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beyond reason
암을 포함한 인체의 질환의 대부분은 궁극적으로 염증반응이다.
염증을 일으키는(악화시키는) 설탕, 음료수, 빵, 과자, 밀가루(다수의 사람), 유제품(일부의 사람)를 피하고
염증을 줄이는 파이토케미칼(마늘, 양파, 울금, 금은화 ..........), 오메가 3지방산을 적절하게 복용하고
각종 질환의 원인인 산화물질(프리라디칼)을 항산화하는 비타민 A, C, E, 글루타치온을 적절하게 복용해도 여전히 증상이 호전되지 않는 사람들이 있다.
양파, 마늘, 십자화과 채소, 엽록소, 터페노이드, 플라보노이드 등은 복잡하지만 해독능력의 균형을 잡는데 매우 이로운 쪽으로 작용
이들에게 필요한 다음 Routine 치료는 바로 '해독'이다.
중금속의 해독
각종 약물의 해독
곰팡이가 분비하는 독소(아플라톡신)의 해독
인체의 복잡한 해독과정에 대한 이야기!!
5-3. 해독과 생체전환에 대한 기능의학적 접근
유전적, 환경적 요인이 해독에 미치는 영향
'해독-생체변환(detoxification-biotransformation)'
사람은 진화과정을 통해 내인 또는 외인 물질에 대항하는 복잡한 체계를 발달시켜왔음. 1970년 해독에 속하는 효소를 발견함. 이 효소는 철을 함유하고 있고 흡수한 450nm의 자외선을 방출하는 특성을 가지고 있어 사이토크롬 p450이라 명명함. 곧이어 시토크롬 p450이 간에 고농도로 존재하고 있고 이는 친지질성 독소를 수용성의 생체변환 중간산물로 전환하는 작용을 한다는 것을 밝혀냄.
- 1단계 해독작용(phase I detoxification).
우리 몸에 들어오는 외부독성 물질은 모두 간에서 생체전환되어 수용성 물질은 소변, 땀으로 배설되고
지용성 물질은 간 - 담낭 - 소장 - 대장을 통해 배설된다.
위 그림과 같이 1차 생체전환 과정 반응에는 산화반응(oxidation), 환원반응(reduction) - redox balance(산화환원반응의 균형), 가수분해반응(hydrolysis), 수화반응(hydration, 탄소-탄소 이중결합에 히드록시기와 수소 이온이 끼어들어가는 반응), 탈할로겐화 반응(dehalogenation, 탈 할로겐화는 C- 할로겐 결합을 절단하여 생성물을 형성하는 화학 반응)이 있다. 이 과정에서 반드시 필요한 영양소, 비타민이 있는데 '리보플라빈, 나이아신, 피리독신, 코발라민, 엽산(5-MTHF), 글루타치온, BCAA (분지쇄아미노산은 분지를 갖는 지방족 측쇄를 갖는 아미노산으로 단백질 생성 아미노산 중에는 필수아미노산인 류신, 이소류신, 발린의 세 가지 BCAA), 플라보노이드, 인지질 등이 있다.
이후 연구를 통해 이렇게 생성된 생체변환 중간산물은 conjugase라 불리는 간의 또 다른 효소들에 의해 추가적인 생체변환과정을 거치게 되는데, 이를 2단계 해독작용(phase 2 detixification)이라 함.
생체전환 2(Conjugation pathway)의 반응에는 황화반응(sulfation, 생화학에서 황화 또는 황화는 술포 그룹을 다른 분자에 효소 촉매 작용으로 결합시키는 것), 글루코시드 본드 결합반응glucuronidation(Glucuronidation is often involved in drug metabolism of substances such as drugs, pollutants, bilirubin, androgens, estrogens, mineralocorticoids, glucocorticoids, fatty acid derivatives, retinoids, and bile acids. These linkages involve glycosidic bonds), 글루타치온 conjugation, 아세틸화반응(아세틸기가 붙는 반응), 아미노산 conjugation, 메틸화반응(메틸기가 붙는 반응) 등이 있고 필요한 영양소로는 '글리신, 타우린, 글루타민, N-아세틸시스테인, 시스테인, 메티오닌 등이 있다.
