Applikation und Resorption
Wie ein Arzneistoff aus der Arzneiform frei wird und vom Applikationsort ins Blut gelangt. Im Kern stehen der Vergleich der Applikationswege, die Faktoren der oralen Resorption und die Arzneiform als Steuerinstrument.
Dein roter Faden
- Begriffe: Liberation ist die Freisetzung aus der Arzneiform, Resorption der Übertritt vom Applikationsort in die systemische Zirkulation.
- Applikationswege: Enteral über den Verdauungstrakt, parenteral unter Umgehung des Darms; je weniger Barrieren, desto schneller und steuerbarer die Wirkung (i.v. am schnellsten, transdermal am trägsten).
- Liberation und BCS: Nur Gelöstes wird resorbiert; das BCS ordnet nach Löslichkeit und Permeabilität und zeigt, ob Auflösung oder Membranpassage begrenzt.
- Orale Resorption: Hauptort ist der Dünndarm wegen Oberfläche, Durchblutung und Transportern; Magenentleerung, Nahrung, Chelatbildung und Darmwandmetabolismus modulieren sie, die Lipinski-Regel schätzt die passive Resorbierbarkeit.
- Parenteral und Depot: i.v. ohne Resorption, i.m. meist schneller als s.c.; Depotformen (Öl-Ester, Kristallsuspension, Implantat) setzen über Wochen frei.
- Weitere Wege: Sublingual umgeht die Leber, transdermal nur für kleine lipophile hochpotente Stoffe, inhalativ hohe lokale Konzentration bei geringer systemischer Last.
- Steuerung: Retard- und magensaftresistente Formen, Prodrugs (Ester, PEPT1-Substrate) und gezielte Resorptionshemmung; was danach unverändert ankommt, beschreibt die Bioverfügbarkeit.
Applikationsarten im Überblick
Applikation und Resorption bilden den Anfang des LADME-Schemas (Liberation, Absorption, Distribution, Metabolismus, Elimination). Resorption ist der Übertritt des Arzneistoffs vom Applikationsort in die systemische Zirkulation.
- Enterale Applikation: über den Verdauungstrakt (peroral, sublingual, rektal).
- Parenterale Applikation: unter Umgehung des Darms, im engeren Sinn Injektion und Infusion.
- Lokal vs. systemisch: Lokale Gabe (Atemwege, Haut, Auge) erzielt hohe Konzentrationen am Wirkort. Resorption ist dort die Ursache systemischer UAW.
Je weniger Barrieren vor dem Blut liegen, desto schneller und steuerbarer ist die Wirkung.
| Weg | Wirkeintritt | Steuerbarkeit |
|---|---|---|
| i.v. | Sekunden | sehr gut |
| inhalativ, sublingual | Minuten | gut |
| i.m., s.c. | Minuten bis Stunden | mäßig |
| peroral | halbe bis mehrere Stunden | gering |
| transdermal | Stunden | träge, konstante Spiegel |
Liberation
Die Liberation ist die Freisetzung des Arzneistoffs aus der Arzneiform durch Zerfall und Auflösung. Resorbiert wird nur Gelöstes. Bei schlecht löslichen Stoffen begrenzt daher die Auflösung die Resorptionsgeschwindigkeit, nicht die Membranpassage.
- Schnell freisetzend: Tablette, Kapsel, Brausetablette.
- Retardarzneiform: verlängerte Freisetzung über Matrix, Membranüberzug oder osmotisches System → flache Spiegel, seltenere Einnahme.
- Magensaftresistent: Der Überzug löst sich erst beim höheren pH des Dünndarms → schützt säurelabile Wirkstoffe oder die Magenschleimhaut.
Mörsern oder Kauen hebt die Retardierung auf: Die gesamte Wirkstoffmenge wird auf einmal frei (Dose Dumping), bei Opioiden mit Gefahr der Atemdepression.
