•MANUSIAN SEMAKIN SERING TERKENA ATAU TERKONTAMINASI BERBAGAI SENYAWA KIMIA ASING (XENOBIOTIK) SEPERTI OBAT-OBATAN, BAHAN ADITIF MAKANAN, POLUTAN DAN LAIN-LAIN

•XENOBIOTIK (BHS. YUNANI : XENOS ARTINYA ASING) MERUPAKAN KELOMPOK SENYAWA-SENYAWA YANG ASING BAGI TUBUH.

•BAHAN-BAHAN YANG TERMASUK DI DALAM METABOLISME XENOBIOTIK ADALAH:

- OBAT-OBATAN

- ZAT KARSINOGEN

- BIFENIL POLIKLORINASI

- INSEKTISIDA

* SEKITAR 200.000 SENYAWA KIMIA BERACUN YANG DIHASILKAN DI DALAM LINGKUNGAN PABRIK, SENYAWA-SENYAWA YANG DIHASILKAN TERSEBUT AKAN MENGALAMI METABOLISME ( PERUBAHAN KIMIAWI) DI DALAM HATI, DAN ORGAN HATI MEMEGANG PERANGAN SENTRAL DALAM PROSES INI.

• TERDAPAT SEKITAR 30 JENIS ENZIM YANG BERTUGAS MENGKATALISIS REAKSI-REAKSI METABOLISME XENOBIOTIK.

• METABOLISME XENOBIOTIK DIBAGI DALAM 2 FASE YAITU:

1. REAKSI UTAMA YANG TERLIBAT DALAM

PROSES INI ADALAH REAKSI HIDROKSILASI,

REAKSI INI DIKATALISIS OLEH SATU

KELOMPOK ENZIM MONOKSIGENASE ATAU

SITOKROM P 450.

2.SENYAWA YANG TELAH MENGALAMI HIDROKSILASI

TERSEBUT KEMUDIAN AKAN DIUBAH OLEH ENZIM

SPESIFIK MENJADI BERBAGAI METABOLIT POLAR

LEWAT KONJUGASI DENGAN ASAM GLUKORONAT,

SULFAT, ASETAT, GLUTATHION ATAU ASAM AMINO

TERTENTU ATAU LEWAT REAKSI METILASI.

• SECARA KESELURUHAN TUJUAN DARI KEDUA FASE DI ATAS ADALAH UNTUK MENINGKATKAN KELARUTAN MOLEKUL-MOLEKUL TERSEBUT DI DALAM AIR DAN DENGAN DEMIKIAN AKAN MENJADI LEBIH MUDAH UNTUK DIEKSKRESI KELUAR TUBUH.

• XENOBIOTIK YANG SIFATNYA SANGAT HIDROFOBIK, AKAN TERTAHAN DI DALAM JARINGAN ADIPOSA DALAM WAKTU YANG TAK DAPAT DITENTUKAN JIKA TIDAK DIUBAH MENJADI SENYAWA YANG LEBIH POLAR.

• DALAM BEBERAPA KASUS TERTENTU METABOLISME XENOBIOTIK FASE I AKAN MENGUBAH XENOBIOTIK DARI SENYAWA IN AKTIF MENJADI BENTUK BIOLOGIK AKTIF. PADA KASUS SEPERTI INI XENOBIOTIK YANG ASLI DISEBUT PRODRUG ATAU PROKARSINOGEN.

• SELANJUTNYA DALAM FASE INI DAPAT JUGA TERJADI REAKSI HIDROKSILASI LANJUTAN YANG MENGUBAH SENYAWA AKTIF TERSEBUT MENJADI SENYAWA IN AKTIF SEBELUM MENGALAMI KONYUGASI SEHINGGA MUDAH DIEKSKRESIKAN KEDALAM URINE.

HIDROKSILASI ISOFORM SITOKROM P 450 MENGHIDROKSILASI XENOBIOTIK

• REAKSI HIDROKSILASI MERUPAKAN REAKSI UTAMA YANG BERTANGGUNG JAWAB TERHADAP METABOLISME FASE I, REAKSI INI DIKATALISIS OLEH ENZIM MONOOKSIGENASE ATAU SITOKROM P 450. GENOM MANUSIA MENGANDUNG SEKITAR 11 FAMILI ENZIM TERSEBUT. REAKSI YANG DIKATALISIS OLEH FASE I INI ADALAH SEBAGAI BERIKUT:

RH + O2 + NADPH + H+ → R-OH + H2O + NADP

RH = MOLEKUL-MOLEKUL OBAT/ ZAT KARSONOGEN/

PESTISIDA/PETROLIUM/POLUTAN/STEROID/

EIKOSANOAT/ ASAM LEMAK RETINOID.

SUBSTRAT INI BERSIFAT LIPOFILIK (LARUT DALAM LEMAK) KEMUDIAN MELALUI REAKSI TAHAP I INI AKAN DIUBAH MENJADI HIDROFILIK (LARUT DALAM AIR).

BERDASARKAN HASIL PENELITIAN ± 50% OBAT-OBATAN YANG DIKONSUMSI MENGALAMI REAKSI HIDROKSILASI INI

• ENZIM P 450 DI DALAM TUBUH MANUSIA PALING BANYAK DITEMUKAN DI DALAM ORGAN HATI. DIDALAM SEL HATI, ENZIM INI AKAN DITEMUKAN DI DALAM MEMBRAN RETIKULUM ENDOPLASMA HALUS.