생체전환 1, 2 반응을 통해 우리 몸으로 들어온 이물질들은 물에 녹는 화합물로 변환되어 땀, 소변으로 배설되고 물에 녹지 못하는 화합물은 간, 담낭, 소장, 대장으로 배설된다.
conjugase는 생체변환 중간산물에 글루크론산이나 황산염, 글루타치온, 글리신, 타우린, 메틸기와 같은 분자를 부착시키는 작용을 함. 호르몬과 같은 내인 대사산물처럼 약물, 생체화합이물도 같은 해독경로와 특이 1단계효소에 경쟁적으로 작용함.
이후 1980, 90년대에 걸쳐 방대한 수의 1단계 사이토크롬 p450는 인간에서 58개 이상의 서로 다른 유전자에 의해 생성되는 효소의 super-family라는 것을 알게 됨.
해독기능의 유전적 변이성
해독과 생체변환의 복잡성은 인간에서 시토크롬 p450효소의 광범위한 유전적 다양성에 의한 발현으로 인해 더욱 복잡해짐. 연구자들은 이러한 변이성이 인간에서 1단계 시토크롬 p450의 구조와 기능뿐 아니라 2단계 콘주게이즈에서 역시 존재한다는 것을 발견함.
연구를 통해 특정한 시토크롬 p450효소의 유전적 결함과 환경에 의해 매개되는 질환의 감수성 간에 상관관계가 있다는 것은 알 수 있음. 약물대사의 차이는 유전적 요인에만 기인하는 것이 아니며 환경이나 영양 역시 시토크롬 p450과 콘주게이즈 효소족의 유전자 발현과 단백체 활성에 영향을 줌. 또한 식이요인도 수송이나 대사를 유도 또는 억제함으로 일차-통과해독이나 생체변환을 변화시키는 데 중요한 역할을 하는 것으로 알려짐.
해독의 유전학과 식이
외인 화학물질의 대사에 광범위하게 관여하는 몇몇 접합효소의 유전적 다양성은 환경독소에 대한 감수성을 유발하는 중요한 요인으로 알려져 있음.
해독에 영향을 미치는 요인
1) phytochemicals
페놀, 쿠마린, 이소티오시안염, 플라본, 인돌, 레티노이드, 토코페롤, 셀레늄 화합물과 같은 황화합물은 돌연변이 유발 및 독성효과로부터 저항하여 보호하는 효과가 있음.
.... 2단계 해독과정과 균형을 이루지 않고 1단계 시트코름 p450의 활성만을 상향조정하는 것은 고도의반응성 생체변환 중간산물의 생성을 증가시켜 오히려 해로운 결과를 가져올 수 있음. 중요한 것은 두단계의 해독계가 균형을 이루어야 함.
2) 해독의 단기능 조절제와 다기능 조절제
어떤 요인이든 해독에 미치는 영향력은 1단계와 2단계 효소계에 미치는 효과의 합임. 예를들어 고단백 식이는 시토크롬 p450을 상향조절하는데 단백질이 부족한 식이는 p450을 하향조절함으로써 독성을 증가시킴.

Medical conditions accompanying obesity often require drug therapy, but whether and how obesity alters the expression of drug-metabolizing enzymes and thus drug pharmacokinetics is poorly defined. Previous studies have shown that high-fat diet (HFD) feeding and subsequent obesity in mice lead to altered expression of transcriptional regulators for cytochrome P450 CYP2D6, including hepatocyte nuclear factor 4α (HNF4α, a transcriptional activator of CYP2D6) and small heterodimer partner (SHP, a transcriptional repressor of CYP2D6). The objective of this study was to examine whether diet-induced obesity alters CYP2D6 expression by modulating HNF4α and SHP expression. Male CYP2D6-humanized transgenic (Tg-CYP2D6) mice were fed with HFD or matching control diet for 18 weeks. Hepatic mRNA expression of CYP2D6 decreased to a small extent in the HFD group (by 31%), but the differences in CYP2D6 protein and activity levels in hepatic S9 fractions were found insignificant between the groups. Although hepatic SHP expression did not differ between the groups, HNF4α mRNA and protein levels decreased by ∼30% in the HFD group. Among major mouse endogenous cytochrome P450 genes, Cyp1a2 and Cyp2c37 showed significant decreases in the HFD group, whereas Cyp2e1 expression did not differ between groups. Cyp2b10 and Cyp3a11 expression was higher in the HFD group, with corresponding 2.9-fold increases in hepatic CYP3A activities in HFD-fed mice. Together, these results suggest that obesity has minimal effects on CYP2D6-mediated drug metabolism, although it modulates the expression of mouse endogenous P450s in a gene-specific manner.
