Bemerkung: Die Angaben in diesem Kapitel gelten für die Wirkstoffklasse Nitrofurane allgemein. Spezifische Daten bezüglich Chemie, Pharmakologie, Pharmakokinetik, Dosierungen und substanzspezifische Eigenschaften betreffend unerwünschten Wirkungen, Toxizität und Interaktionen sind bei den einzelnen Nitrofuranen & Nitrofuranderivaten beschrieben.
Durch die Reduktion der 5-Nitrogruppe durch bakterielle Nitroreduktasen werden reaktive Metaboliten gebildet, welche die Mikroorganismen durch Chromosomenbrüche schädigen. Ausserdem bestehen Interaktionen mit dem Zitronensäurezyklus, der Protein-, DNA- und RNA-Synthese. Die Überführung der Nitrofurane durch Redox-Reaktionen erfolgt auch durch Enzymsysteme der Säugetierzellen, wobei u.a. die Xanthin-Oxidase, NADPH-Cytochrom-C-Reduktase, Aldehydoxidase und Succinat-Dehydrogenase beteiligt sind. Die dadurch entstehenden reaktiven Metaboliten werden als Ursache für die mutagene Wirkung der Nitrofurane (via kovalente Bindungen an Makromoleküle) angesehen. Weiter sind für toxische Wirkungen der Verbrauch von Reduktionsäquivalenten, die Hemmung der DNA- und Proteinsynthese sowie die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies verantwortlich (Kroker 2003d). Bakterien weisen eine höhere Nitroreduktaseaktivität als Säugerzellen auf und sind deshalb empfindlicher (Kroker 2002a).
Eigenschaften
Nitrofurane wirken bakteriostatisch (Papich 2001a; Fulford 1961a). Über 3'500 Nitrofurane wurden bis jetzt hergestellt, aber nur wenige werden in der Tiermedizin als Chemotherapeutika eingesetzt (Spoo 1995a). Die toxischen und chemischen Eigenschaften der Nitrofurane schränken die Einsatzmöglichkeiten als systemische Antiinfektiva ein. Nitrofurane werden in der Regel lokal und nur selten systemisch eingesetzt (Allen 1993a).Wirkungsort / Wirkungsmechanismus
Nitrofurane sind Prodrugs, welche nach der Aktivierung durch spezifische Enzyme eine Toxizität gegenüber Mikroorganismen aufweisen (Hof 1986a). Der genaue Wirkungsmechanismus ist nicht bekannt. Vermutlich hemmen sie einen enzymatischen oxidativen Prozess (Allen 1993a) und zwar die oxidative Decarboxylierung von Pyruvat zu Acetyl-Coenzym A. Dadurch wird den empfindlichen Organismen die Möglichkeit entzogen, die für sie lebensnotwenige Energie zu produzieren (Papich 2001a; Spoo 1995a). Die Nitrogruppe in 5-Stellung ist nötig für die antibiotische Wirkung (Spoo 1995a). Ihre Reduktion führt zur Aktivierung der Nitrofurane; dies erfolgt durch bakterielle Nitroreduktasen (Hof 1986a; Race 2005a; Whiteway 1998a). Es sind 2 unterschiedliche Nitroreduktasen (Typ I und II) vorhanden (McCalla 1983a). Die Typ I-Reduktase wird durch Sauerstoff nicht beeinflusst, hingegen wird die Typ II-Reduktase durch Sauerstoff stark gehemmt (Asnis 1957a).Durch die Reduktion der 5-Nitrogruppe durch bakterielle Nitroreduktasen werden reaktive Metaboliten gebildet, welche die Mikroorganismen durch Chromosomenbrüche schädigen. Ausserdem bestehen Interaktionen mit dem Zitronensäurezyklus, der Protein-, DNA- und RNA-Synthese. Die Überführung der Nitrofurane durch Redox-Reaktionen erfolgt auch durch Enzymsysteme der Säugetierzellen, wobei u.a. die Xanthin-Oxidase, NADPH-Cytochrom-C-Reduktase, Aldehydoxidase und Succinat-Dehydrogenase beteiligt sind. Die dadurch entstehenden reaktiven Metaboliten werden als Ursache für die mutagene Wirkung der Nitrofurane (via kovalente Bindungen an Makromoleküle) angesehen. Weiter sind für toxische Wirkungen der Verbrauch von Reduktionsäquivalenten, die Hemmung der DNA- und Proteinsynthese sowie die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies verantwortlich (Kroker 2003d). Bakterien weisen eine höhere Nitroreduktaseaktivität als Säugerzellen auf und sind deshalb empfindlicher (Kroker 2002a).