Faktoren, die die Absorption und Verteilung von Arzneimitteln beeinflussen
Absorption
Auf die Absorption eines Arzneistoffs können chemische und physiologische Faktoren Einfluss nehmen (Tabelle 4.1).
Tabelle 4.1 Wesentliche chemisch-physiologische Faktoren, die die Absorption von Arzneimitteln durch Zellmembranen, einschließlich des Gastrointestinaltrakts, beeinflussen
Chemische Eigenschaften
- Chemische Struktur
- Molekulargewicht
- Wasserlöslichkeit
- Fettlöslichkeit
Physiologische Charakteristiken
- Kontraktilität des Magens
- pH-Wert am Absorptionsort
- Größe der absorbierenden Oberfläche
- Mesenterialer Blutfluss
- Presystemische Eliminierung
- Einnahme zusammen mit Nahrung
Die Diffusion von Arzneimitteln durch Membranlipoide bestimmt in der Regel die Absorptionsparameter von Präparaten.
Die meisten Arzneimittel sind kleine organische Moleküle mit einem Molekulargewicht von weniger als 1000, die in ungeladener Form durch biologische Membranen diffundieren. Dies liegt daran, dass die Lipiddoppelschicht die Hauptstrukturkomponente von Zellmembranen ist und ungeladene Substanzen besser in Lipiden löslich sind als geladene. Einige geladene Moleküle werden jedoch aktiv durch Membranbarrieren transportiert (z.B. 5-Fluoruracil und Levodopa) durch spezielle Transportmoleküle.
Da die meisten Moleküle mit geringem Molekulargewicht entweder schwache Säuren, Basen oder amphoter sind, wird der verfügbare Anteil in nicht-ionisierter Form, der durch die Zellmembran diffundieren kann, vom pH-Wert des Mediums, in dem sich das Arzneimittel befindet, bestimmt. Der Anteil hängt von der chemischen Natur des Arzneimittels, dem pKa-Wert und dem lokalen pH-Wert ab. Der pKa-Wert eines Arzneimittels ist der pH-Wert, bei dem 50% der Molekülen in Lösung ionisiert sind; dieser Wert beschreibt die Henderson-Hasselbalch-Gleichung. Für saure (HA) Arzneimittel: HA ⇌ H+ + A-, wobei HA die ungeladene Form, H+ das Proton und A- die Anionenform ist. Aus diesem Verhältnis lässt sich folgende Gleichung ableiten: pKa = pH + log (HA/A-). Diese Gleichheit ermöglicht die Berechnung des Verhältnisses der Konzentrationen von HA/A- bei jedem pH-Wert.
Analog dazu für basische (B) Moleküle: BH+ ⇌ B + H+ und pKa = pH + log (BH+/B).
Die Abbildung 4.3 zeigt den Einfluss des pKa-Werts auf den Ionisationsgrad der funktionellen Gruppe saurer und basischer Arzneimittel in Bezug auf den physiologischen pH-Wert. Die Zunahme der Farbintensität der Pfeile entspricht einer Zunahme des Ionisationsgrades in Bezug auf den physiologischen pH-Wert 7,4. Für saure Arzneimittel: Je basischer die Lösung (pH-Anstieg), desto größer ist der Anteil des ionisierten Wirkstoffs. Für basische Arzneimittel: Je saurer die Lösung (pH-Abnahme), desto größer ist der ionisierte Anteil des Wirkstoffs. Der Ionisationsgrad wird unter Verwendung der Henderson-Hasselbalch-Gleichung unter Berücksichtigung von pKa und pH berechnet.
Absorption von Arzneimitteln aus dem Gastrointestinaltrakt
Viele Arzneimittel werden gut aus dem Gastrointestinaltrakt resorbiert.
Die Resorption im Gastrointestinaltrakt hängt vom Anteil der nicht-ionisierten Fraktion des gelösten Arzneimittels ab.
Die Magenentleerung kann durch Einnahme des Arzneimittels zusammen mit kaltem Wasser beschleunigt werden.
Oral eingenommene basische Arzneimittel werden schlecht resorbiert, bis sie den Zwölffingerdarm erreichen.
Arzneiformen mit modifizierter Freisetzung verzögern die Resorption und verlängern die Dauer der Arzneimittelwirkung.
Häufig gestellte Fragen
Was sind wesentliche Faktoren, die die Absorption und Verteilung von Arzneimitteln beeinflussen?
Chemische Eigenschaften wie chemische Struktur, Molekulargewicht, Wasserlöslichkeit und Fettlöslichkeit sowie physiologische Charakteristiken wie Kontraktilität des Magens, pH-Wert, Größe der absorbierenden Oberfläche, Blutfluss, Presystemische Eliminierung und Einnahme zusammen mit Nahrung.
Wie beeinflusst der pKa-Wert eines Arzneimittels dessen Ionisation?
Der pKa-Wert bestimmt, bei welchem pH-Wert 50% der Moleküle in ionisierter Form vorliegen. Für saure Arzneimittel nimmt der ionisierte Anteil mit steigendem pH-Wert zu, für basische Arzneimittel mit sinkendem pH-Wert.
Wie wird die Resorption von Arzneimitteln aus dem Gastrointestinaltrakt beeinflusst?
Viele Arzneimittel werden gut aus dem Gastrointestinaltrakt resorbiert. Die Resorption hängt vom Anteil der nicht-ionisierten Fraktion ab. Die Magenentleerung kann durch Einnahme mit Wasser beschleunigt werden. Oral eingenommene basische Arzneimittel werden schlecht resorbiert, bis sie den Zwölffingerdarm erreichen. Retardierte Arzneiformen verzögern die Resorption.