Das Biopharmazeutische Klassifizierungssystem (BCS) ordnet Arzneistoffe nach Löslichkeit und Permeabilität und zeigt so, was die orale Resorption begrenzt.
| Klasse | Löslichkeit / Permeabilität | begrenzend | Beispiel |
|---|---|---|---|
| I | hoch / hoch | Magenentleerung | Metoprolol |
| II | niedrig / hoch | Auflösung, Arzneiform entscheidend | Carbamazepin |
| III | hoch / niedrig | Membranpassage | Metformin |
| IV | niedrig / niedrig | beides | Furosemid |
Perorale Gabe und gastrointestinale Resorption
Peroral gegebene Arzneistoffe werden meist passiv in ungeladener, lipophiler Form resorbiert (Membrantransport).
- Dünndarm: Hauptresorptionsort, weil Falten, Zotten und Mikrovilli eine riesige Oberfläche bilden, dazu hohe Durchblutung und Aufnahmetransporter wie PEPT1.
- Magenentleerung: bestimmt den Wirkeintritt. Metoclopramid beschleunigt sie, Opioide und Anticholinergika verzögern sie.
- Nahrung: verzögert meist die Resorption, fettreiche Kost steigert aber über Gallensäuren die Löslichkeit lipophiler Stoffe.
- Komplexbildung und Adsorption: Ca²⁺, Mg²⁺, Al³⁺ und Eisenionen bilden schwer resorbierbare Chelate, Colestyramin und Aktivkohle binden Arzneistoffe im Lumen (Wechselwirkungen).
- Darmwand: CYP3A4 und P-Glykoprotein der Enterozyten mindern die resorbierte Menge (First-Pass-Effekt).
Die Lipinski-Regel („Rule of Five“) sagt eine schlechte passive Resorption voraus, wenn mehr als eines gilt: über 5 H-Brücken-Donoren, über 10 H-Brücken-Akzeptoren, Molmasse über 500 Da, log P über 5. Transportersubstrate und manche Naturstoffe (Ciclosporin, Digoxin) sind Ausnahmen.
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Die pH-Verteilung sagt nur, wo der ungeladene Anteil am größten ist. Für die resorbierte Menge zählen Oberfläche, Durchblutung und Kontaktzeit, und darin ist der Dünndarm dem Magen weit überlegen. Weil das Blut resorbierten Arzneistoff laufend abtransportiert, stellt sich das Ionisierungsgleichgewicht ständig neu ein, so dass auch ein kleiner ungeladener Anteil für eine vollständige Resorption genügt.
Parenterale Gabe
Parenterale Gabe umgeht den Darm und die erste Leberpassage. Sie ist nötig, wenn ein Wirkstoff oral zerstört oder nicht resorbiert wird (Peptide, Proteine), sofort wirken muss oder nicht geschluckt werden kann.
- keine Resorption, sofortiger Wirkeintritt, über die Infusionsrate fein steuerbar
- einmal gegeben nicht rückholbar
- Resorption abhängig von der Muskeldurchblutung, meist schneller als s.c.
- unter Antikoagulation kontraindiziert (Hämatom)
- langsamere, gleichmäßige Resorption, große Proteine teils über die Lymphe
- Selbstapplikation möglich (Insuline, Heparine, Biologika)
Eine Depotarzneiform gibt den Wirkstoff nach Injektion über Wochen bis Monate frei: als lipophiler Ester in Öl, der erst hydrolysiert werden muss (Fluphenazindecanoat), als Kristallsuspension (Paliperidonpalmitat) oder als abbaubares Polymerimplantat (Goserelin). Das sichert die Adhärenz, ist bei UAW aber nicht rückholbar.
Weitere Applikationswege
Schleimhäute und Haut erlauben eine Resorption, die die Leber teilweise oder ganz umgeht.
- Sublingual, bukkal: venöser Abfluss zur V. cava superior → kein hepatischer First-Pass, Wirkung in Minuten (Glyceroltrinitrat, Buprenorphin, Fentanyl).
