Gli xenobiotici sono tutti i composti chimici che si trovano in un organismo vivente, ma che sono estranei a quell’organismo, nel senso che normalmente non produce il composto né lo consuma come parte della sua dieta. Ad esempio, negli esseri umani, la maggior parte dei farmaci fa parte di questa categoria, poiché le persone non li producono naturalmente o li consumano in circostanze normali. Gli xenobiotici possono essere definiti anche come sostanze presenti in concentrazioni superiori alla norma, oppure del tutto artificiali e che non esistevano prima di essere prodotte sinteticamente dall’uomo.
Un composto normale per un organismo può essere xenobiotico per un altro. Un esempio comunemente usato di questo è l’effetto sperimentato dai pesci che vivono a valle dell’uscita di un impianto di trattamento delle acque reflue. Gli ormoni prodotti dall’uomo possono essere presenti, anche nell’acqua trattata, e questi composti sono estranei per quanto riguarda i pesci.
Quando un animale produce una tossina come meccanismo di difesa contro i predatori, queste tossine possono anche essere pensate come xenobiotici dal punto di vista del predatore. Tuttavia, i predatori possono anche sviluppare difese contro queste tossine. Un caso interessante in cui ciò si è verificato è nel tritone dalla pelle ruvida e nel suo predatore, il serpente giarrettiera. La tetrodotossina è uno xenobiotico prodotto nel corpo del tritone, che di solito è molto velenoso per altri animali, ma il serpente giarrettiera si è evoluto con una resistenza per poter continuare a predare il tritone. Si ipotizza che man mano che la specie di tritone produceva concentrazioni sempre più elevate del veleno nel corso delle generazioni, il serpente giarrettiera sviluppava una resistenza progressivamente più forte nei suoi confronti.
Quando i corpi umani incontrano una tale sostanza, la rimuovono attraverso un processo chiamato metabolismo xenobiotico. Attraverso questi processi, la struttura chimica del composto viene modificata e scomposta per essere utilizzata dall’organismo o per essere disintossicata, nel caso di alcuni veleni. A volte, sono queste vie chimiche e le loro reazioni che possono essere fatali, come nel caso delle morti per avvelenamento e delle interazioni farmacologiche dannose.
Le vie metaboliche che l’organismo utilizza per processare le sostanze estranee sono da tempo oggetto di grande interesse da parte della scienza medica. È in gran parte attraverso lo studio di questi percorsi che vengono proposti e sviluppati nuovi farmaci, soprattutto nel caso dei farmaci chemioterapici utilizzati nel trattamento del cancro. Sono anche importanti nello studio dei potenziali effetti degli inquinanti su un ambiente, per vedere se la sostanza chimica verrà scomposta o rimarrà nell’ambiente e causerà danni.