많은 식물성 화학물질이 1단계 및 2단계 효소활성 모두에 강력한 영향을 미치는 것으로 알려져 있음. 약물대사를 느리게 하는 자몽이나 약물대사를 빠르게 하는 고추나물과 같은 몇가지 예외는 있지만 사람들이 즐겨먹는 대부분의 식물성 식품은 해독계에 중요한 영향을 미침.
양파, 마늘, 십자화과 채소, 엽록소, 터페노이드, 플라보노이드 등은 복잡하지만 해독능력의 균형을 잡는데 매우 이로운 쪽으로 작용함.
해독과정의 균형을 유지하는데 있어 글루타치온-S-전이효소나 N-아세틸전이효소, 설포전달효소, UDP-글루크로노실트랜스퍼라제, 카테콜-메틸전이효소와 같은 2단계 효소가 균형잡힌 해독과정을 제공하는데특히 더 중요함. 이는 2단계 효소가 균형을 맞춰주지 못하는 상태로 1단계 사이토크롬 p450 상향조절되는 경우, 반응성 중간대사물질의 생성이 현저히 증가되면서 세포손상을 유발할 수 있기 때문임.
3) 글루크론산화(glucuronidation)
글루크론산화는 UDP-글루크로노실 트랜스퍼라제에 의해 주요 해독과정으로 빌리루빈, 스테로이드, 갑상선 호르몬, 레티노이드, 담즙산과 같은 광범위하고 다양한 내인성 화합물뿐만 아니라 많은 수의 친지질성 생체화합이물을 친수성으로 전환시켜 대사물의 배설을 촉진함.
길버트 증후군 환자는 특이 물질에 글루크론산화를 하는 능력이 저하되어 있기 때문에 내인 또는 외인 독소에 대한 감수성이 더 높을 수 있음.
글루크론산화는 두가지 경로에 의해 조절되는데
하나는 유전적 표현수준을 조절함으로서 필요한 동종효소의 양을 결정하는 것이고
다른 하나는 특이 물질에 의해 각각의 동종효소가 '기능적 상태'가 될 수 있도록 활성을 조절하는 것
가. 글루크론산화의 능력은 사람마다 다름
나. 글루크론산화에 영향을 주는 요인
- 플라보노이드는 특이 글루크론산분해효소를 유도하는 작용이 있어 글루크론산화를 증가시킴.
- 플라보노이드의 일종인 루테올린은 글루크론산화를 유도하며 크리신 역시 같은 기능을 함.
- 갑상선 호르몬도 마찬가지
다. 글루크론산화에서 식이섬유소의 역할
- 어떤 식이섬유소는 UDP-글루크로노실트렌스퍼라제 활성에 영향을 줌.
- 장내세균이 글루크론산화를 조절하는 과정에 중요한 역할을 함. 즉 장내세균이 해독에 관여함.
라. 실리마린과 글루크론산화
- 실리마린 성분을 함유하는 큰엉겅퀴(밀크시슬)는 시토크름 p450과 UDP-글루그로노실트렌스퍼라제 활성에 영향을 주는 식물임. 인간세포 배양연구에서 실리마린은 시토크롬 P450-3A4뿐만 아니라 클루크로노실트랜스퍼라제 1A6, 1A9 효소의 활성을 저하시키는 것으로 나타남. 이 결과는 간의 약물-대사효소게에서 다양한 약물의 1단계 통과 해독과정(first pass detoxification)에 있어 매우 중요하기 때문에 임상적으로도 중요함.
독성물질에 대한 감수성을 변화시키는 요인들
- 식이, 생활양식, 환경 등
가. 금식
금식이 해독기능에 미치는 영향. 독성이 악화될 수 있음. 특히 수분섭취가 적거나 대변배설이 감소되는 경우 독성은 더욱 악화.
