1.11. Представление о биологическом действии и метаболизме органических соединений

В организме человека протекает множество химических реакций, в которых участвуют разнообразные химические вещества. Эти вещества в большинстве своём яв­ляются естественными составляющими организма. Но в процессе жизнедеятельности в организм из внешней среды попадают также чужеродные данному орга­низму вещества. Эти вещества называются ксенобиотиками. В одних случаях ксенобиотики могут не обладать выраженной биологической активностью и не вызывать никаких видимых изменений в организме. В других же случаях, когда ксенобиотики, взаимодействуя с биологическими субстратами, изменяют течение биохими­ческих процессов в организме, они называютсябиологически активными веществами.

Среди биологически активных веществ выделяют физиологически актив­ные вещества— соединения, нормализующие функциони­рование организма, илекарственные вещества— соединения, обладающие терапевтическим или профилактическим действием.

По химическим механизмам действия различные вещества можно разделить на две группы. В первую группу входят вещества, биологический эффект которых возникает в результате образования с биологическими макромолекулами (компонентами клеток) надмолекулярных комплексов, стабилизированных нековалентными связями (взаимодействие лиганд – рецептор). Во вторую — входят вещества, образующие с биологическими молекулами ковалентные связи. В первом случае взаимодействие обратимо и взаимодействующие молекулы ос­таются неизмененными, во втором случае происходит необратимое изменение взаимодействующих молекул.

Действие данного вещества на организм, вызываемые им эффекты, их длительность и интенсивность определяются хи­мической структурой его молекулы. При этом проникновение, распределение и выведение вещества оп­ределяются в первую очередь его способностью растворяться в жирах и воде, что обусловлено балансом липофильных и гидрофильных свойств вещества. Поэтому химические свойства и химическое строение определяют поведение и судьбу органического вещества в организме и вызываемые ими биологические эффекты.

Метаболизм(илибиотрансформация) органических соединений — это изменение их химической структуры под действием различных биохимических систем организма. В результате биотрансформации ксенобиотиков (в т.ч. лекарст­венных веществ) образуются их производные, называемыеме­таболитами. Как правило, метаболиты представляют собой более полярные и более гидрофильные соединения. Более вы­сокая растворимость в воде метаболитов по сравнению с ис­ходным ксенобиотиком способствует их ускоренному выведе­нию из организма. Метаболизм ксенобиотиков (и лекарственных веществ) осуществляется в основном в печени и в меньшей степени в других внутренних органах (желудочно-кишечном тракте, легких, почках и некоторых других).

Например, основное направление метаболизма углеводородов в орга­низме человека и животных — это окисление (гл. 2.6). Скорости реакции окисления алканов незначительны. Конечными продуктами реакции являются соответствующие спирты, альдегиды (или кетоны) и далее кислоты.

Таким образом, метаболизм ксенобиотиков является функ­цией химической защиты организма, способствующей быстро­му выведению не свойственных организму веществ.