Biotransformation und Xenobiotika

Wie Medikamente durchlaufen auch Xenobiotika im Organismus Biotransformationsprozesse, die darauf abzielen, sie wasserlöslicher zu machen und ihre Ausscheidung zu erleichtern.

Nach den verschiedenen Biotransformationsprozessen, die von zahlreichen Enzymen betrieben werden (Phase 1 und Phase 2) und deren Aktivierung können Xenobiotika unterschiedliche Schicksale haben:

ausgeschieden wie sie sind (zB Ethylether);
inaktiv ausgeschieden;
noch aktiv ausgeschieden (wie Anthrachinonglykoside oder Anthrachinone);
in giftige oder sehr giftige Verbindungen umgewandelt;

Hier sind einige Beispiele für Biotransformation.

Die aromatischen Amine führen nach Einführung von -OH-Gruppen am Stickstoff zu krebserregenden Metaboliten in der Leber.

Anilin bildet wiederum durch Einführung von -OH-Gruppen an der Aminogruppe hydroxylierte Produkte, die das Eisen im Hämoglobin von Fe2+ in Fe3+ umwandeln, wodurch meta-Hämoglobin entsteht. Meta-Hämoglobin ist ein Molekül, das dem Sauerstoff nicht sehr ähnlich ist, sodass dessen Transport erschwert wird.Außerdem neigt das Meta-Hämoglobin-Molekül dazu und präzipitiert auf der Ebene der Nierentubuli, was schwere Nephropathien verursacht.

PAHs mit TCDDs (Dioxinen), PCBs und Benzofuranen sind alle als "pharmakometabolische Induktoren" bekannte Verbindungen, daher beschleunigen sie die pharmakometabolische Wirkung auf der Ebene von Cytochrom P450 und erhöhen die Metabolisierung dieser Substanzen, die eine schwerwiegende Auswirkung auf die Gentranskription haben.
Von Bioaktivierung spricht man, wenn der ursprüngliche Giftstoff keine ausreichende Affinität zum Zielort hat, also in einen sehr ähnlichen Metaboliten umgewandelt wird.