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Wie findet der Arzneistoff seinen Wirkort
 
Die Pharmazeutische Technologie entwickelt Arzneiformen, die den Wirkstoff kontrolliert freisetzen
 
Wenn man ein Arzneimittel – zum Beispiel eine Tablette – schluckt, so gelangt diese über die Speiseröhre in den Magen und von dort in den Dünndarm. Dort angelangt strömt der Wirkstoff genau so wie die gelösten Nahrungsbestandteile durch die Zellmembranen der Dünndarmzellen und der Kapillaren hindurch ins Blut hinein. Wie schnell und effektiv diese Resorption funktioniert, hängt unter anderem von der Molekülgröße und Fettlöslichkeit des Wirkstoffs ab. Manche Arzneistoffe können auch spezielle Transportmechanismen oder bestehende Kanäle für einen raschen Übertritt ins Blut nutzen. Das Ausmaß und die Geschwindigkeit, mit der ein Wirkstoff aus seiner Arzneiform freigesetzt und ins Blut aufgenommen wird oder am Wirkort vorliegt, bezeichnen Pharmazeuten als »Bioverfügbarkeit«. Sie lässt sich durch das Messen der Arzneistoff-Konzentration in Blutplasma bestimmen.

Arzneimittel werden in der Regel im Organismus verstoffwechselt, das heißt, verändert und abgebaut. Der Körper verfolgt dabei das Ziel, den Stoff wasserlöslich und somit ausscheidungsfähig zu machen. Der erste Abbau findet in der Leber statt, weitere Ausscheidung der Wirksubstanz oder seiner Abbauprodukte erfolgt durch die Nieren, den Darm oder seltener über die Lunge. Für die Wirkung eines Arzneistoffs ist es entscheidend, ob er den Weg aus dem Darm über die Leber in den Blutkreislauf bis zu seinem Wirkort unbeschadet übersteht oder nicht. Deshalb arbeiten Pharmazeuten häufig mit Vorstufen von Wirkstoffen, die erst in den Leberzellen zum eigentlichen Wirkstoff verarbeitet werden, der dann durch die Blutbahn im Körper verteilt wird. Wird der Arzneistoff während der ersten Leberpassage durch Umwandlung weitgehend inaktiviert, nennt man das einen ausgeprägten "First-Pass-Effekt". Beispiel: der Beta-Blocker Propranolol wird bei oraler Gabe in einem Bereich von 10 - 80 mg dosiert, bei einer Injektion beträgt die Dosis aber nur 1 - 5 mg . Das liegt daran, dass bei oraler Gabe ein sehr großer Teil durch den First-Pass-Effekt abgebaut wird.

Über die Blutbahn verteilt sich nun der Arzneistoff mehr oder weniger gleichmäßig auf alle Körpergewebe. Arzneistoffe müssen, um wirken zu können, an bestimmten Zellabschnitten, einem sogenannten Rezeptor, andocken. Das heißt, dass die Zellen am Wirkort entsprechende Arzneistoff-Bindungsstellen haben müssen, die mit einem Schloss zu vergleichen sind, und der Arzneistoff wäre der passende Schlüssel dazu. So findet der Arzneistoff seinen Wirkort.

Das Andocken an einen Rezeptor ist also Voraussetzung für die Wirkung eines Arzneistoffes. Ist ein bestimmter Arzneistoff fähig, mit einem Rezeptor zu interagieren und einen biologischen Effekt auszulösen, so bezeichnet man diese Fähigkeit als intrinsische Aktivität des Arzneistoffes. Bei den Katecholaminen ist für Substanzen mit "Intrinsischer Aktiviät" die Ausdrucksweise Mimetika gebräuchlich. Beispiel: Adrenalin ist ein "Beta-1-Mimetikum", siehe Abbildung:
Es gibt auch Stoffe, die zwar den Rezeptor besetzen, aber mit dem Rezeptor nicht interagieren, also keine "Intrinsische Aktiviät" haben. Sie haben aber trotzdem eine Arzneiwirkung, indem sie die Substanzen an einer Rezeptorbesetzung hindern oder vom Rezeptor verdrängen. Für die Katecholaminrezeptoren nennt man solche Substanzen "Blocker". Beispiel: Der Beta-Blocker Propranolol kann das Adrenalin vom Beta-1-Rezeptor verdrängen, wie auf folgender Abbildung dargestellt.

Bei anderen Rezeptoren sind für analoge Vorgänge andere Ausdrucksweisen gebräuchlich. Stoffe mit "Intrinsischer Aktiviät" werden beispielsweise auch Agonisten genannt, Stoffe ohne "Intrinsischer Aktiviät" Antagonisten.

Die Konzentration am Rezeptor wird von der Geschwindigkeit und dem Ausmaß bestimmt, mit der der Arzneistoff aus der Arzneiform, also Tablette, Kapsel, Dragee usw. freigesetzt, in die Blutbahn aufgenommen und im Körper verteilt wird - man spricht von der sogenannten Bioverfügbarkeit.

Das alles erfolgt in verschiedenen Schritten, die in einem lebenden Organismus von vielen äußeren Faktoren beeinflusst werden können.
1. Schritt: als erstes muss der Arzneistoff aus der Arzneiform freigesetzt werden, d.h. die Kapsel / Drageehülle muss sich auflösen, eine Tablette zerfallen usw.
2. Schritt: der Arzneistoff muss sich auflösen und durch die Wände des Magen-Darmtraktes in die Blutbahn aufgenommen werden
3. Schritt: der Arzneistoff wird mit dem Blutstrom im Körper verteilt.
4. Schritt: der Arzneistoff wird vom Körper "verstoffwechselt" d.h. in eine ausscheidbare Form überführt. Diese Umwandlung nennt man Metabolisierung.
5. Schritt schließlich wird der Arzneistoff ausgeschieden, über die Niere und den Urin, über die Galle, den Darm, die Haut oder den Atem.

Die Technologie ist wichtig.
Ein Wirkstoff alleine ist noch kein Arzneimittel. Damit der Wirkstoff an den Ort der Wirkung gelangen kann, muss das Arzneimittel besonders zubereitet sein. Das bezeichnet man als Galenik eines Arzneimittels, und die Wissenschaft, die sich mit Galenik und Arzneiformenlehre beschäftigt, ist die Pharmazeutische Technologie.

Die Pharmazeutische Technologie ist neben der Pharmazeutischen Chemie, der Pharmakognosie und der Pharmakologie und Toxikologie ein klassisches Standbein der Pharmazie. Eine der Hauptaufgaben der Pharmazeutischen Technologie besteht darin, für einen vorgegebenen Wirkstoff eine optimale Arzneiform zu finden. Diese ist im einfachsten Fall eine Tablette, ein Zäpfchen oder eine Lösung zum Einnehmen. Die Forschung auf dem Gebiet der Pharmazeutischen Technologie beinhaltet die Entwicklung von Arzneiformen, die den Wirkstoff kontrolliert freisetzen. Ziel ist eine sichere, am tatsächlichen Bedarf orientierte Wirkstoffzufuhr, die Wirkungseintritt, - intensität und -dauer bestimmt ("Biopharmazie"). Dabei stehen heute zunehmend solche Systeme im Mittelpunkt des Interesses, die den Wirkstoff möglichst nahe an den Wirkort transportieren (Drug Targeting).

Mehr darüber in der TV-Sendung "Frühlingszeit" von der Apothekerin Mag.pharm. Barbara Haase am 11.3.2009

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