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Einführung in die kinetischen Verfahren in der Pharmazie

Reaktionen entsprechend der Michaelis-Menten-Kinetik

Die metabolischen Prozesse der Biotransformation benötigen spezifische Enzymsysteme, die häufig nur eine begrenzte Kapazität besitzen. Immer wenn die Arzneistoffkonzentration in einem System die Enzymkapazität übersteigt, wird die Geschwindigkeit der Konzentrationsänderung am besten durch einen Michaelis-Menten-Ansatz wiedergegeben.

Abb.1
Michaelis-Menten-Mechanismus
v = d [ P ] d t = v max [ S ] K M + [ S ]

Graphisch entspricht dies einer Kurve, deren Krümmung mit fortschreitender Zeit abnimmt. Für hohe Konzentrationen erreicht man Sättigung.

Abb.2
Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von der Substratkonzentration.

K M ist in diesem Falle als Michaelis-Menten-Konstante diejenige Plasmakonzentration, bei der die halbmaximale Eliminationsgeschwindigkeit v max / 2 resultiert. Sie enthält Geschwindigkeitskonstanten erster und zweiter Ordnung.

K M = k 1 + k 2 k 1

Bei hohen Konzentrationen ( S K M ) wird die Eliminationsgeschwindigkeit konstant und gehorcht einem Zeitgesetz 0. Ordnung.

d [ P ] d t = v max = k 2 e 0

Für niedrige Konzentrationen ( S K M ) ergibt sich ein Zeitgesetz 1. Ordnung.

d [ P ] d t = v max K M [ S ] = konst [ S ]

Die Geschwindigkeit wird durch die negative zeitliche Konzentrationsänderung des Substrates bestimmt. Die Abhängigkeiten der Substrat-Änderung mit der Zeit sind in der Kurvendarstellung qualitativ einfacher zu erkennen.

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