Xenobiotikum

Definition und Grundidee

Ein Xenobiotikum ist eine chemische Verbindung, die dem biologischen Stoffkreislauf eines Organismus oder natürlichen Ökosystemen fremd ist. Der Plural lautet Xenobiotika. Solche Stoffe enthalten oft Strukturelemente, die in Naturstoffen in dieser Form nicht oder nur äußerst selten vorkommen.

Wichtig ist, dass „körperfremd“ immer auf einen bestimmten Organismus bezogen ist. Eine Substanz kann für einen Organismus xenobiotisch sein, für einen anderen aber nicht. Ein Antibiotikum kann zum Beispiel für den Menschen xenobiotisch sein, nicht aber für den Pilz, der es bildet.

Herkunft und Beispiele

In der Natur sind Xenobiotika fast immer anthropogenen Ursprungs, also durch menschliches Handeln entstanden oder in die Umwelt gebracht. Häufige Beispiele sind Kunststoffe, pharmazeutische Wirkstoffe, künstliche Pflanzenschutzmittel wie halogenierte Kohlenwasserstoffe sowie Nahrungsbestandteile ohne physiologische Rolle, darunter verschiedene Zusatzstoffe, Konservierungsmittel und synthetische Farbstoffe.

Viele dieser Stoffe sind biologisch nur schwer oder gar nicht abbaubar. Ein Grund dafür sind funktionelle Gruppen, die in der Natur selten vorkommen, zum Beispiel aromatische Nitrogruppen oder Sulfonsäure-Gruppen.

Wirkung auf Organismen und Umwelt

Xenobiotika können positive, keine oder schädliche Wirkungen auf Organismen und Umwelt haben. Eine schädliche Wirkung auf die Umwelt und Lebewesen wird als Ökotoxizität bezeichnet.

Ob ein Xenobiotikum toxisch wirkt, hängt von mehreren Faktoren ab: von seiner Aufnahme, also zum Beispiel davon, ob es fettlöslich oder wasserlöslich ist, von seiner biologischen Abbaubarkeit und von der Möglichkeit, es durch Biotransformation umzuwandeln. Biotransformation bedeutet, dass ein Stoff im Organismus chemisch verändert wird. Dabei kann ein meist lipophiles, also fettliebendes, Xenobiotikum wasserlöslich und damit ausscheidbar gemacht werden.

Auch die Anreicherung in bestimmten Organismen oder in Teilen von Organismen spielt eine Rolle. Einige Xenobiotika werden den Xenohormonen zugeordnet, also körperfremden Stoffen mit hormonähnlicher Bedeutung.

Begriff in der Biochemie

In der Biochemie umfasst der Begriff Xenobiotika alle körperfremden Stoffe. Der Begriff beschreibt also nicht nur Umweltchemikalien, sondern allgemein Substanzen, die für einen bestimmten Körper oder Organismus fremd sind.

Darum muss bei der Verwendung des Begriffs immer klar sein, welcher Organismus gemeint ist. Dieselbe chemische Verbindung kann je nach Organismus unterschiedlich eingeordnet werden.