Jabarkan Barier permeabilitas dan detoksifikasi dari Metabolisme obat

Senyawa yang terpapar pada organisme sebagian besar tidak dapat diprediksi jumlahnya, dan mungkin berbeda dari waktu ke waktu; ini adalah karakteristik utama dari stres toksik xenobiotik. Tantangan utama yang dihadapi oleh sistem detoksifikasi xenobiotik adalah bahwa mereka harus mampu menghilangkan jumlah senyawa xenobiotik yang hampir tak terbatas jumlahnya dari campuran kompleks bahan kimia yang terlibat dalam metabolisme normal. Solusi yang telah berkembang untuk mengatasi masalah ini adalah kombinasi yang elegan dari barier fisik dan sistem enzimatis spesifisitas rendah.

Semua organisme menggunakan membran sel sebagai barier permeabilitas hidrofobik untuk mengontrol akses ke lingkungan internal mereka. Senyawa polar tidak dapat berdifusi melintasi membran sel ini, dan penyerapan molekul yang bermanfaat dimediasi melalui protein transpor yang secara khusus memilih substrat dari campuran ekstraseluler. Penyerapan selektif ini berarti bahwa sebagian besar molekul hidrofilik tidak dapat memasuki sel, karena mereka tidak dikenali oleh transpoerter tertentu.  Sebaliknya, difusi senyawa hidrofobik melintasi barier ini tidak dapat dikontrol, dan karenanya organisme tidak dapat menghindarkan xenobiotik larut lemak dengan menggunakan barier membran.

Namun, keberadaan barier permeabilitas berarti bahwa organisme mampu mengembangkan sistem detoksifikasi yang mengeksploitasi hidrofobisitas umum untuk xenobiotik yang permeabel terhadap membran. Oleh karena itu, sistem ini memecahkan masalah spesifisitas dengan memiliki kekhususan substrat yang luas sehingga mereka memetabolisme hampir semua senyawa non-polar.  Metabolit yang berguna dikecualikan karena bersifat polar, dan secara umum mengandung satu atau lebih gugus bermuatan.

Detoksifikasi produk sampingan yang reaktif dari metabolisme normal tidak dapat dicapai dengan sistem yang diuraikan di atas, karena spesies ini berasal dari konstituen seluler normal dan biasanya memiliki karakteristik polar yang sama. Namun, karena senyawa ini jumlahnya sedikit, enzim tertentu dapat mengenali dan menghilangkannya. Contoh sistem detoksifikasi spesifik ini adalah sistem glioksalase, yang menghilangkan aldehida reaktif metilglioksal,  dan berbagai sistem antioksidan yang menghilangkan spesies oksigen reaktif.