Детоксикация по науке: как фаза 1 связана с вашим здоровьем

263

Детоксикация, как система человеческого организма, обладает удивительно эффективными возможностями, которые в основном исходят из работы печени. У здоровых людей эти процессы детоксикации находятся в равновесии, и большую часть времени хорошо функционируют. Однако некоторые заболевания, дефицит витаминов, воздействие табачного дыма, алкоголя и наркотиков могут нарушить баланс между ферментами детоксикации. Эта статья посвящена 1-й фазе детоксикации: первому шагу к выведению токсинов из организма. В статье вы также найдете список природных факторов, которые могут увеличивать или уменьшать активность большого семейства ферментов фазы 1.


Статья основана на выводах 41 научном исследовании

В статье цитируются такие авторы, как:

Обратите внимание, что цифры в скобках (123 и т.д.) являются кликабельными ссылками на рецензируемые научные исследования. Вы можете перейти по этим ссылкам и ознакомиться с первоисточником информации для статьи.

 

Что такое детоксикация организма?

Наша современная жизнь основана на использовании химических веществ. Сегодня количество применяемых отдельных веществ приближается к 100 миллионам, и люди и различные виды живых существ подвергаются воздействию значительного количества этих химических веществ. (1)

Наш организм перерабатывает и удаляет эти чужеродные химические вещества (ксенобиотики) благодаря существующим эффективным механизмам детоксикации. Эти механизмы детоксикации также имеют дело с продуктами метаболизма, такими как избыточные гормоны (эндобиотики).

Ксенобиотический метаболизм обычно превращает жирорастворимые соединения в водорастворимые производные, которые легко выводятся из организма. (1)

Ферменты детоксикации” – это большое семейство ферментов, которые участвуют в изменении ксенобиотиков (то есть чужеродных соединений, поступивших в организм извне), чтобы сделать их либо более легко выводимыми, либо менее химически активными. (2)

Фазы детоксикации

Процесс детоксикации можно условно разделить на три фазы:

  • Фаза 1 управляется ферментами трансформации – эти ферменты окисляют, восстанавливают и гидролизуют токсины/лекарства.
  • Фаза 2 управляется ферментами конъюгации – эти ферменты конъюгируют (соединяют) токсины/лекарства с внутренними продуктами организма
  • Фаза 3 осуществляется транспортными белками – эти белки транспортируют (выводят) конечные продукты из клеток (3)
Детоксикация имеет 3 фазы
Три фазы детоксикации организма. Обратите внимание, какие антиоксиданты помогают снизить негативное влияние токсичных продуктов 1 фазы.

Фазы 1, 2 и 3 должны работать в унисон для правильного удаления вредных токсинов, лекарств и избыточных гормонов.

Эти ферменты имеют широкий диапазон субстратов. Они относительно более концентрированы в основных точках входа – либо в сам организм (печень, легкие, слизистая оболочка кишечника), либо в конкретный орган (сплетение кровеносных сосудов головного мозга). Многие из них также являются индуцибельными, то есть организм реагирует на воздействие определенного токсина, вырабатывая больше фермента, который его разлагает. (2)

Органы, участвующие в детоксикации

Печень является основным органом детоксикации, так как она фильтрует кровь, поступающую непосредственно из кишечника, и подготавливает токсины к выведению из организма. (1)

Значительный объем детоксикации также происходит в кишечнике, почках, легких и головном мозге, причем реакции 1, 2 и 3 фазы протекают во всем остальном организме в меньшей степени. (1)

Ферменты детоксикации действуют медленно по сравнению с другими ферментами, но они присутствуют в очень больших количествах. Например, глутатионтрансферазы фазы 2 составляют 10% от общего белка в печени. (2)

Детоксикация: фаза 1

Ферменты фазы 1 делают токсины более растворимыми

Ферменты фазы I начинают процесс детоксикации путем химического превращения жирорастворимых соединений в водорастворимые соединения. Водорастворимые вещества могут легко выводиться из организма, в то время как жирорастворимые соединения могут храниться в жировых клетках, где они защищены от ферментов детоксикации. (4) Именно поэтому резкое похудение (избавление от объема жировых клеток) приводит к сильному выбросу в кровь накопленных токсинов. Очень сильное похудение за короткий промежуток времени даже способно привести к токсическому отравлению.