• Beberapa sifat dari P.450 adalah sebagai berikut:

1. Terlibat dalam sejumnlah besar xenobiotik dan juga senyawa

endogenous seperti steroid

2. Semua molekulnya adalah hemoprotein.

3. Produksi hidroksilasinya bersifat lebih larut di dalam air

4. Pada beberapa keadaan produk metaboliknya bersifat mutagenik

atau karsinogen.

• Reaksi Fase 2: reaksi hidroksilasi pade fase 1, dimaksudkan untuk mengubah molekul yang kurang polar menjadi lebih polar, dalam fase 2, molekul hasil reaksi fase 1 akan mengalami konjugasi dengan molekul asam glukoronat, sulfat, atau glutathion.

• Reaksi-reaksi yang terjadi dalam fase 2 ini akan menyebabkan molekul-molekul xenobiotik tersebut menjadi lebih mudah larut di dalam air sehingga mudah untuk dikeluarkan.

Tipe reaksi fase 2

1. Glukuronidasi: UDP-asam glukuronat bertindak sebagai donor glukoronil, reaksi ini dikatalisis oleh berbagai enzim glukuronil transferase yang terdapat di dalam retikulum endolasma maupun sitosol.

berbagai molekul berbahaya seperti asetilaminofluren (sen yawa karsinogen), anilin, asam benzoat, meprobamat, fenol, molekul steroid, akan diekskresikan dalam bentuk glukuronida.

2. Sulfasi: sebagian alkohol, arilamina dan fenol akan mengalami proses sulfasi. Molekul 3-fosfat-5fosfo sulfat (PAPS) adalah molekul yang bertindak sebagai donor sulfat.

3. Konjugasi dengan glutation: glutation atau γ-glutamil sisteinil glisin merupakan tripeptida yang terdisri atas asam glutamat, sistein, dan glisin.

sejumlah xenobiotik elektrofilik potensial beracun akan terkonjugasi dengan GSH nukleofilik dengan reaksi sebagai berikut:

R + GSHO → R-S-G

R= xenobiotik elektrofilik

Reaksi-reaksi diatas dikatalisis oleh enzim glutation S- transferase dan terdapat di dalam sitosol sel hati dalam jumalah yang cukup tinggi sedangkan dalam jumlah yang lebih kecil ditemukan di dalam jaringan lainnya.

Jika molekul yang beracun ini tidak mengalami konjugasi maka ia akan berada dalam keadaan bebas yang memebentk iktan kovalen dengan DNA, RNA atau protein sel sehingga akan menyebabkan kerusakan yang serius di dalam sel tersebut.

GSH merupakan sistim pertahanan yang penting terhadap senyawa toksik tertentu seperti beberapa obat yang bersifat karsinogen.

Fungsi glutation lainya adalah:

1. Turut serta dalam penguraian hidrogen peroksida yang potensial

beracun di dalam reaksi yang dikatalisis oleh enzim glutation

peroksidase

2. Merupakan zat pereduksi intrasel yang penting dalam membantu

mempertahankan gugus SH yang essensial pada sejumlah enzim

dalam keadaan tereduksi

REAKSI-REAKSI LAIN FASE 2

1. ASETILASI: asetil-KoA (asetil aktif) merupakan donor asetil reaksinya dapat diperlihatkan sebagai berikut:

X + Asetil-KoA → Asetil-X + KoA

reaksi ini dikatalisis oleh enzim asetiltransferase yang terdapat di dalam sitosol berbagai jaringan khususnya hati. Obat isoniazid yang digunakan dalam pengobatan tuberkulosis merupakan substrat asetilasi

2. METILASI: beberapa molekul xenobiotik akan mengalami Metilasi oleh enzim metil transferase. Dalam reaksi ini yang bertindak sebagai donor metil adalah adenosilmetionin.

• Beberapa penelitian menunjukan aktivitas enzim ini dipengaruhi oleh faktor genetik, usia dan jenis kelamin.

• Efek yang ditimbulkan oleh metabolisme Xenobiotik adalah sebagai berikut:

Xenobiotik Metabolit reaktif Metabolit non toksikSitokrom P450

GSH-S-Transferase atau eposida hidrolase

Ikatan kovalen thd. makromolekul

Cedera selHapten

Mutasi

Produksi antibodi Kanker

Cedera sel

• Cedera sel (sitotoksisitas): banyak mekanisme yang dapat dilakukan oleh suatu xenobiotik dalam menyebabkan cedera sel, salah satunya adalah Pengikatan kovalen dengan makromolekul sel oleh spesies yang reaktif terhadap xenobiotik. Sasaran xenobiotik thd molekul sel adalah DNA, RNA dan Protein.

• Spesies Xenobiotik yang reaktif akan terikat dengan suatu protein, memodifikasinya dan mengubah sifat antigenitasnya. Xenobiotik ini dikatakan bekerja sebagai hapten yaitu molekul kecil yang tidak dengan sendirinya merangsang sintesis antibodi tetapi akan bergabung dengan antibodi begitu unsur ini terbentuk. Antibodi yang dihasilkan kemudian akan merusak sel melalui beberapa mekanisme imunologi yang secara nyata mengganggu berbagai proses biokimiawi seluler yang normal.

• Reaksi antara spesies karsinogen kimiawi yang aktif dengan DNA, diperkirakan mempunyai makna penting dalam karsinogenesis kimiawi. Sebagian zat kimia seperti benzo [α] Piren memerlukan aktivitas enzim monooksigenase dalam retikulum endoplasma agar menjadi unsur yang bersifat karsinogen (sehingga zat ini dinamakan karsinogen tak langsung).

• Enzim epoksida hidrolase: adalah enzim yang bertugas mengubah senyawa epoksida yang sangat toksik dan beracun serta reaktif menjadi senyawa dihidrodiol yang kurang reaktif.