Inhibitor

Ein Inhibitor (lat. inhibere ‚unterbinden‘, ‚anhalten‘) ist ein Hemmstoff, also eine Substanz, die eine oder mehrere Reaktionen – chemischer, biologischer oder physikalischer Natur – so beeinflusst, dass diese verlangsamt, gehemmt oder verhindert werden. Der Begriff wird insbesondere in der Enzymkinetik für enzymhemmende Stoffe verwendet, aber auch im Bereich von Chemie und Technik.

Inhibitoren in der Biochemie, Pharmakologie und Toxikologie

In der Biochemie hemmen oder verzögern Inhibitoren Enzymreaktionen.^[1] Abhängig von der Art des Inhibitors unterscheidet man bei der Hemmung von Enzymreaktionen verschiedene Formen.

Im Wesentlichen sind diese Hemmungen reversibel, das heißt sie können wieder rückgängig gemacht werden. Irreversible Hemmungen findet man im Bereich von Vergiftungen, beispielsweise bei Vergiftungen durch Cyanide.

Die reversiblen Hemmungen werden weiter unterteilt in:

• Kompetitive Hemmung: Hier konkurriert der Inhibitor mit dem Substrat. Dies kann in der Medizin angewendet werden.
• Allosterische Hemmung: Hier verändert der Inhibitor die Molekülstruktur des Enzyms, sodass das Substrat nicht mehr binden kann.

Eine Sonderform der kompetitiven Hemmung ist die Produkthemmung. Bei dieser Form der Hemmung greift das Produkt selbst regulierend in den enzymatischen Ablauf ein. Ein Beispiel ist die Cholesterinbiosynthese.

Inhibitoren in der Medizin

Inhibitoren (Hemmkörper) sind eine gefürchtete Komplikation der Hämophilie (Bluterkrankheit). Sie verhindern die Wirksamkeit des Faktor VIII, ein Eiweiß, das unverzichtbar für die Blutgerinnung ist. Die Elimination der Hemmkörper ist durch eine langandauernde Hochdosierung von Faktor VIII möglich.

Inhibitoren in der Chemie

Chemische Inhibitoren (Passivatoren, Hemmstoffe, Verzögerer, Antikatalysatoren, negative Katalysatoren) werden z. B. eingesetzt, um oxidative Veränderungen in Lebensmitteln zu verhindern (→ Antioxidantien) oder die Geschwindigkeit von Polymerisationen zu kontrollieren.^[2] In der Makromolekularen Chemie werden Inhibitoren, wie Allen, auch dazu benutzt, eine Polymerisation zu stoppen und Aussagen zur relative Konzentration aktiver Zentren (Stellen an denen die Polymerisation dynamisch fortschreitet).^[3] Bei der Verarbeitung von Gips oder Beton werden Verzögerer zugesetzt, um das allzu schnelle Abbinden dieser Baustoffe zu verhindern. Ein Gips, in dem der Verzögerer bereits enthalten ist, wird unter dem Handelsnamen Moltifill^® vermarktet. In katalytischen Prozessen wirken Inhibitoren als Katalysatorgift, beispielsweise Blei in Fahrzeugkatalysatoren.

In der Petrochemie werden dem Rohöl oder Erdgas verschiedene Inhibitoren hinzugefügt, um zu verhindern, dass sich während des Transports durch Pipelines an deren Wänden Gashydrate absetzen, die durch den erhöhten Druckabfall zu einer geringeren Fördermenge führen und Ventile verstopfen können.

Inhibitoren in der Elektrochemie

In der Elektrochemie werden Inhibitoren u. a. zum Schutz von Oberflächen vor Korrosion eingesetzt. Dabei lagern sich durch Adsorption z. B. organische Moleküle an der Oberfläche an und blockieren Reaktionen mit der Umgebung. Bei den Korrosionsinhibitoren sind die VCI-Mittel (Volatile Corrosion Inhibitor) als temporärer Schutz weit verbreitet. In geschlossenen Systemen, wie z. B. Kühlkreisläufen, können dem Medium Korrosionsinhibitoren zugesetzt werden.

Inhibitoren in der Technik

In der Klimatechnik und in der Wasserdampftechnik werden Inhibitoren dem Wasserkreislauf zugesetzt. Damit werden unerwünschte Reaktionen (zum Beispiel Korrosion) verhindert. Einer der Zusatzstoffe ist Hydrazin, $ N_{2}H_{4} $, welches den im Wasser bzw. Nassdampf vorhandenen Sauerstoff unter Freisetzung von Stickstoffdioxid bindet. Mit der Zugabe von Hydrazin entstehen stark alkalische Lösungen mit einem ph-Wert von 12 bis 13, welche die für alkalische Lösungen erforderlichen Sicherheitseinrichtungen notwendig machen.

Gegenwärtig wird Hydrazin als Konditionierungsmittel für die Speisewasseraufbereitung in Kraftwerksanlagen verwendet. Allerdings beschränkt sich der Einsatz auf Hochdruckanlagen bzw. auf Anlagen im hyperkritischen Bereich. Bei Betriebsdrücken bis 125 bar werden heute bereits erfolgreich Ersatzstoffe verwendet.

In der Lebensmitteltechnik darf Hydrazin nur verwendet werden, wenn die zulässigen Grenzwerte nicht überschritten werden.

Inhibitoren in der Brandbekämpfung

In der Brandbekämpfung kommen Inhibitoren bei den Brandklassen B und C sehr häufig in Form von Löschpulver (heterogene Inhibition) und mittlerweile auch wieder vereinzelt in Form von Halonen (homogene Inhibition) zum Einsatz.

Einzelnachweise

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