Pharmakologie Allgemeine Kenntnisse

[Rabenzahn]

Die Pharmakologie lässt sich hauptsächlich in zwei Teilbereiche gliedern.

· Pharmakokinetik
· Pharmakodynamik

Pharmakokinetik

Die Pharmakokinetik beschäftigt sich mit dem Transport zum Wirkort und dem Abbau von Arzneistoffen im Körper und stellt sich allgemein die Frage:
" In welcher Weise wirkt der Körper auf das Pharmakon?“

Pharmakodynamik

Die Pharmakodynamik ist die Lehre von der Wirkungsweise der Arzneistoffe am Wirkort und beschäftigt sich mit der Frage:
„ In welcher Weise wirkt das Pharmakon auf den Körper?“

Pharmakokinetik

Die Transportvorgänge von Arzneistoffen im Körper sind im wesentlichen durch fünf Phasen gekennzeichnet.

• Freisetzung
• Absorption
• Verteilung
• Metabolisierung
• Ausscheidung

Freisetzung
Oral verabreichte Medikamente ( Tablette) zerfallen im Magensaft und setzen ihre Wirkstoffe frei.



Absorption
Der Wirkstoff wird aus dem Magensaft absorbiert und tritt dann ins Blut über.


Verteilung
Aus dem Blut gelangt der Wirkstoff ins Gewebe des limbischen Systems.

Metabolisierung
Die Verstoffwechslung findet in der Leber statt.

Ausscheidung
Die Ausscheidung erfolgt über die Nieren.


Orale Medikamentengabe Intravenöse Gabe

• 1. Freisetzung
• 2. Absorption
• 3. Verteilung 1. Verteilung
• 4. Metabolisierung 2. Metabolisierung
• 5. Ausscheidung 3. Ausscheidung

Begriffe aus dem Bereich der Pharmakokinetik

· Kompartiment

· Konzentrationsgradient

· aktiver Transport

· pharmazeutische Phase

· pharmakologische Phase

· pharmakodynamische Phase


Applikation

Applikationsort

Applikationsart

Resorption

Resorptionsbarrieren

Resorptionsmechanismus

· Diffusion
· erleichterte Diffusion
· aktiver Transport
· Pinozytose
o Phagozytose
o Persorption

 

[Rabenzahn]

Pharmakologie Teil 2

Kompartiment

Als Kompartiment bezeichnet man einen Verteilungsraum für den Arzneistoff im Körper.

Zum Beispiel bei der Einnahme einer Tablette.

Dann ist das erste Kompartiment der Magensaft.
Das zweite Kompartiment das Blut.
Und das dritte Kompartiment das Gewebe des limbischen Systems.

Merke:
Damit ein Arzneistoff wirken kann, muss er in das Kompartiment gelangen, in dem sich sein Wirkort befindet.


Dazu ist entweder ein Konzentrationsgradient oder ein aktiver Transportmechanismus notwendig.



Konzentrationsgradient


Ein Konzentrationsgradient liegt vor, wenn eine Substanz in zwei verschiedenen Kompartimenten in jeweils unterschiedlicher Konzentration vorliegt.


Das lässt sich am Beispiel einer Valium – Tablette erläutern.
Am Anfang ist die Konzentration des Pharmakons im Magensaft hoch und im Blut niedrig.

Es besteht also ein Konzentrationsgradient zwischen Magensaft und Blut.
Das Pharmakon wird allmählich aus dem Magensaft in das Blut resorbiert, mit der Zeit verschwindet daher der Konzentrationsgradient.

Aktiver Transport
Beim aktiven Transport* muss eine Substanz entgegen dem Konzentrationsgefälle im Sinne eines Bergauf – Transports durch die Membran transportiert werden. Der energieverbrauchende Prozess ist durch Substanzen mit ähnlicher chemischer Struktur kompetitiv** und durch Stoffwechselgifte nichtkompetitiv hemmbar.

Aminosäuren, verschiedene Zucker und Nucleinsäure – Basen werden auf diese Weise resorbiert. Für einige dieser Substanzen chemisch nahestehende Pharmaka kann ein aktiver Transport mit relativ hoher Wahrscheinlichkeit angenommen werden.

Pharmazeutische Phase

Die pharmazeutische Phase umfasst – bei den am meisten verwendeten festen Arzneiformen – den Zerfall der Arzneiform und die Auflösung der Arzneistoffe. Sie sind daher vorwiegend von den galenischen* Eigenschaften des Arzneimittels bestimmt.