나. 2단계 해독과정에서 아미노산의 요구량
글리신, 글루타민, 메티오닌, 시스테인, N-아세틸시스테인을 포함한 적절한 양의 단백질과 무기황, 셀레늄, 타우린 등은 모두 2단계 활성에 매우 중요함. 리포익산의 보충은 황 아미노산 섭취가 적절한 상태에서 세포내 글루타치온 농도를 현저히 증가시키는 작용을 함.
다. 다른 식이요인들
고탄수화물 식이는 P450을 하향조절하기 때문에 몇몇 약물과 호르몬 대사를 바람직하지 않은 수준까지 저하시킬 수 있음.
high fat diet에 관한 2018년 논문
Cytochrome P450 monooxygenase (P450) enzymes metabolize critical endogenous chemicals and oxidize nearly all xenobiotics. Dysregulated P450 activities lead to altered capacity for drug metabolism and cellular stress. The effects of mixed exposures on P450 expression and activity are variable and elusive. A high-fat diet (HFD) is a common exposure that results in obesity and associated pathologies including hepatotoxicity. Herein, we report the effects of cigarette smoke on P450 activities of normal weight and HFD induced obese mice. Activity-based protein profiling results indicate that HFD mice had significantly decreased P450 activity likely instigated by proinflammatory chemicals, and that P450 involved in detoxification, xenobiotic metabolism, and bile acid synthesis were effected by HFD and smoke interaction. Smoking increased activity of all lung P450, and co-exposure to diet effected P450 2s1. We need to expand our understanding of common exposures coupled to altered P450 metabolism to enhance the safety and efficacy of therapeutic drug dosing.
라. 운동
운동을 하면 간해독 효소계를 유도하고 항산화 효소를 현저히 증가시킴.
독성금속에 대한 영양과 환경조절
적절한 영양은 독성금속의 흡수나 정체, 유독성, 배설에 영향을 미침.
철결핍이 있을때 납, 알루미늄 흡수 증가
칼슘결핌이 있을때 납과 카드뮴 체내 축적량 증가
카드뮴은 마탈로티오네인의 결합부위에서 아연과 경쟁
셀레늄이 결핍되면 수은 정체
장누수 있을때 독성 중금속들은 흡수증가
독성금속의 배설
중금속의 배설은 복잡한 기전(사슬)에 의해 조절되며 사슬의 어떤 부분이라도 연결이 끊어지면 독성금속의 배설이 원할하게 일어나지 않을 수 있음. 독성금속은 세포에서 방출되어 세포외액에서 혈액으로 이동한 후 혈액을 통해 간이나 신장으로 전달되어 소변이나 담즙으로 배설됨. 금속이 담즙으로 배설되는 경우라면 순환계에 대사 재흡수되기 전 대변을 통해 체외로 배출되어야 함.
수은배설
수은이 배설되는 첫번째 과정은 수은이 세포내 메탈로티오네인이나 글루타치온에 결합하는 것인데 메탈로티오네인의 생성은 운동이나 적정량의 아연이 존재하는 경우 높은 수준으로 유도되며(아연 결핍은 메탈로티오네인의 고갈을 유발) L-시스테인의 보충이나 유산소 운동 등을 통한 단기간의 산화스트레스에 의해서도 유도됨. 메탈로티오네인은 글루타치온과 함께 협력하여 최초 세포로부터 수은이 이동하는 과정에 작용하며 글루타치온과 세포내 항산화활성을 공유하기도 함.
Mercury exposure is the second-most common cause of toxic metal poisoning. Public health concern over mercury exposure, due to contamination of fish with methylmercury and the elemental mercury content of dental amalgams, has long been a topic of political and medical debate. Although the toxicology of mercury is complex, there is evidence for antioxidant protection in the prevention of neurological and renal damage caused by mercury toxicity. Alpha-lipoic acid, a coenzyme of pyruvate and alpha-ketoglutarate dehydrogenase, has been used in Germany as an antioxidant and approved treatment for diabetic polyneuropathy for 40 years. Research has attempted to identify the role of antioxidants, glutathione and alpha-lipoic acid specifically, in both mitigation of heavy metal toxicity and direct chelation of heavy metals. This review of the literature will assess the role of glutathione and alpha-lipoic acid in the treatment of mercury toxicity.
