Direkt zum Inhalt

Lexikon der Ernährung: Biotransformation

Biotransformation, E biotransformation, die biochemische Wandlung eines Stoffes durch die Stoffwechselleistung der Organismen. Sie sorgt dafür, dass u. a. schädliche Substanzen schneller ausgeschieden werden oder in weniger schädliche Derivate überführt werden (Elimination). Diesen Reaktionen sind Resorptions-, Diffusions- und Verteilungsprozesse vorgelagert. Die auf molekularer Ebene ablaufende B. erfolgt in der Zelle. Man unterscheidet funktionalisierende Reaktionen (Phase-I-Reaktionen) und die in der Regel nachgeschalteten konjugierenden Reaktionen (Phase-II-Reaktionen). Erstere sind vorwiegend Oxidationen, aber auch Reduktionen und hydrolytische Spaltungen. Funktionalisierende Reaktionen dienen der Aktivierung der Fremdstoffe, d. h. der Bildung von funktionellen Gruppen (–OH, –SH, –NH2, –COOH) und damit der Vorbereitung einer Konjugationsreaktion, um die Stoffe ausscheidungsfähig zu machen. Letzteres kann durch Kopplung mit aktivierter Glucuronsäure, Glutathion, Sulfat oder Essigsäure bereits direkt oder nach erfolgter Funktionalisierung erfolgen.
Der Hauptteil (99 %) der B. erfolgt in drei Organen: > 80 % in der Leber (biliäre Ausscheidung), <  10 % im Dünndarm, < 5 % in der Haut. Aber auch die in den restlichen Organen (z. B. im Blut) ablaufenden B. können große toxikologische Relevanz besitzen. Die an der B. beteiligten Enzyme sind teilweise membrangebunden oder in löslicher Form im Cytoplasma lokalisiert. Die wichtigste Phase-I-Reaktion ist die Oxygenierung, durch die eine Vielzahl verschiedener Xenobiotika eine Polarisierung erfahren, wodurch ihre Ausscheidung begünstigt wird. Gleichzeitig erhöht sich die Fähigkeit, mit Biomakromolekülen zu reagieren. Die Oxygenierung wird vor allem durch Cytochrom-P-450-abhängige Monooxygenasen katalysiert, die molekularen Sauerstoff spalten und davon ein Atom auf das Substrat übertragen. Neben der Oxygenierung kann es auch zu Kohlenstoffhydroxylierungen oder Epoxydierungen kommen. Durch Kopplung des modifizierten Fremdstoffes an körpereigene Makromoleküle entstehen Verbindungen mit neuen Eigenschaften (i. d. R. gute Wasserlöslichkeit, oft geringe biologische Aktivität). Teilweise erfahren die Stoffe durch Konjugation aber auch eine Giftung. Damit ist eine pauschale Differenzierung in Aktivierung (Giftung) durch Phase-I-Reaktionen und Entgiftung durch Konjugationen nicht richtig. Die Entgiftung von Pharmaka im Zuge der B. wird als Detoxikation bezeichnet.

Lesermeinung

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

  • Die Autoren

Albus, Christian, Dr., Köln
Alexy, Ute, Dr., Witten
Anastassiades, Alkistis, Ravensburg
Biesalski, Hans Konrad, Prof. Dr., Stuttgart-Hohenheim
Brombach, Christine, Dr., Gießen
Bub, Achim, Dr., Karlsruhe
Daniel, Hannelore, Prof. Dr., Weihenstephan
Dorn, Prof. Dr., Jena
Empen, Klaus, Dr., München
Falkenburg, Patricia, Dr., Pulheim
Finkewirth-Zoller, Uta, Kerpen-Buir
Fresemann, Anne Georga, Dr., Biebertal-Frankenbach
Frenz, Renate, Ratingen
Gehrmann-Gödde, Susanne, Bonn
Geiss, Christian, Dr., München
Glei, Michael, Dr., Jena (auch BA)
Greiner, Ralf, Dr., Karlsruhe
Heine, Willi, Prof. Dr., Rostock
Hiller, Karl, Prof. Dr., Berlin (BA)
Jäger, Lothar, Prof. Dr., Jena
Just, Margit, Wolfenbüttel
Kersting, Mathilde, Dr., Dortmund
Kirchner, Vanessa, Reiskirchen
Kluthe, Bertil, Dr., Bad Rippoldsau
Kohlenberg-Müller, Kathrin, Prof. Dr., Fulda
Kohnhorst, Marie-Luise, Bonn
Köpp, Werner, Dr., Berlin
Krück, Elke, Gießen
Kulzer, Bernd, Bad Mergentheim
Küpper, Claudia, Dr., Köln
Laubach, Ester, Dr., München
Lehmkühler, Stephanie, Gießen
Leitzmann, Claus, Prof. Dr., Gießen
Leonhäuser, Ingrid-Ute, Prof. Dr., Gießen
Lück, Erich, Dr., Bad Soden am Taunus
Lutz, Thomas A., Dr., Zürich
Maid-Kohnert, Udo, Dr., Pohlheim
Maier, Hans Gerhard, Prof. Dr., Braunschweig
Matheis, Günter, Dr., Holzminden (auch BA)
Moch, Klaus-Jürgen, Dr., Gießen
Neuß, Britta, Erftstadt
Niedenthal, Renate, Hannover
Noack, Rudolf, Prof. Dr., Potsdam-Rehbrücke
Oberritter, Helmut, Dr., Bonn
Öhrig, Edith, Dr., München
Otto, Carsten, Dr., München
Parhofer, K., Dr., München
Petutschnig, Karl, Oberhaching
Pfau, Cornelie, Dr., Karlsruhe
Pfitzner, Inka, Stuttgart-Hohenheim
Pool-Zobel, Beatrice, Prof. Dr., Jena
Raatz, Ulrich, Prof. Dr., Düsseldorf
Rauh, Michael, Bad Rippoldsau
Rebscher, Kerstin, Karlsruhe
Roser, Silvia, Karlsruhe
Schek, Alexandra, Dr., Gießen
Schemann, Michael, Prof. Dr., Hannover (auch BA)
Schiele, Karin, Dr., Heilbronn
Schmid, Almut, Dr., Paderborn
Schmidt, Sabine, Dr., Gießen
Scholz, Vera, Dr., Langenfeld
Schorr-Neufing, Ulrike, Dr., Berlin
Schwandt, Peter, Prof. Dr., München
Sendtko, Andreas, Dr., Gundelfingen
Stangl, Gabriele, Dr. Dr., Weihenstephan
Stehle, Peter, Prof. Dr., Bonn
Stein, Jürgen, Prof. Dr. Dr., Frankfurt
Steinmüller, Rolf, Dr., Biebertal
Stremmel, Helga, Bad Rippoldsau
Ulbricht, Gottfried, Dr., Potsdam-Rehbrücke
Vieths, Stephan, Dr., Langen
Wächtershäuser, Astrid, Frankfurt
Wahrburg, Ursel, Prof. Dr., Münster
Weiß, Claudia, Karlsruhe
Wienken, Elisabeth, Neuss
Wisker, Elisabeth, Dr., Kiel
Wolter, Freya, Frankfurt
Zunft, Hans-Joachim F., Prof. Dr., Potsdam-Rehbrücke

Partnervideos