Реакции фазы 1 включают окисление, восстановление, гидролиз и циклизацию. (4)

В детоксикации участвует множество ферментов
Классификация ферментов (белков) детоксикации

Реакции фазы 1 проходят при участии:

  • Универсальные ферменты цитохрома Р450 (CYP)
  • Более селективные флавинсодержащие монооксигеназы (ответственные за детоксикацию никотина из сигаретного дыма)
  • Моноаминоксидазы (МАО, которые расщепляют серотонин, дофамин и адреналин в нейронах)
  • Алкоголь и альдегиддегидрогеназы (метаболизируют алкоголь)
  • Эпоксид-гидролазы
  • Другие ферменты фазы 1. (15678)

Цитохром P450: ферменты CPYs

Метаболизм лекарств и других веществ

Благодаря своей уникальной окислительной химии монооксигеназы цитохрома Р450 (ферменты или CYPs) катализируют выведение большинства лекарственных препаратов и токсинов из организма человека. (9)

Ферменты метаболизируют полициклические ароматические углеводороды, ароматические амины, гетероциклические амины, пестициды и гербициды, а также подавляющее большинство лекарственных средств. (1)

Однако ферменты CYPs также метаболизируют эндогенные (внутренние) биохимические вещества (например, CYP19A1, также называемый ароматазой, преобразуя тестостерон в эстрадиол). (10)

Проект “Геном человека” выявил 57 человеческих ферментов CYPs. (4) Однако всего только 12 печеночных ферментов ответственны за метаболизм большинства лекарственных средств и других ксенобиотиков (примерно 93% метаболизма лекарственных средств). (14)

Среди них CYP3A4, CYP1A2, CYP2D6, CYP2C9 и CYP2C19 ответственны почти за 60% метаболизма лекарств и веществ. (4)

Детоксикация лекарств
Схема метаболизма лекарств до попадания их в кровь

Обратите внимание, что хотя CYPs являются ферментами детоксикации, эти реакции часто превращают менее токсичные молекулы в более токсичные активные продукты. Именно здесь начинается вторая фаза детоксикации.

Например, CYP1A1 может активировать некоторые канцерогены (1112), в то время как CYP2E1 может активировать несколько печеночных токсинов и способствовать алкогольному повреждению печени. (13)

Люди отличаются друг от друга в ферментах цитохрома Р450

Сегодня науке известно описано более 2000 мутаций в генах ферментов CYP, и было показано, что некоторые однонуклеотидные полиморфизмы (SNPs) оказывают большое влияние на активность конкретных ферментов детоксикации. (4)

Генетические полиморфизмы, которые, как было выявлено в исследованиях, зависят от этнической принадлежности, играют важную роль в функционировании ферментов CYPs (особенно у CYP2D6, CYP2C19, CYP2C9, CYP2B6, CYP3A5 и CYP2A6) и приводят к различным фармакогенетическим фенотипам людей. (14)

Полиморфизмы в генах CYP1A1, CYP1A2, CYP2C8, CYP2E1, CYP2J2 и CYP3A4, как правило, менее прогнозируемы, но данные показывают, что прогностические варианты существуют. (14)

Полиморфизм цитохрома P450 и язвенный колит
Роль полиморфизмов и функций цитохрома Р450 в развитии язвенного колита (источник)

Исследования показывают, что, например, плохому метаболизатору CYP2D6 не следует вводить кодеин, так как препарат не будет иметь никакого эффекта. И наоборот, сверхбыстрый метаболизатор CYP2D6, скорее всего, будет страдать побочными эффектами от нормальной дозы кодеина. (4)

В одном исследовании полиморфизм CYP2C19, CYP2C192, был связан с повышением риска увеличения на 30% риска сердечно-сосудистых проблем во время лечения клопидогрелом. С другой стороны, CYP2C1917 был связан с повышенным риском кровотечений во время терапии клопидогрелом. (4)

Тем не менее, необходимы дополнительные клинические исследования, прежде чем врачи смогут изменять дозировку препарата в зависимости от активности ферментов CYP у каждого человека.

