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Toxikokinetik - Aufnahme, Verteilung und Speicherung von Fremdstoffen

Lipophilie und log pOW

Um Membranen passieren zu können, müssen chemische Stoffe den hydrophoben Membranbereich passieren können, sie müssen also selbst lipophile Merkmale besitzen. Oft besteht eine gute Korrelation zwischen Lipidlöslichkeit und Membranpassage, wenn auch sehr lipophile Stoffe wie langkettige n-Alkane aufgrund hoher Lipophilie in der Membran "stecken bleiben", sie diese also nicht permeieren können. Da Zellmembranen je nach Lokalisation im Organismus eine sehr unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen können, mit unterschiedlichen Anteilen an polaren und unpolaren Komponenten, kann die Anwesenheit von polaren Strukturelementen in einem Stoff die Membranpassage erleichtern oder erschweren. Die Lipidlöslichkeit eines Stoffes wird durch den Verteilungskoeffizienten beschrieben, welcher ein Maß für die Verteilung einer Verbindung zwischen einer wässrigen und einer Lipidphase ist. Der Verteilungskoeffizient ist gemäß dem Nernst'schen Verteilungssatz das Verhältnis der Konzentrationen des Stoffes in den beiden (nicht mischbaren) Phasen bei einer vorgegebenen Temperatur im Gleichgewicht.

pOW
p OW = Konzentration der Substanz in n-Octanol Konzentration der Substanz in Wasser

Der Koeffizient ist eine dimensionslose Größe und wird als "log pOW" angegeben. Je höher der Verteilungskoeffizient, desto höher ist die Lipophilie der Substanz.

Bestimmt wird der Koeffizient in der Regel unter Verwendung von n-Octanol. Es wurden/werden auch noch andere 2-Phasensysteme wie Chloroform/Wasser, n-Heptan/Wasser oder Olivenöl/Wasser verwendet. Bei der Angabe eines Verteilungskoeffizienten ist die Angabe des Verteilungssystems zu beachten. Zu berücksichtigen ist immer, dass 2-Phasensysteme der genannten Art die Permeationseigenschaften einer Membran in vivo nur unzureichend zu beschreiben vermögen. Ebenso lassen sich Verteilungskoeffizienten bestimmen für die Verteilung eines Fremdstoffes

  • zwischen Luft und Blut (Bezug: Übertritt von gasförmigen Stoffen über die Lunge) und
  • Blut und Fett (Bezug: Aufnahme und Speicherung von Fremdstoffen aus dem Blut in das Fettgewebe).
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