Aus der Anwendung von Arzneimitteln bei Lebensmittel liefernden Tieren erwächst das Problem der Rückstandsbelastung tierischer Lebensmittel. Bei der Sicherheitsbewertung von Rückständen im Rahmen der Zulassung von Tierarzneimitteln wird der Aspekt des Einflusses von Verdauungsprozessen auf die Struktur und Bioverfügbarkeit von Rückständen beim Endverbraucher Mensch bisher nicht berücksichtigt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, das präsystemische Schicksal proteingebundener Arzneitmittelrückstände zu untersuchen. Da native Arzneitmittelrückstände nach Art und Menge schwer zu erfassen sind, wurde mit halbsynthetischen Rückständen gearbeitet, die durch Inkubation mit Rattenlebermikrosomen mit der Modellsubstanz Furazolidon gebildet wurden. Nach der Inkubation wurden freie und schwach gebundene Metaboliten durch Lösungsmittelextraktion entfernt, um nur die fest an Proteine gebundenen Rückstände zu gewinnen. Diese proteingebundenen Rückstände wurden in vitro mithilfe von Salzsäure und Pronase E verdaut. Die intestinale Bioverfügbarkeit der verdauten Rückstände wurde im isoliert perfundierten Darm untersucht. Zur Verifizierung der In-vitro-Befunde wurde die Bioverfügbarkeit der gebundenen Furazolidonrückstände außerdem bei Ratten untersucht. Der quantitative Nachweis der proteingebundenen Furazolidonrückstände erfolgte hochdruckflüssigkeitschromatographisch. Es wurden nur Rückstände erfasst, die die intakte Seitenkette des Furazolidons, das 3-Amino-2-oxazolidinon (AOZ), enthielten. Der Nachweis erfordert eine Derivatisierung des AOZ mit Nitrobenzaldehyd unter sauren Bedingungen. Während der Derivatisierung wird AOZ aus den Rückständen säurehydrolytisch freigesetzt. In der vorliegenden Arbeit wurde eine Methode wurde eine Methode entwickelt, die die sichere Unterscheidung zwischen freiem und gebundenem AOZ ermöglicht, da AOZ auch bei der Verdauung der Rückstände abgespalten wird. Nach In-vitro-Verdauung wurden zirka 80% der Rückstände als freies AOZ und nur noch 20% in der ursprünglichen gebundenen Form gemessen. Perfusionsversuche mit reinem AOZ zeigten, dass die Seitenkette des Furazolidons intestinal bioavearfügbar ist. Es scheint, dass AOZ die Darmwand durch passive Diffusion überwindet, da sich im Verlauf der zweistündigen Perfusion in der resorbierten Flüssigkeit eine AOZ-Konzentration aufbaute, die annährend so hoch war wie im Perfusionsmedium. Untersuchungen zur Biotransformation von AOZ in isolierten Enterozyten und Rattendarmmikrosomen gaben keine Hinweise auf einen intestinalen Abbau des AOZ. Hingegen deuten ein geringfügiger Abfall von AOZ in isolierten Hepatozyten und ein limitierter, jedoch signifikanter Abfall in Rattenlebermikrosomen auf hepatische Verstoffwechslung hin. Die Perfusion mit verdauten Furazolidonrückständen zeigte, dass proteingebunde Rückstände die Darmwand mit großer Wahrscheinlichkeit nicht überwinden konnten. Im Unterschied dazu wurde das während der Verdauung freigesetzte AOZ resorbiert. Fütterungsversuche mit Ratten zeigten, dass auch die natürliche Verdauung zur Freisetzung von AOZ aus Rückständen führt. Messungen in Geweben, Organen und Körperflüssigkeiten der Ratten ergaben, dass wahrscheinlich nur freies AOZ resorbiert wird, jedoch keine proteingebundenen Rückstände resorbiert werden und dass AOZ in unveränderter Form renal eliminiert werden kann. Quantitative Aussagen ließen sich aus den Versuchen nicht ableiten. Aus den Befunden wurde geschlossen, dass proteingebundene Arzneimittelrückstände im Gastrointestinaltrakt modifiziert werden können, so dass Verbindungen entstehen, die in tierischen Produkt noch nicht vorhanden sind. Die kovalente Bindung ist offensichtlich nicht der Endpunkt im Prozess der Rückstandsbildung, wie es einige Autoren postulieren. Die neuen Moleküle können bioverfügbar sein. Bei der Sicherheitsbewertung von Arzneimittelrückständen kann nicht a priori angenommen werden, dass sie pharmakologisch und toxikologisch unwirksam sind, da sie eliminiert werden müssen und wahrscheinlich auch biotransformiert werden. Im Fall von Furazolidon ist die wasserlösliche Seitenkette AOZ ein "neuer" Metabolit, der partiell bioverfügbar ist und möglicherweise in geringem Maße verstoffwechselt wird. Die Ausscheidung erfolgt renal, eventuell auch über andere Wege. Der Teil der proteingebundenen Rückstände, der die saure Hydrolyse im Magen übersteht, scheint hingegen im Darm nicht in nenneswerten Maße resorbiert zu werden. Dies könnte auch für den proteingebundenen Restrückstand, der nach Abspaltung von AOZ übrig bleibt, gelten. Zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass mit den verwendeten In-vitro-Modellen eine quantitative Aussage über das Schicksal proteingebundener Rückstände im Organismus zu erzielen ist. / The use of veterinary drugs in food producing animals give rise to contamination of animal food with drug residues. At present, the influence of digestion on structure and bioavailability of residues in humans has not been considered within the scope of saftety evaluation of residues during veterinary drug authorization. The aim of this study is the investigation of the presystemic fate of protein-bound drug residiues.

