝に影響を与える要因
多くの要因が、生体異物を代謝する酵素の活性に影響を与える可能性があります。それらの活性は種によって大きく異なるため、生体異物の毒性または発がん性の影響を種間で自由に変換することはできません。
生体異物の代謝に関与する酵素の活性に関して、個人間で大きな違いが報告されています。これらの違いは、しばしば遺伝的要因、問題の個人の年齢と性別に依存します。
いくつかの生体異物を同時に消費すると、酵素誘導が生じます。一部の生体異物の代謝中に生成される代謝産物は、解毒酵素の活性を阻害または刺激する可能性があります。
この効果は、特定の薬物に対する反応を評価する際に非常に重要です。これは、組み合わせによって用量の調整が必要になる場合があるためです。
生体異物によって引き起こされる反応
生体異物が薬物である場合、代謝の第1フェーズのヒドロキシル化反応により薬物が活性化されるか、逆に、すでに活性であった場合は、代謝されて不活性な極性形態になり、その後排除されます。
さまざまな酵素やタンパク質の構造の点で異なる個人間に存在する遺伝的起源の違いに依存する特定の薬物によって誘発されるいくつかの副作用があります。
フリーラジカル毒性（生体異物によって引き起こされる）（出典：Dan Cojocari / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)、Wikimedia Commons経由）
したがって、溶血性貧血、悪性高熱症、タバコ依存症から保護するニコチン代謝の変化など、ごく一部の個人にのみ現れる副次的影響が説明されています。
生体異物の毒性作用は、摂取量や摂取する物質によって異なります。特定の毒などの一部の生体異物は、非常に低用量で毒性があり、その他は非常にゆっくりと代謝され、それらの消費が継続すると、高用量で毒性効果が生じるまで蓄積されます。
生体異物は、さまざまな生物学的影響を引き起こす可能性があります。これらには、多くの疾患の治療における有益な薬理学的応答、毒性反応、免疫学的反応、およびさまざまな臓器や組織で癌を発生させる可能性のある癌性の影響が含まれます。
参考文献
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