Факторы влияющие на ферменты цитохрома Р450 (пол, возраст, диета, состояние здоровья)

На рисунке ниже показана доля препаратов, метаболизируемых ферментами CYP. Важные факторы изменчивости выделены жирным шрифтом с возможными направлениями влияния, обозначенными стрелками. Факторы спорной значимости приведены в скобках. (15)

Детоксикация и роль ферментов цитохрома P450
Доля (%) лекарственных препаратов, которые метаболизируются ферментами цитохрома P450 (источник)

Пол 

Большинство клинических исследований показывают, что женщины усваивают наркотики быстрее, чем мужчины. Это особенно относится к гену фермента CYP3A4. Анализы показали 2-кратное повышение уровня белка CYP3A4 у женщин по сравнению с тканей печени у мужчин. (15)

Возраст

Исследования на печени человека показывают умеренное увеличение экспрессии и активности большинства ферментов CYPs в течение жизни, особенно CYP2C9. (15)

Болезни

Исследования свидетельствуют, что заболевания обычно оказывают негативное влияние на способность метаболизировать лекарств. Во время инфекций, хронического воспаления и рака циркулирующие провоспалительные цитокины – такие как IL-1β, ФНО-альфа и IL-6, по-видимому, приводят к серьезному снижению регуляции многих ферментов метаболизма лекарств. (15)

У пациентов с хронической болезнью почек наблюдается снижение активности ферментов цитохрома Р450 (CYP). (16)

С другой стороны, уровень CYP2E1 увеличивается при диабете и может способствовать продолжающемуся повреждению клеток, наблюдаемому при диабете и ожирении. (17)

Диета

Согласно ограниченным исследованиям, дефицит белка подавляет, в то время как богатая белком диета, повышает активность ферментов CYP. (18) В одном давнем исследовании было показано, что диета с высоким содержанием углеводов снижает активность ферментов CYP, но требуются современные исследования, чтобы подтвердить эту связь. (19)

С другой стороны, было высказано предположение, что диета с высоким содержанием насыщенных жиров активирует фермент CYP2E1, увеличивающийся при диабете. (17)

Что снижает возможность детоксикации

Измененная (повышенная или пониженная) активность ферментов CYP лежит в основе большинства лекарственных взаимодействий и побочных эффектов.

Это одна из причин, почему взаимодействие добавок и лекарств может быть опасным, а в редких случаях даже опасным для жизни. Помните, что ферменты CYP метаболизируют большинство лекарств.

Теоретически все вещества, снижающие активность CYP, могут замедлять метаболизм лекарств и повышать их уровень в крови. Это может привести к повышенному риску токсичности или серьезных побочных эффектов.

С другой стороны, вещества, повышающие активность CYP, могут ускорить метаболизм и выведение лекарств. Это может снизить уровень препарата в крови и сделать его менее эффективным.

Всегда консультируйтесь со своим врачом, прежде чем начать прием биологических добавок и вносить какие-либо серьезные изменения в свой рацион или образ жизни. Важно, чтобы они знали обо всех лекарствах и добавках, которые вы используете или планируете к применению.

Кроме того, имейте в виду, что добавки для детоксикации не были одобрены медицинскими регулирующими органами (например, FDA) для лечебного использования. Добавки, как правило, не проходят серьезных клинических исследований. Современные правила устанавливают производственные стандарты для них, но не гарантируют, что они безопасны или эффективны. Поговорите с вашим врачом перед покупкой или приемом любой добавки.

Какие растения, продукты питания и другие вещества меняют ферменты цитохрома Р450

Многие из эффектов, описанных ниже, были изучены только на животных или клетках. Для питательных веществ, не имеющих клинических данных, взаимодействие ферментов CYP у человека неизвестно.

