Wie wirkt ein Arzneimittel in unserem Körper?
Arzneimittel
Arzneimittel sind laut deutschem Arzneimittelgesetz (AMG) Stoffe und Zubereitungen
aus Stoffen, die zur Anwendung am oder im menschlichen oder tierischen Körper
bestimmt sind, um:
Krankheiten, Leiden, Körperschäden oder krankhafte Beschwerden zu
heilen, zu lindern, zu verhüten oder zu erkennen,
Krankheitserreger, Parasiten oder körperfremde Stoffe abzuwehren, zu beseitigen
oder unschädlich zu machen,
die Beschaffenheit, den Zustand oder die Funktionen des Körpers oder seelische
Zustände zu erkennen oder zu beeinflussen,
vom menschlichen oder tierischen Körper erzeugte Wirkstoffe oder Körperflüssigkeiten
zu ersetzen (§ 2 Abs. 1 AMG).
Außerdem gelten als Arzneimittel z. B. Gegenstände, die ein Arzneimittel nach § 2 Abs. 1 AMG enthalten oder auf die ein solches Arzneimittel aufgebracht ist und die dazu bestimmt sind, dauernd oder vorübergehend mit dem menschlichen oder tierischen Körper in Berührung gebracht zu werden (§ 2 Abs. 2 Nr. 1 AMG).
Die mit der Beschaffenheit, Wirkung, Prüfung, Herstellung und Abgabe von Arzneimitteln befasste Wissenschaft ist die Pharmazie.
Pharmakodynamik
Die Pharmakodynamik ist die Lehre über die Wirkung von Arzneistoffen im Organismus. Sie behandelt folgende Aspekte:
Wirkprofil
Das Wirkprofil wird bestimmt durch die Art und den Ort der Wirkung eines Arzneimittels.
(Welche Effekte treten auf? Welche Organe/Strukturen oder biologische Funktionen
werden beeinflusst?) Die meisten Wirkstoffe wirken spezifisch. Ihre Wirkung
ist weitgehend von der molekularen Struktur abhängig, d. h. an bestimmte
chemische, funktionelle Strukturen gebunden. Sie wirken meistens in niedrigen
Dosen bzw. Konzentrationen und an einem genau definierbaren Angriffsort. Wenige
Wirkstoffe wirken unspezifisch. Trotz unterschiedlicher chemischer Strukturen
haben sie ähnliche Wirkungen. Sie sind eher in hohen Dosen bzw. Konzentrationen
wirksam.
Dosis-Wirkungs-Beziehung
Vor dem Hintergrund der Wirksamkeit und Sicherheit eines Arzneimittels ist die
Dosis-Wirkungs-Beziehung von zentraler Bedeutung. (Welche Dosen sind wirkungslos?
Ab welchen Dosen treten Effekte auf? Wie stark sind die Effekte in Abhängigkeit
von der Dosis? Welche Dosen sind toxisch?)
So verursacht beispielsweise eine doppelte Dosis nicht zwingend einen doppelt so großen Effekt. Man spricht dann von einer nicht-linearen Dosis-Wirkungs-Beziehung.
Manche Arzneimittel haben eine geringe therapeutische Breite. Das bedeutet, die minimale effektive Dosis liegt nicht weit entfernt von einer toxischen Dosis. Solche Arzneimittel müssen ganz besonders sorgfältig dosiert werden.
Wirkmechanismus
Der Wirkmechanismus erklärt das Zustandekommen der Wirkung auf biochemischer
bzw. biophysikalischer Ebene. Besonders aufschlussreich für das Verständnis
des Wirkmechanismus ist die Struktur-Wirkungs-Beziehung. Neben der chemischen
Formel kann auch die räumliche Anordnung der Atome im Molekül den
Wirkmechanismus ausmachen. Man kennt Substanzen, die in Abhängigkeit von
ihrer isomeren Form unterschiedlich wirksam sind.
Fast alle Arzneimittelwirkungen beruhen sich auf einigen wenigen Wirkmechanismen. Man unterscheidet:
Wechselwirkung mit Rezeptoren (Stimulation, Blockade)
Beeinflussung der Enzymaktivität (Aktivierung, Hemmung)
Beeinflussung spannungsabhängiger Ionenkanäle (Öffnung, Blockade)
Beeinflussung von Transportsystemen
Hemmung von Biosynthesen in Mikroorganismen
Wechselwirkung mit Rezeptoren
Rezeptoren sind Zellstrukturen, die durch die Bindung mit einem Liganden gemäß
dem Schlüssel-Schloss-Prinzip einen Signalprozess auslösen, welcher
wiederum einen bestimmten Effekt hervorruft. Man unterscheidet intrazelluläre
(also im Cytoplasma oder Zellkern lokalisierte) und membranständige Rezeptoren.
Durch die Reizung oder Blockade eines solchen Rezeptors mit einer dem natürlichen
Liganden ähnlichen Substanz bzw. Struktur kann ein Effekt erzeugt oder
unterdrückt werden.
Beeinflussung der Enzymaktivität
Ein ebenfalls häufig anzutreffender Wirkmechanismus ist die Aktivierung
oder Hemmung einer Enzymaktivität. Enzyme regulieren zahlreiche biochemische
Reaktionen im Organismus.
Beeinflussung spannungsabhängiger Ionenkanäle
Ionenkanäle ermöglichen den Transport von Ionen wie z. B. Natrium,
Kalium, Calcium oder Chlorid durch die Membran der Zellwände. Sie können
durch verschiedene Mechanismen aktiviert werden. Neben der rezeptorabhängigen
Aktivierung (siehe oben: Wechselwirkung mit Rezeptoren) ist die Beeinflussung
über eine Veränderung des Membranpotentials möglich. Hier setzen
entsprechende Arzneistoffe an.
Beeinflussung von Transportsystemen
Arzneistoffe können ihre Wirkung auch durch Beeinflussung von Ionenpumpen
oder Carrier-Systeme entfalten.
Hemmung von Biosynthesen in Mikroorganismen
Eine Vielzahl von antiinfektiven Therapien beruht auf der Störung von Biosynthesen
der Erreger.
Pharmakokinetik
Die Pharmakokinetik beschreibt, wie rasch und in welchem Ausmaß nach der Verabreichung eines Stoffes dieser anschließend im Blutplasma und in den verschiedenen Körpergeweben auftritt und wo und in welcher Weise er wieder ausgeschieden wird.
Angewendet wird Pharmakokinetik z. B. in der Arzneimittelentwicklung, wenn es gilt, für einen Arzneistoff eine passende Darreichungsform und sinnvolle Dosierungsempfehlungen zu entwickeln.
Neben der Freisetzung (Liberation) aus der Darreichungsform und der Aufnahme
des Arzneistoffes in den Körper (Resorption) sind auch seine Verstoffwechselung
im Organismus (Metabolisierung) und seine Ausscheidung maßgeblich für
die Konzentration am Wirkort. Die Abkürzung LADME fasst diese Vorgänge
zusammen:
Liberation - Freisetzung
Absorption - Aufnahme in die Blutbahn
Distribution - Verteilung im Organismus
Metabolism - Verstoffwechselung
Excretion - Ausscheidung (biliär, renal, pulmonal)
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