Toxikokinetik und Risikoabschätzung von Chemikalien

Die toxische oder kanzerogene Wirkung von Chemikalien wird häufig nicht von den Substanzen selbst, sondern von im Stoffwechsel gebildeten Umwandlungsprodukten, so genannten Metaboliten, hervorgerufen. Die Belastung des Zielorts durch den wirksamen Stoff (Ausgangssubstanz oder Metabolit) hängt von seiner Konzentration und der Dauer seiner Einwirkung ab. Beide Parameter werden durch die Stoffmenge und ihre Aufnahmegeschwindigkeit bestimmt sowie durch die Geschwindigkeiten von Verteilung, metabolischer Elimination und Exkretion von aufgenommenem Stoff bzw. wirksamem Metaboliten. Die Toxikokinetik beschreibt diese Geschwindigkeiten und hierüber die Belastung am Zielort quantitativ. Sehr oft unterliegen Bildung und Elimination von Metaboliten Sättigungskinetiken (z. B. nach Michaelis und Menten). Entsprechend ist die Konzentration der wirksamen Verbindung im Zielgewebe häufig nicht direkt proportional zur aufgenommenen Stoffmenge. Hieraus folgt, dass Wirkmechanismus und Toxikokinetik bei Versuchstier und Mensch bekannt sein müssen, bevor aufgrund einer am Versuchstier ermittelten Dosis-Wirkungsbeziehung die Wirkintensität für den Menschen abgeschätzt werden kann.

Unsere Arbeitsgruppe befasst sich mit der Abschätzung des Gesundheitsrisikos von Chemikalien am Arbeitsplatz und in der Umwelt, basierend auf deren Wirkmechanismus und Toxikokinetik. Die Untersuchungen werden an Zellbestandteilen, Zellen, Organen, Versuchstieren und Probanden durchgeführt. Die erhaltenen Daten werden zur Entwicklung und Validierung toxikokinetischer Modelle verwendet. Unter Einbeziehung von Toxikokinetik, Toxikodynamik und Dosis-Wirkungsbeziehungen werden Gesundheitsrisiken für den Menschen quantifiziert. Die ermittelten Risiken bilden eine Grundlage für die toxikologische Bewertung und Grenzwertfestsetzung von Chemikalien.