- Rektal: bei Erbrechen oder Schluckunfähigkeit (Diazepam-Rektiole). Die Resorption ist unsicher, die Leber wird nur teilweise umgangen.
- Transdermal: Nur kleine, lipophile, hochpotente Stoffe passieren das Stratum corneum (Fentanyl, Estradiol, Nicotin, Rotigotin). Konstante Spiegel, aber träger Beginn, Hautdepot nach Entfernung, Wärme steigert die Aufnahme (Dermatotherapie).
- Inhalativ: hohe Konzentration in den Atemwegen bei geringer systemischer Last, die Partikelgröße bestimmt die Deposition (Inhalationssysteme).
- Nasal: lokal oder systemisch über die gut durchblutete Schleimhaut (Naloxon, Esketamin).
Gewählt wird nach Wirkort, gewünschtem Wirkeintritt und Steuerbarkeit, Stabilität des Wirkstoffs und Zustand des Patienten.
Pharmakologische Angriffspunkte
Die Resorption lässt sich über Arzneiform und chemische Struktur steuern oder als eigenes Therapieprinzip hemmen.
| Prinzip | Beispiel | Effekt |
|---|---|---|
| Arzneiform | Retard- und magensaftresistente Formen | Spiegel glätten, Säureschutz |
| Ester-Prodrug | Enalapril (ACE-Hemmer) | Lipophilie ↑ → passive Resorption ↑, Esterasen setzen die Wirkform frei |
| Transporter-Prodrug | Valaciclovir (Antiherpetika) | Valinester über PEPT1 aufgenommen → Bioverfügbarkeit von Aciclovir ↑ |
| Resorptionshemmung | Ezetimib, Acarbose, Colestyramin | Cholesterinaufnahme über NPC1L1, Kohlenhydratspaltung bzw. Gallensäure-Rückresorption gehemmt |
Welcher Anteil der Dosis unverändert die Zirkulation erreicht, beschreibt die Bioverfügbarkeit, den zeitlichen Spiegelverlauf die Plasmakonzentrations-Zeit-Kurve.
Teste dich
Aussage 1
Für die transdermale Gabe eignen sich vor allem kleine, lipophile und hochpotente Wirkstoffe.
Nur solche Stoffe passieren das Stratum corneum in ausreichender Menge, etwa Fentanyl, Estradiol oder Nicotin.
Warum?
Aussage 3
Magensaftresistente Überzüge lösen sich bereits im sauren Magen auf und beschleunigen so den Wirkeintritt.
Magensaftresistente Überzüge lösen sich erst beim höheren pH des Dünndarms und schützen säurelabile Wirkstoffe oder die Magenschleimhaut.
Zuordnen
Aussage 5
Bei Arzneistoffen der BCS-Klasse II ist die Auflösung der geschwindigkeitsbestimmende Schritt der oralen Resorption.
Klasse II ist schlecht löslich, aber gut permeabel; daher begrenzt die Auflösung, und die Arzneiform ist entscheidend.
Aussage 6
Valaciclovir verbessert die Resorption von Aciclovir, weil es als Valinester über den Peptidtransporter PEPT1 aufgenommen wird.
Valaciclovir ist ein Transporter-Prodrug; die Aufnahme über PEPT1 erhöht die Bioverfügbarkeit von Aciclovir.
Aussage 7
Subkutan injizierte Wirkstoffe werden in der Regel schneller resorbiert als intramuskulär gegebene.
Umgekehrt: Die i.m. Resorption ist wegen der Muskeldurchblutung meist schneller als die s.c. Resorption.
Lückentext
Aussage 9
Metoclopramid verzögert die Magenentleerung und damit den Wirkeintritt peroral gegebener Arzneistoffe.
Metoclopramid beschleunigt die Magenentleerung. Verzögernd wirken Opioide und Anticholinergika.
Prüferin fragt
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