Pharmakokinetische Phase


Zur pharmakokinetischen Phase gehören die Teilprozesse Invasion und Elimination.

Als Invasion werden die bei der Aufnahme eines Arzneistoffes in den Organismus ablaufende Vorgänge ( Resorption, Verteilung) bezeichnet, unter Elimination versteht man die Prozesse, die zu einer Konzentrationsabnahme des Arzneistoffes im Organismus führen ( Biotransformation, Ausscheidung.

Pharmakodynamische Phase

Zur pharmakodynamischen Phase rechnet man die Pharmakon – Rezeptor – Wechselwirkung sowie die sich anschließenden Vorgänge, an deren Ende der pharmakologische Effekt steht.

Die Wirkung eines Arzneimittels hängt somit nicht nur von dessen pharmakodynamischen Eigenschaften, sondern auch ( und zwar in hohem Maße) von der Arzneiform und den verwendeten Hilfsstoffen, der Art und dem Ort der Applikation, der Resorbierbarkeit und der Resorptionsgeschwindigkeit, der Verteilung im Organismus, der Bindung und Lokalisation im Gewebe, der Biotransformation ( Metabolisierung) und der Ausscheidbarkeit bzw. Ausscheidungsgeschwindigkeit, also pharmazeutischen und pharmakokinetischen Parametern, ab.

Teil 3 folgt

 

[Rabenzahn]

Pharmakologie Teil 3

Wirkung am Rezeptor

Die Pharmakon – Rezeptor – Wechselwirkung soll am Beispiel eines zentralwirksamen Opioids erklärt werden.

Der Wirkort des Opioids sind die Opiatrezeptoren vom Typ Mü und Delta. Nachdem ein Opiatmolekül zu seinem Wirkort gelangt ist, verbindet es sich mit einem Opiatrezeptor zum sogenannten Pharmakon – Rezeptor – Komplex. Erst durch diese Verbindung werden die Wirkungen des Opiats ausgelöst.

Die Stärke, mit der das Opiatmolekül an einen Opiatrezeptor bindet, nennt man Affinität, die Stärkedes Effekts, die diese Bindung auslöst bezeichnet man als intrinsische Aktivität.

Die intrinsische Aktivität wird mit Werten zwischen 0 und 1 angegeben, wobei der Wert 1 die maximal erzielbare Wirkung bedeutet.

Pharmaka, die sich an einem Rezeptor binden und eine Wirkung auslösen, nennt man Agonisten, solche, die sichan einen Rezeptor binden, aber keine Wirkung auslösen, nennt man Antagonisten.

Opiate sind somit Opiatagonisten, Gegenmittel sind Opiatantagonisten.

Ein reiner Agonist hat die relative intrinsische Aktivität 1 und erzeugt den maximal möglichen Effekt, sobald er alle Rezeptoren besetzt hat.

Ein reiner Antagonist hat die intrinsische Aktivität 0, er besitzt somit keine Wirkstärke am Rezeptor.

Daneben gibt es noch partielle Agonisten deren intrinsische Aktivität zwischen 0 und 1 liegt.

Pharmaka mit hoher Affinität können solche mit niedriger Affinität vom Rezeptor verdrängen. Solch einen Vorgang bezeichnet man als Antagonisierung, da hier ein Agonist von einem Antagonisten verdrängt wird.

Da Agonist und Antagonist um denselben Rezeptor konkurrieren ( sogenannte Konkurrenz am Wirkort), kann jeweils durch die Erhöhung der Konzentration des einen Stoffes der andere am Zugang zum Rezeptor gehindert werden.



Anhand der Wirkung und Nebenwirkungen von Opiaten wird deutlich, dass Rezeptoren molekularen Schaltern entsprechen, die biologische Funktionen an – und abstellen können.

So lösen die Opiatrezeptoren im ZNS eine Analgesie aus, die in der Medulla oblongata eine Atemdepression und die im Darm befindlichen eine spastische Obstipation.

Welche Wirkung oder Nebenwirkung der jeweilige Rezeptor vermittelt, hängt ausschließlich von seiner Lokalisation ab.

Applikation


Ein Arzneimittel kann entweder auf die Körperoberfläche, d.h. auf die Haut oder Schleimhaut, aufgebracht oder mit Hilfe perforierender Instrumente ( z.B. Injektionsspritze, Impfpistole) in das Körperinnere injiziert werden.

Der Applikationsort, die Applikationsart und die Arzneiform richten sich dabei nach den physikalischen und chemischen Eigenschaften des Arzneistoffes, dem gewünschten Wirkungseintritt und der gewünschten Wirkdauer, dem Ort, an dem das Pharmakon wirken soll und dem Zustand des Patienten.