  • Было обнаружено, что соединения, содержащиеся в соке грейпфрута и некоторых других фруктовых соках (включая бергамот), ингибируют CYP3A4, что приводит к повышению биодоступности лекарственных препаратов, опосредованных CYP3A4. Таким образом, совместный прием сока грейпфрута и этих соединений повышает вероятность передозировки. (20)
Сок грейпфрута может вместе с лекарствами давать много побочных эффектов
Некоторые лекарства, такие как статины, используемые для снижения уровня холестерина, расщепляются ферментами. Грейпфрутовый сок может блокировать действие этих ферментов, увеличивая количество препарата в организме и может вызвать больше побочных эффектов. Другие лекарства, такие как Аллегра (фексофенадин), используемые для лечения аллергии, переносятся транспортерами в клетки организма. Грейпфрутовый сок может блокировать действие транспортеров, уменьшая количество препарата в организме, и может привести к тому, что препарат также не будет работать. (источник)
  • Сок либо пища с включением Бадья́на настоя́щего (или Ани́са звёздчатого)  ингибирует CYP2A6, CYP1A2, CYP2D6,  CYP2E1, CYP2C8, CYP2C9 и CYP3A4. (21)
  • Кресс-салат ингибирует CYP2E1, что может привести к изменению метаболизма определенных лекарств у людей, например, хлорзоксазон. (22)
  • Было показано, что два алкалоида – берберин и гидрастин ингибируют CYP2C9, CYP2D6 и CYP3A4. (2324)
  • Эврикома длиннолистная (Eurycoma longifolia), травянистое растение Labisia pumila, эхинацея (Echinacea purpurea), андрографис (Andrographis paniculata) и гинкго-билоба (Ginkgo biloba) ингибируют CYP2C8. (25)
  • Прополис ингибирует CYP1A2, CYP2E1 и CYP2C19. (26)
  • Ликопин, красный пигмент, содержащийся в помидорах, томатной пасте, моркови и арбузе, ингибирует CYP1A1 и CYP1B1. (27)
  • Вещество из солодки (ликохалкон А) значительно ингибирует CYP1A2, CYP2C19, CYP2C8, CYP2C9 и CYP3A4 и проявляет слабые ингибирующие эффекты на CYP2E1 и CYP2D6. (28)
  • Кофейная кислота и кверцетин сильно ингибируют CYP1A2 и CYP2C9. Кофейная кислота дополнительно ингибирует CYP2D6, и слабо ингибирует CYP2C19 и CYP3A4. Кверцетин мощно ингибирует CYP2C19 и CYP3A4 и умеренно ингибирует CYP2D6. (29)
  • Экстракт имбиря ингибирует CYP2C19. (30)
  • Поедание капусты, в отличие от других крестоцветных овощей, ингибирует CYP3A4, CYP1A2, CYP2D6 и CYP2C19. (31)
  • Пиперин, входящий в состав черного перца, снижает уровень CYP3A4. (17)
  • Олеуропеин из оливкового масла, инактивирует CYP3A4 и немного ингибирует CYP1A2. (17)
  • Чеснок ингибирует CYP2E1. (32)
  • Ресвератрол и садовый кресс-салат ингибируют CYP3A4. (32)
  • Ягоды и входящая в их состав эллаговая кислота могут снижать гиперактивность CYP1A1. Обратите внимание, что недостаточная активность гена CYP1A1 способна ухудшить течение пневмонии легких. (32)
  • Овощи в целом могут ослаблять чрезмерное действие CYP1A2. (32)
  • Вещество хризоэриол, присутствующее в чае ройбуш (ройбос) и сельдерее, может ингибировать CYP1B1. (32)
  • N-ацетилцистеин, эллаговая кислотазеленый чайчерный чай, одуванчик, хризин и среднецепочечные триглицериды могут снижать CYP2E1. (32)
  • Зверобой уменьшает уровень CYP1A1, CYP1B1 и CYP2D6. (33)

Что улучшает детоксикацию

Полезные вещества для детоксикации
Вещества, необходимые и способствующие эффективной работе 1 и 2 фазе детоксикации.

