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Einführung in die Kinetik IV (Biologische Systeme)

Pharmakokinetik

Das Ziel pharmazeutischer Therapie ist es, durch Arzneistoffe heilende, lindernde oder vorbeugende Wirkungen zu erzielen. Dazu muss das Pharmakon in den Organismus des Patienten so eingebracht werden, dass es genügend lange und in ausreichender Konzentration an den Ort seiner gewünschten Wirkung kommt (Pharmakologie, Pharmazie).

Arzneistoffe haben aber nicht nur Wirkungen auf den Organismus, sondern erleiden vielmehr auch durch ihn Veränderungen, die im allgemeinen in der Elimination des Wirkstoffs resultieren. Pharmaka treten demnach mit dem Organismus in eine Wechselbeziehung, in der sie in gewünschter (oder unerwünschter) Weise auf ihn einwirken und gleichzeitig von ihm in mannigfacher Weise verändert werden. Die Gesamtheit der Wirkung eines Arzneistoffes wird als Pharmakodynamik bezeichnet und kann allgemein mit einer Differentialgleichung angegeben werden.

d W d t = F ( D , t ) W = Wirkung D = Dosis t = Zeit

Die auf eine Zeitspanne bezogene Änderung der Wirkung eines Stoffes im Lebewesen ist von der Dosis und der Zeit abhängig.

Zur Unterscheidung davon wurde der Begriff der Pharmakokinetik geprägt, wobei in dem Wort "Kinetik", der zeitliche Ablauf der quantitativen und qualitativen Veränderung des Pharmakons zum Ausdruck kommen soll.

d c d t = G ( c , t ) c = Konzentration Pharmakon

Da die Wirkungsstärke in der Regel von der Konzentration der Wirksubstanz im Organismus abhängt, spiegeln sich pharmakokinetische Prozesse stets mittelbar oder unmittelbar in der Pharmakodynamik der betreffenden Substanz wider. Oft besteht zwischen beiden eine zeitliche Parallelität, aber es sind ebenso Beispiele bekannt, wo die Wirkung des Arzneistoffes länger anhält als er selbst im Organismus anwesend ist. Arzneistoffe sind für den menschlichen Körper Fremdstoffe, die bei Aufnahme von zu hohen Mengen giftige Wirkungen entfalten können. Aktive Schutzprozesse sind dabei der chemisch-enzymatische Abbau und die aktive Exkretion (Ausscheidung) derartiger Substanzen, die mit Energieverbrauch verbunden sind. Dagegen handelt es sich bei der Resorption, der Verteilung über den Organismus und der passiven Exkretion fast ausschließlich um Diffusionsprozesse ohne Energieverbrauch. Die Pharmakokinetik ist dabei ein Teilgebiet der Pharmazie und Pharmakologie. Entscheidend ist die Beantwortung folgender Fragen:

  • Welche Dosis soll der Patient erhalten?
  • Welches Dosierungsschema verspricht für den jeweiligen Patienten den größten Therapieerfolg?
  • Welche Applikationsform des jeweiligen Arzneistoffes sollte gewählt werden?

Die Phamakokinetik sammelt also Informationen über das Schicksal eines Arzneistoffes nach seiner Anwendung am Patienten. Zu diesem Zweck werden üblicherweise die Arzneistoff- und Metabolitenkonzentrationen in Plasma und Urin verfolgt, da diese beiden Körperflüssigkeiten relativ leicht zugänglich sind (Metabolismus). Mit Hilfe der ermittelten Daten wird dann versucht, ein geeignetes pharmakokinetisches Modell zu entwickeln, das es gestattet, die Arzneistoffkonzentration zu jedem beliebigen Zeitpunkt nach der Applikation zu berechnen und für Zeitpunkte, die selbst nicht analytisch untersucht wurden, vorherzusagen. Aus diesem Modell lassen sich dann Parameter wie Clearance (Entfernen eines Wirkstoffes aus Lebewesen), Verteilungsvolumen (angenommenes Volumen eines Lebewesens mit Wirkstoffverteilung), Halbwertszeiten vorherbestimmen.

Dabei ist es sehr wichtig, systematische Beeinflussungsfaktoren zu erkennen und zu berücksichtigen: Alter, Krankheit, Interaktion mit anderen gleichzeitig verabreichten Arznei- oder Nahrungsmitteln, Körpergewicht und andere Faktoren. Dann kann die Frage beantwortet werden, wie denn der optimale Arzneistoffspiegel aussehen soll.

Weitere Informationen in den Lerneinheiten Pharmakokinetik: Begriffe und Grundlagen und Toxikokinetik - Aufnahme, Verteilung und Speicherung von Fremdstoffen.

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