Скорость детоксикации: от чего зависит и можно ли её ускорить

Способность организма метаболизировать то или иное соединение не определяется одной характеристикой: это совокупность процессов, происходящих на разных этапах биотрансформации (химического превращения соединений в организме). Для одного вещества критическим может быть окисление при участии конкретного фермента, для другого — последующая конъюгация (присоединение другой молекулы, которое облегчает выведение), транспорт или выведение метаболита.

Генетические варианты могут изменять активность или экспрессию ферментов и транспортёров, но их функция зависит от субстрата, ткани и регуляторной среды. На эти же процессы влияют питание, лекарственные средства, возраст, гормональный статус и физиологическое состояние (Zanger & Schwab, Pharmacology & Therapeutics, 2013). Поэтому одна и та же генетическая особенность может иметь разное значение в зависимости от метаболического контекста.

Таким образом, вопрос об индивидуальной скорости детоксикации требует уточнений: какое соединение организм метаболизирует, какой путь задействует и какой этап этого пути определяет конечный результат.

Что означает детоксикация в биологии

Чужеродные соединения — лекарства, пищевые добавки (консерванты, красители и другие компоненты обработанных продуктов), бытовая химия, загрязнители воздуха — после попадания в организм выводятся из него в изменённом виде, пройдя превращения при участии ферментов. 

Такие чужеродные соединения называют ксенобиотиками. Большинство из них жирорастворимы. Почки выводят преимущественно водорастворимые соединения, поэтому жирорастворимые молекулы без химического изменения просто возвращались бы в кровь. В результате метаболических превращений ксенобиотики становятся полярными, а значит, пригодными для выведения печенью, почками или кишечником (Almazroo et al., Clinics in Liver Disease, 2017).

Организм может преобразовывать и выводить ксенобиотики благодаря ферментам, которые также участвуют в обмене собственных соединений — стероидных гормонов, жёлчных кислот и продуктов жирового обмена. Эти ферменты способны действовать на разные молекулы, поэтому помогают обрабатывать и вещества, поступающие извне (Hossam Abdelmonem et al., Biomedicines, 2024).

Фазы превращения ксенобиотиков

Превращение ксенобиотика включает три фазы, которые не всегда протекают последовательно: функционализацию, конъюгацию и транспорт.

Фаза I: функционализация (окисление, восстановление и гидролиз)

Задача этой фазы — ввести или открыть химическую группу, к которой затем присоединится молекула для конъюгации. Главные ферменты здесь — цитохромы P450. В геноме человека их кодируют 57 функциональных генов в 18 семействах (Hossam Abdelmonem et al., Biomedicines, 2024), но за биотрансформацию большинства ксенобиотиков отвечает около десятка ферментов из семейств CYP1, CYP2 и CYP3 (Zanger & Schwab, Pharmacology & Therapeutics, 2013).

Фаза II: конъюгация

Ферменты фазы II присоединяют к молекуле различные остатки, в частности глюкуроновую кислоту, сульфат, глутатион, ацетильную или метильную группу, что делает молекулу более полярной, то есть лучше растворимой в воде (Almazroo et al., Clinics in Liver Disease, 2017).

Фаза III: транспорт

Транспортные белки переносят конъюгат из клетки в жёлчь, мочу или кал (Almazroo et al., Clinics in Liver Disease, 2017).

Реклама детокс-продуктов описывает детоксикацию печени как две фазы: в первой токсин превращается, во второй обезвреживается. Третью фазу — транспорт, без которого конъюгат не покинет клетку, — маркетинг не упоминает. Кроме того, эта схема не учитывает ещё две вещи: 

1. Часть соединений сразу идёт на конъюгацию, минуя фазу I

2. Окисление не всегда делает молекулу безопаснее: отдельные промежуточные продукты фазы I более реактивны, чем исходное вещество, и способны связываться с белками и ДНК, если конъюгация не успевает их перехватить (Almazroo et al., Clinics in Liver Disease, 2017).

Отсюда и ошибочное представление, что фазу I можно ускорить ради более эффективного очищения организма. Но ускоренная фаза I без соответствующей мощности фазы II скорее повышает риск для организма, чем защищает его.

Генетические варианты ферментов биотрансформации

Для некоторых цитохромов P450 разница в активности между людьми настолько выражена, что имеет собственную классификацию: фенотипы от медленного до сверхбыстрого метаболизма. Наиболее подробно она описана для гена CYP2D6 (cytochrome P450 family 2 subfamily D member 6) (Zanger & Schwab, Pharmacology & Therapeutics, 2013). Самый быстрый из этих фенотипов, сверхбыстрый метаболизм, обычно возникает не из-за изменения самого фермента, а из-за дупликации гена — у человека несколько рабочих копий вместо одной, и фермент образуется в избытке (Zanger & Schwab, Pharmacology & Therapeutics, 2013).

Однонуклеотидный полиморфизм (single nucleotide polymorphism, SNP) rs1800566 в гене NQO1 (NAD(P)H quinone dehydrogenase 1) снижает активность соответствующего фермента. 

CYP2D6 и NQO1 действуют в разных ферментных системах: первый — преимущественно в окислительном метаболизме фазы I, второй — в восстановлении хинонов. Активность одного не связана с активностью другого. Каждая ферментная система обрабатывает собственный круг молекул, и генетический вариант смещает именно эту, более узкую обработку, а не метаболизм в целом.