Aus der Anwendung von Arzneimitteln bei Lebensmittel liefernden Tieren erwächst das Problem der Rückstandsbelastung tierischer Lebensmittel. Bei der Sicherheitsbewertung von Rückständen im Rahmen der Zulassung von Tierarzneimitteln wird der Aspekt des Einflusses von Verdauungsprozessen auf die Struktur und Bioverfügbarkeit von Rückständen beim Endverbraucher Mensch bisher nicht berücksichtigt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, das präsystemische Schicksal proteingebundener Arzneitmittelrückstände zu untersuchen. Da native Arzneitmittelrückstände nach Art und Menge schwer zu erfassen sind, wurde mit halbsynthetischen Rückständen gearbeitet, die durch Inkubation mit Rattenlebermikrosomen mit der Modellsubstanz Furazolidon gebildet wurden. Nach der Inkubation wurden freie und schwach gebundene Metaboliten durch Lösungsmittelextraktion entfernt, um nur die fest an Proteine gebundenen Rückstände zu gewinnen. Diese proteingebundenen Rückstände wurden in vitro mithilfe von Salzsäure und Pronase E verdaut. Die intestinale Bioverfügbarkeit der verdauten Rückstände wurde im isoliert perfundierten Darm untersucht. Zur Verifizierung der In-vitro-Befunde wurde die Bioverfügbarkeit der gebundenen Furazolidonrückstände außerdem bei Ratten untersucht. Der quantitative Nachweis der proteingebundenen Furazolidonrückstände erfolgte hochdruckflüssigkeitschromatographisch. Es wurden nur Rückstände erfasst, die die intakte Seitenkette des Furazolidons, das 3-Amino-2-oxazolidinon (AOZ), enthielten. Der Nachweis erfordert eine Derivatisierung des AOZ mit Nitrobenzaldehyd unter sauren Bedingungen. Während der Derivatisierung wird AOZ aus den Rückständen säurehydrolytisch freigesetzt. In der vorliegenden Arbeit wurde eine Methode wurde eine Methode entwickelt, die die sichere Unterscheidung zwischen freiem und gebundenem AOZ ermöglicht, da AOZ auch bei der Verdauung der Rückstände abgespalten wird. Nach In-vitro-Verdauung wurden zirka 80% der Rückstände als freies AOZ und nur noch 20% in der ursprünglichen gebundenen Form gemessen. Perfusionsversuche mit reinem AOZ zeigten, dass die Seitenkette des Furazolidons intestinal bioavearfügbar ist. Es scheint, dass AOZ die Darmwand durch passive Diffusion überwindet, da sich im Verlauf der zweistündigen Perfusion in der resorbierten Flüssigkeit eine AOZ-Konzentration aufbaute, die annährend so hoch war wie im Perfusionsmedium. Untersuchungen zur Biotransformation von AOZ in isolierten Enterozyten und Rattendarmmikrosomen gaben keine Hinweise auf einen intestinalen Abbau des AOZ. Hingegen deuten ein geringfügiger Abfall von AOZ in isolierten Hepatozyten und ein limitierter, jedoch signifikanter Abfall in Rattenlebermikrosomen auf hepatische Verstoffwechslung hin. Die Perfusion mit verdauten Furazolidonrückständen zeigte, dass proteingebunde Rückstände die Darmwand mit großer Wahrscheinlichkeit nicht überwinden konnten. Im Unterschied dazu wurde das während der Verdauung freigesetzte AOZ resorbiert. Fütterungsversuche mit Ratten zeigten, dass auch die natürliche Verdauung zur Freisetzung von AOZ aus Rückständen führt. Messungen in Geweben, Organen und Körperflüssigkeiten der Ratten ergaben, dass wahrscheinlich nur freies AOZ resorbiert wird, jedoch keine proteingebundenen Rückstände resorbiert werden und dass AOZ in unveränderter Form renal eliminiert werden kann. Quantitative Aussagen ließen sich aus den Versuchen nicht ableiten. Aus den Befunden wurde geschlossen, dass proteingebundene Arzneimittelrückstände im Gastrointestinaltrakt modifiziert werden können, so dass Verbindungen entstehen, die in tierischen Produkt noch nicht vorhanden sind. Die kovalente Bindung ist offensichtlich nicht der Endpunkt im Prozess der Rückstandsbildung, wie es einige Autoren postulieren. Die neuen Moleküle können bioverfügbar sein. Bei der Sicherheitsbewertung von Arzneimittelrückständen kann nicht a priori angenommen werden, dass sie pharmakologisch und toxikologisch unwirksam sind, da sie eliminiert werden müssen und wahrscheinlich auch biotransformiert werden. Im Fall von Furazolidon ist die wasserlösliche Seitenkette AOZ ein "neuer" Metabolit, der partiell bioverfügbar ist und möglicherweise in geringem Maße verstoffwechselt wird. Die Ausscheidung erfolgt renal, eventuell auch über andere Wege. Der Teil der proteingebundenen Rückstände, der die saure Hydrolyse im Magen übersteht, scheint hingegen im Darm nicht in nenneswerten Maße resorbiert zu werden. Dies könnte auch für den proteingebundenen Restrückstand, der nach Abspaltung von AOZ übrig bleibt, gelten. Zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass mit den verwendeten In-vitro-Modellen eine quantitative Aussage über das Schicksal proteingebundener Rückstände im Organismus zu erzielen ist. / The use of veterinary drugs in food producing animals give rise to contamination of animal food with drug residues. At present, the influence of digestion on structure and bioavailability of residues in humans has not been considered within the scope of saftety evaluation of residues during veterinary drug authorization. The aim of this study is the investigation of the presystemic fate of protein-bound drug residiues.