Soll der Wirkungseintritt rasch erfolgen, muss eine Applikationsart gewählt werden, bei der durch Wegfall der Resorption die Latenz zwischen Applikation und Wirkungseintritt kurz ist ( intravasale Injektion, Inhalation).

Wird dagegen eine protrahierte Wirkung angestrebt, kommen in der Regel nur solche Applikationsformen in Betracht, bei denen das Pharmakon erst nach der Resorption wirksam wird.

Teil 4 folgt

 

[Elisabeth Dinse]

Kleine Korrekturen:

Freisetzung bei oraler Gabe erfolgt nicht nur im Magen. Stichwort: magensaftresistente Medis.

Absorption ist abhängig vom Freisetzungsvorgang. Stichwort: siehe oben.

Verteilung geht nicht nur in Richtung lymbisches System sondern in Richtung Erfolgsorgan. Stichwort: Blut- Hirn- Schranke

Metabolisierung kann auch in Schleimhäuten und im Darm stattfinden. Stichwort: Paracetamol vs. Novalgin

Die Ausscheidung kann über alle ausscheidenden Syteme erfolgen.

Stichwort: Gelomyrthol- Kapseln

Da diese Ausarbeitungen auch von Azubis genutzt werden (sollen) wäre eine saubere Recherche sicher angebracht.

Elisabeth

 

[Rabenzahn]

Pharmakologie Teil 4

Applikationsorte – und – arten

Topische Applikation.

Als Beispiel für eine topische Applikation können neben der Lokalbehandlung von Hauterkrankungen die orale Gabe von Adsorbentien oder Adstringentien ( Substanzen um z.B. den Darm zu gerben bei Diarrhoe), die Anwendung von Broncholytika in Form von Aerosolen, die Injektion von Lokalanästhetika in ein Gewebe und die lokale Applikation von Zytostatika in die Harnblase genannt werden.

Dem Vorteil, dass die Dosis normalerweise niedrig liegt und mit systemischen Wirkungen in geringeren Umfang gerechnet werden muss, steht der Nachteil einer meist größeren Allergisierungsgefahr bei der Applikation von Arzneistoffen auf die Haut gegenüber.

Parenterale Applikation

Die intravasale ( meist intravenöse) Injektion ist dadurch gekennzeichnet, dass exakt dosiert werden kann ( Bioverfügbarkeit 100 %.

Durch die rasche Verdünnung im Blut und durch dessen große Pufferkapazität die Anforderungen an die Injektionslösung bezüglich Isotonie* (*Zustand gleicher bzw. konstanter molekularer Konzentrationen isoosmotischen Druckes) von Lösungen; s.a. Wasser-Elektrolyt-Haushalt)
und Isohydrie* ( *die pH-Konstanz der extra- u. intrazellulären Flüssigkeit) geringer sind als bei intramuskulärer oder subkutaner Injektion sowie der Arzneistoff sehr rasch den Wirkort erreicht.

Orale Applikation

Am häufigsten werden Arzneimittel oral verabreicht, da die dafür geeignete Arzneiformen relativ leicht hergestellt werden können und der Patient sie außerdem meist bevorzugt.

Schlechte Resorbierbarkeit des Arzneistoffs aus dem Magen – Darm – Kanal oder Irritation der Magenschleimhaut können jedoch die orale Gabe verhindern.


Rektale Applikation

Eine rektale Applikation sollte wegen der sehr unterschiedlichen und meist auch niedrigeren Resorptionsquote auf die Fälle beschränkt bleiben, bei denen ein bestimmter Wirkspiegel nicht unbedingt erforderlich ist bzw. keine bedrohliche Situation vorliegt.

Die rektale Anwendung von Analgetika oder antipyretische Mittel bei Säuglingen und Kleinkindern ist sinnvoll.

Außerdem wird bei Patienten die zu Erbrechen oder Magenstörungen neigen, die rektale Applikation bevorzugt, sofern keine parenterale Gabe erforderlich.

Resorption

Unter der Resorption eines Stoffes versteht man dessen Aufnahme von der Körperoberfläche – hierzu gehört auch die Schleimhaut des Magen-Darm-Kanals – oder aus örtlich begrenzten Stellen im Körperinneren in die Blutbahn oder in das Lymphgefäßsystem, von wo aus die Verteilung in den Gesamtorganismus erfolgt.