Mercury is harmless in an insoluble form, such as mercuric sulfide, but it is poisonous in soluble forms such as mercuric chloride or methylmercury. Mercury is a neurotoxin. Outbreaks of mercuric chloride poisonings have made it clear that adults, children, and developing fetuses are at risk from ingestion exposure to mercury. It is very important and interesting to study the reaction of mercuric chloride and Glutathione as biomarker of Glutathione role in detoxification and conjugation in components (Plasma and Cytosolic Fraction). The effect of mercuric chloride's different concentrations was examined on GSH present in plasma and cytosolic fraction. Decrease in GSH level was dependant on mercuric chloride concentration. The decrease in GSH level of blood components was more prominent with the time of incubation of mercuric chloride. Decrease in the concentration of reduced state Glutathione may be due the interaction of reduced state Glutathione (GSH) and mercuric chloride to form oxidized Glutathione (GSSG) or mercuric-glutathione complex. This change in GSH metabolic status provides information regarding the role of GSH in detoxification of mercuric chloride. The effect of mercury metal on Glutathione in blood components has been discussed in this paper in vitro condition as a model for in Vivo condition.
셀레늄도 세포내에서 수은과 결합하여 이동 가능한 복합체를 형성하므로 수은독성 치료에 셀래늄 보충이 권고되어 있음.
Extraction methods destroy Hg-bioselenols despite strong affinity between Hg and Se.
Chromatography has limited capability in structural elucidation of Hg-bioselenols.
Deconvolution of ESI–MS spectra of Hg–Se-peptides is challenging.
Studies to improve natural hetoroatomic NPs characterisation are needed.
Mercury forms potent toxic compounds, which cause irreversible damage to the central nervous system, while selenium, if present in an adequate concentration, is an essential micronutrient needed for the regulation of metabolic processes. The interactions between mercury and selenium have been rigorously scrutinized particularly due to observed protective effects of selenium against mercury toxicity, however very few proposed mechanisms are supported by empirical data. With mercury concentrations steadily rising in the environment, this matter is of urgency, and pushes for the development of new sample preparation protocols and analytical techniques. Softer extraction methods should preserve the true chemical species, while a combination of chromatographic and direct analytical techniques enable identification and quantitation. This review summarizes the state of the art of current analytical techniques, which focus on the interactions between mercury and selenium in biological matrices and outlines the future trends that might fill major gaps in our analytical capabilities.
일단 수은이 메탈로티오네인이나 글루타치온에 의해 이동하면 이는 세포막을 통과한 후 다시 간으로 이동함. 운동은 림프를 통해 세포외액으로부터 수은이 이동하여 혈액내로 유입되도록 하는 과정을 촉진하는 것으로 생각하고 있음.
사우나와같은 고온치료도 수은이 세포외액으로 직접이동하도록 하는데 유용함. 한편 간에 도달한 수은은글루타치온 접합과정을 통해 mercapturate로 전환되며 이렇게 생성된 수은 머캅츄레이트는 담즙을 통해 배설됨.
Arsenic, cadmium, lead, and mercury exposures are ubiquitous. These toxic elements have no physiological benefits, engendering interest in minimizing body burden. The physiological process of sweating has long been regarded as “cleansing” and of low risk. Reports of toxicant levels in sweat were sought in Medline, Embase, Toxline, Biosis, and AMED as well as reference lists and grey literature, from inception to March 22, 2011. Of 122 records identified, 24 were included in evidence synthesis. Populations, and sweat collection methods and concentrations varied widely. In individuals with higher exposure or body burden, sweat generally exceeded plasma or urine concentrations, and dermal could match or surpass urinary daily excretion. Arsenic dermal excretion was severalfold higher in arsenic-exposed individuals than in unexposed controls. Cadmium was more concentrated in sweat than in blood plasma. Sweat lead was associated with high-molecular-weight molecules, and in an interventional study, levels were higher with endurance compared with intensive exercise. Mercury levels normalized with repeated saunas in a case report. Sweating deserves consideration for toxic element detoxification. Research including appropriately sized trials is needed to establish safe, effective therapeutic protocols.