Растения и продукты питания

  • Валериана обыкновенная повышает активность CYP3A4 и 2D6 (34)
  • Гинкго билоба повышало активность CYP1A2 и CYP2D6 (34)
  • Брокколи и другие крестоцветные овощи активируют CYP1A1 и CYP1A2 (32)
  • Ресвератрол усиливает активность CYP1A1 (32)
  • Куркумин может повышать активность 3А4 (32)
  • Чай ройбуш, чеснок и рыбий жир индуцируют активность CYP3A, CYP3A1 и CYP3A2 (32)
  • Зверобой может повышать уровень CYP3A4 (3536)

Канцерогены

Табачный дым активирует практически все ферменты CYPs цитохрома P450. (37)

Гормоны

Эстрадиол (17β-эстрадиол) в высоких концентрациях, достигаемых во время беременности, повышает экспрессию CYP2B6. (38)

Обратите внимание, что многие продукты питания, по-видимому, действуют как индукторы или как ингибиторы ферментов CYP, основываясь на их концентрации или составе (куркумин/куркума, черный чай/теафлавины, соя). В то же время меньшее количество продуктов действуют двояко – увеличивают определенные ферменты CYP, уменьшая другие. (32)

Важно также знать, что повышенная активность фазы 1 – это не всегда хорошо для организма. Поскольку ферменты фазы 1 производят токсичные и канцерогенные соединения. А вы хотите получать нормально текущую детоксикацию, чтобы получаемые соединения в фазе 1 были в балансе с ферментами фазы 2.

Вещества, помогающие уменьшить накопление токсинов и улучающие их выведение из организма

  • Спирулина и одуванчик могут помочь уменьшить накопление ртути (23)
  • Спирулина с цинком увеличивает вывод мышьяка при хроническом отравлении мышьяком (24), а кадмий уменьшает этот вывод (25)
  • Хлорелла может быть полезна для ингибирования всасывания диоксинов через пищу и реабсорбции диоксинов, хранящихся уже в организме в кишечном тракте, предотвращая таким образом накопление диоксинов в организме. (26) Исследования, проведенные на мышах, также показывают, что выделение ртути усиливается хлореллой. (27, 28)
  • Расторопша может помочь уменьшить поступление токсинов в клетки. (29, 30)
  • Фолиевая кислота имеет решающее значение для метаболизма мышьяка. (31)
  • Альфа-липоевая кислота поддерживает процессы детоксикации. (32)
  • Было обнаружено, что глицин эффективен для повышения уровня глутатиона (сильного антиоксиданта) и снижения уровня свинца в костях (при очень высоких дозах около 1 г на кг массы тела у подопытных животных). (33)
  • Прием цистеина, метионина, витамина С и тиамина может обратить вспять окислительный стресс, связанный с воздействием мышьяка, и привести к снижению  уровня мышьяка в тканях тела. (34)
  • Диеты, обогащенные спирулиной и одуванчиком, снижают окисление свинца и ртути. (35, 36)
  • Спирулина, женьшень, лук и чеснок снижают перекисное окисление липидов и повышают уровень эндогенных (внутренних) антиоксидантов. (36, 37)
  • Куркумин, ресвератрол, витамин С, витамин Е, селен и цинк, а также кверцетин могут эффективно защищать от индуцированного кадмием перекисного окисления липидов и снижать вредное влияние кадмия на антиоксидантный статус.
  • Куркумин защищает от перекисного окисления липидов, вызванного как свинцом, так и кадмием. (41)
Информация на этом сайте не была оценена какой либо медицинской организацией. Мы не стремимся диагностировать и лечить любые болезни. Информация на сайте предоставляется только в образовательных целях. Вы должны проконсультироваться с врачом, прежде чем действовать исходя из полученной информации из этого сайта, особенно, если вы беременны, кормящая мать, принимаете лекарства, или имеете любое заболевание.
Оцените эту статью
Среднее 4.3 Всего голосов (6)