Что на самом деле известно об ускорении детоксикации

На ферментные системы действительно можно повлиять извне. Но влияние на конкретный фермент — это не то же самое, что доказанная польза курса очищения для организма. Эти два утверждения часто путают.

В 12-недельном рандомизированном исследовании среди жителей региона с высоким загрязнением воздуха напиток из проростков брокколи, содержащий глюкорафанин и сульфорафан, повысил выведение глутатионовых конъюгатов бензола на 61% и акролеина на 23% (Egner et al., Cancer Prevention Research, 2014). 

Данные имеющихся исследований не подтверждают пользы детокс-диет ни для выведения токсинов, ни для контроля веса (Klein & Kiat, Journal of Human Nutrition and Dietetics, 2015).

Подробнее о том, почему одинаковый рацион работает по-разному у разных людей, — в статье Почему одна и та же диета даёт разные результаты у разных людей.

Генетический контекст для конкретных веществ

Генетические варианты ферментов имеют значение прежде всего там, где известно конкретное вещество и конкретный фермент, который его обрабатывает.

Исследование напитка из проростков брокколи выявило влияние генотипа GSTT1 (glutathione S-transferase theta 1) на выведение бензола — загрязнителя воздуха, который участники вдыхали независимо от участия в исследовании (Egner et al., Cancer Prevention Research, 2014). У носителей функционального аллеля бензольный меркаптурат выводился активнее, чем у людей с нулевым генотипом, причём эффект сохранялся независимо от того, получали они напиток из проростков брокколи или плацебо.

Эффект генотипа ограничивается субстратами, с которыми работает конкретный фермент. Для других веществ тот же вариант не будет иметь прогностической ценности. Кроме того, генетический вариант показывает врождённое свойство ферментной системы, а не текущее состояние организма: он не заменяет лабораторных показателей функции печени или почек.

Более широкий взгляд на связь метаболизма, пищеварения и генетики — в статье Метаболизм, пищеварение и генетика: что влияет на реакцию на еду.

Генетический тест Apixmed Prism анализирует генетические варианты, связанные с ферментными системами биотрансформации, — ещё один уровень персонализированного контекста наряду с лабораторными анализами и образом жизни. Лабораторные анализы показывают текущее функциональное состояние организма по конкретным показателям. Генетические данные показывают, с какими врождёнными различиями ферментов человек живёт постоянно.

Исследуйте свои генетические особенности с Apixmed Prism — посмотрите на здоровье сквозь призму ДНК → Генетический тест «Печень, жёлчный пузырь и поджелудочная железа»

Знать собственную генетическую вариативность в этих системах — это не способ ускорить что-то абстрактное. Это способ понимать, какие особенности детоксикации есть у вашего организма и как он обрабатывает конкретные вещества, с которыми сталкивается ежедневно.

Результаты генетического теста — это не диагноз и не замена консультации врача. Отчёт Apixmed Prism даёт генетический контекст, который дополняет результаты обследований и помогает принимать решения вместе с врачом.

Источники

1. Almazroo O.A., Miah M.K., Venkataramanan R. (2017). Drug metabolism in the liver. Clinics in Liver Disease, 21(1), 1–20. https://doi.org/10.1016/j.cld.2016.08.001 

2. Hossam Abdelmonem B., Abdelaal N.M., Anwer E.K.E., Rashwan A.A., Hussein M.A., Ahmed Y.F., Khashana R., Hanna M.M., Abdelnaser A. (2024). Decoding the role of CYP450 enzymes in metabolism and disease: a comprehensive review. Biomedicines, 12(7), 1467. https://doi.org/10.3390/biomedicines12071467 

3. Zanger U.M., Schwab M. (2013). Cytochrome P450 enzymes in drug metabolism: regulation of gene expression, enzyme activities, and impact of genetic variation. Pharmacology & Therapeutics, 138(1), 103–141. https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2012.12.007 

4. Zhou H., Wan H., Zhu L., Mi Y. (2022). Research on the effects of rs1800566 C/T polymorphism of NAD(P)H quinone oxidoreductase 1 gene on cancer risk involves analysis of 43,736 cancer cases and 56,173 controls. Frontiers in Oncology, 12, 980897. https://doi.org/10.3389/fonc.2022.980897 

5. Egner P.A., Chen J.-G., Zarth A.T., Ng D.K., Wang J.-B., Kensler K.H., Jacobson L.P., Muñoz A., Johnson J.L., Groopman J.D., Fahey J.W., Talalay P., Zhu J., Chen T.-Y., Qian G.-S., Carmella S.G., Hecht S.S., Kensler T.W. (2014). Rapid and sustainable detoxication of airborne pollutants by broccoli sprout beverage: results of a randomized clinical trial in China. Cancer Prevention Research, 7(8), 813–823. https://doi.org/10.1158/1940-6207.CAPR-14-0103 

6. Klein A.V., Kiat H. (2015). Detox diets for toxin elimination and weight management: a critical review of the evidence. Journal of Human Nutrition and Dietetics, 28(6), 675–686. https://doi.org/10.1111/jhn.12286