간과 신장은 수은에 의한 글루타치온 고갈에 매우 예민함. 시스테인, N-아세틸시스테인, 글루타치온, 심자화과 채소, 식이섬유소, 변성되지 않은 유장단백질, 리포익산, 양파, 마늘을 보충하면 간과 신장에서 글루타치온 생성을 증가시킬 수 있음.
특히 리포익산은 간에서 무기수은과 직접결합하고 담즙으로 배설을 촉진하는 동신에 글루타치온의 생성을 유도함으로써 이러한 과정을 촉진할 수 있음.
Thiols are known to influence the metabolism of glutathione. In a previous study (Toxicology 156 (2001) 93) dithiothreitol (DTT) did not show any effect on intra- or extracellular glutathione concentrations in HeLa cell cultures but increased the effects of mercury ions on glutathione concentrations, whereas monothiols such as N-acetylcysteine (NAC) or glutathione did not. In the present study, we have investigated the effects of thiols as well as the interaction between thiols and mercury ions in cultures of both HeLa and hepatoma cells. Furthermore, we have added alpha-lipoic acid (LA) to the previously used test panel of thiols, since it is metabolised intracellularly to a dithiol (dihydrolipoate). The present study shows that LA increased intra- and extracellular concentrations of glutathione in both HeLa and hepatoma cell cultures. In contrast to results for HeLa cells, the presence of DTT increased the intracellular glutathione concentration in hepatoma cells. No increase of glutathione concentrations was observed in hepatoma cell cultures in the presence of the monothiols (NAC, homocysteine or glutathione) tested, in agreement with previous findings in HeLa cell cultures. The presence of dithiols, either DTT or dihydrolipoate (the metabolite of LA), increased the effects of mercury ions on glutathione concentrations in hepatoma cells, whereas monothiols such as NAC or glutathione did not, in agreement with previous findings in HeLa cells. Thus, metabolic effects of mercury ions were observed in hepatoma cells as well as in HeLa cells at a lower concentration than the supposed toxicity threshold for mercury in blood.
수은이 담즙을 통해 장내로 들어가면 대변을 통해 체외로 배설되는데 장-간순환을 통해 수은이 재순환되는 것을 막기 위해서는 최선의 위장기능을 유지하는 것이 매우 중요함. 섬유소는 장내 수은을 제거하고 대변의 통과시간을 단축시킴으로써 체내 수은 축적량을 감소시키는데 중요한 역할.
독성학적 손상이 있는 환자의 평가
1) 환자의 병력
독성노출에 대한 자세한 병력청취는 임상평가과정에서 가장 중요함.
2) 검사실 검사에 의한 평가
유기독소(환경호르몬), 금속독소(중금속)
장기간 낮은 수준으로 중금속에 노출되었을때 가장 신뢰성있는 방법은 자극 후 소변검사를 하는 것. 이 방법은 낮은 수준의 무기수은 중독증을 평가할때 유용함.
해독생활
1) 회피하기
- 독소의 원인으로 알려진 모든 것에 노출되는 것을 피함.
2) 영양
3) 운동
4) 휴식
5) 해독
영양학적으로 조절하는 해독과정
1) 칼로리 제한식이
2) 패스트푸드, 정크푸드, 튀긴음식 제한
3) 다량의 신선한 야채
4) 항원성이 적은 음식
5) 해독오일, 해독주스
6) 땀나는 운동
7) 주 3-5회 사나
독소의 평가와 치료
치료를 위해서 환자의 독소부하를 다루어야 할지 결정하려면 일반적인 독소에 의한 병리를 이해해야 함.
노출의 근원찾기
혈청, 지방조직, 대변, 소변에서 생체화합이물을 증명하는 것은 효과적인 치료 프로토콜을 결정하는데 중요할 수 있음.
중금속 킬레이트화
친지질성 생체화합이물
- 사우나 치료는 피하지방층에 저장된 생체화합이물을 피부를 통해 배설
심층의 지방에 저장된 생체화합이물은 혈액내로 방출시키는 작용을 함.
- 피하지방층의 화합물은 피부를 통해 흡수된 물질과 혈액으로부터 유입된 물질들이며 필수 미네랄, 아연, 구리, 철, 망간, 납, 카드뮴, 수은과 같은 중금속, 약물 등을 포함한 수많은 화합물들이 피부를 통해 체외로 배설됨.
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