Da ein Pharmakon nur dann wirksam werden kann, wenn es in entsprechender Konzentration an den Wirkort gelangt, ist eine ausreichende Resorption die Voraussetzung für einen therapeutischen Effekt, sofern nicht das Pharmakon intravasal oder direkt am Wirkort appliziert wird.


Resorptionsbarrieren

Die eigentlichen Resorptionsbarrieren, die Trennlinie zwischen äußerem und innerem Milieu, ist die Oberflächenmembran der Zellen.

Resorption und Verteilung sowie Ausscheidung sind ohne einen Transport durch Membranen nicht denkbar.

Bis vor einiger Zeit bestand die Auffassung, dass die Membranen aller Zellen im Prinzip gleichartig gebaut seien.
Neuere Untersuchungen zeigen jedoch, dass deutliche Unterschiede in der Membranstruktur bei verschiedenen Geweben existieren.

Danach besteht die Membran aus einer Lipiddoppelschicht, in der Proteine wie Inseln eingelagert oder aufgelagert sind und dabei ein Mosaik bilden. Durch die ganze Membran reichende Proteine bilden Poren in der Lipiddoppelschicht.

Dabei hat man sich die Membran nicht statisch sondern dynamisch, d.h. in dauernder Änderung begriffen, vorzustellen.
Für den Stoffdurchtritt stehen somit zwei sich qualitativ prinzipiell unterscheidende Membranstrukturen zur Verfügung.
Einmal die Lipidschicht für die Aufnahme lipophiler Stoffe und die wassergefüllten Poren für die Penetration hydrophiler Substanz.

Resorptionsmechanismen

Der Substanzdurchtritt durch die Membran kann als rein ( passive) Diffusion, erleichterte Diffusion ( Carrier vermittelte ), aktiver Transport oder Pinozytose, Phagozytose und Persorption erfolgen.

Bei der passiven Diffusion ist entsprechend dem ****’ schen Gesetz * (***** Diffusionsgesetz
Bio.: Adolf F., 1829-1901, Physiologe, Zürich, Würzburg
Die pro Zeiteinheit durch eine Schicht (z.B. Membran, Alveolarwandung) diffundierende Stoffmenge (z.B. O2) ist der Differenz der Stoffkonzentrationen zwischen beiden Schichtseiten u. der Schichtfläche proportional sowie umgekehrt proportional der Schichtdicke. ( Quelle: Roche Lexikon )
der Stofftransport direkt proportional dem Konzentrationsgradienten, der Membranfläche, dem Verteilungskoeffizienten der betreffenden Substanz sowie dem Diffusionskoeffizienten und umgekehrt proportional der Membrandicke.

Quantitativ gesehen steht die Diffusion durch die Lipidmatrix bei der Stoffaufnahme in den Organismus im Vordergrund, daher kommt der Lipidlöslichkeit der zu resorbierenden Substanz eine dominierende Rolle zu.

Die in den Membranen enthaltenen Poren besitzen nur für die Resorption schlecht lipidlöslicher Nichtelektrolyte sowie vollständig ionisierter Stoffe mit relativ niedrigem Molekulargewicht eine gewisse Bedeutung.


Erleichterte Diffusion

Bei der Carrier – vermittelten, erleichterten Diffusion wird angenommen, dass sich ein hydrophiles Molekül z.B. Fructose, mit einem Carrier verbindet der sich frei in der Membran bewegen kann und damit den Durchtritt der Substanz durch die lipophile Zellmembran in das Zellinnere ermöglich.

Ist der Durchtritt durch die Zellmembran erfolgt, wird die Substanz wieder vom Carrier abgelöst.

Bei den Carriern handelt es sich mit hoher Wahrscheinlichkeit um Membranproteine.


Pinozytose, Phagozytose, Persorption

Bei der Pinozytose werden kleine Flüssigkeitströpfchen, bei der Phagozytose Feststoffpartikel aus dem Magen-Darm-Kanal aufgenommen und zwar dadurch, dass sich die Oberflächenmembran einstülpt und das extrazelluläre Material versikulär eingeschlossen wird.

Bei der Persorption gelangen feste Teilchen unter Umständen selbst ganze Zellen, interzellulär, dass heißt zwischen den Epithelzellen hindurch, in den Organismus.

Obwohl diese Resorptionsformen in quantitativer Hinsicht nur für wenige Pharmaka, z.B. für Vitamin D, von Bedeutung sind, so muss ihnen trotzdem pathogenetischen Gründen, z.B. im Zusammenhang nach langdauernder Antibiotikamedikation oder auch im Hinblick auf allergische Erkrankungen, Aufmerksamkeit geschenkt werden.

Teil 5 folgt