So wirken Arzneimittel

Nicht alle Medikamente erreichen auf die gleiche Weise den Ort, an dem sie wirken sollen. Man unterscheidet hier die systemische und die lokale Anwendung.

Meistens gelangen Arzneistoffe über das Blut zum vorgesehenen Ort ihrer Wirkung. Durch die Verteilung über die Blutbahn erreicht das Medikament den gesamten Organismus, also das ganze System. Sie wirken SYSTEMISCH. Von LOKALER Anwendung spricht man bei Medikamenten, die nur an der Stelle des Körpers wirken, an der sie eingesetzt werden, z.B. Augentropfen oder Asthma-Inhalation.

Einige Anwendungsformen können sowohl systemisch als auch lokal wirken. Salben sind z.B. universelle Transportmittel: Je nach Zubereitungsform wirken sie entweder lokal, also nur dort, wo sie aufgetragen wurden, oder die in ihnen enthaltenen Wirkstoffe gehen auch ins Blut über, indem sie die Haut und die Zellmembranen der Blutgefäßwände überwinden. Die systemische Verabreichung eines Arzneistoffs birgt unter Umständen Risiken: Dieselbe Wirkung, die in einem bestimmten Gewebe eine Störung beseitigt, kann an anderer Stelle schaden.

Bei Medikamenten, die geschluckt werden, erfolgt die Aufnahme der Wirkstoffe in den menschlichen Organismus über den Verdauungstrakt.

Das geschluckte Arzneimittel gelangt über die Speiseröhre in den Magen und von dort in den Dünndarm. Auf seiner Länge von etwa fünf Metern ist der Dünndarm von feinsten Blutkapillaren durchzogen. Gelöste Nahrungsbestandteile und aus dem Medikament freigesetzte Arzneistoffe strömen durch die Zellmembranen der Dünndarmzellen und der Kapillaren hindurch ins Blut hinein. Für bestimmte Substanzen existieren sogar spezielle Transportmechanismen, durch die der Übertritt vom Dünndarm in das Blut noch beschleunigt wird.

Der über den Darm aufgenommene Wirkstoff wird bei der ersten Passage durch die Leber teilweise inaktiviert, dies bezeichnen Pharmakologen als "First-Pass-Effekt".

Alle ins Blut aufgenommenen Substanzen gelangen durch die Kapillaren zunächst in die Pfortader und von dort in die Leber. Leberzellen sind äußerst leistungsfähige chemische Fabriken. Viele Substanzen werden dort chemisch verändert, damit sie für den Organismus besser genutzt werden können. In den Leberzellen werden auch Giftstoffe unschädlich gemacht. Die chemischen Reaktionen, die die Leberzellen dafür bereithalten, verändern auch viele Arzneistoffe. Die umgewandelten Substanzen werden schließlich wieder ins Blut zurückgeführt und mit diesem im ganzen Organismus verteilt.

Für die Wirkung eines Arzneistoffs aus einem Medikament, das geschluckt wird, ist es entscheidend, ob er den Weg aus dem Darm über die Leber in den Blutkreislauf bis zu seinem Wirkort unbeschadet übersteht oder nicht. Wird der Arzneistoff während der ersten Leberpassage durch Umwandlung weitgehend inaktiviert, nennen Pharmakologen das einen ausgeprägten "First-Pass-Effekt".

Eine bestimmte Art von Medikamenten, die so genannten Prodrugs, stört der Umweg über die Leber nicht, ganz im Gegenteil: Sie entfalten erst nach dem "First-Pass-Effekt" ihre volle Wirkung.

Besonders "leberstabile" Arzneistoffe mögen auf den ersten Blick als Lösung des First-Pass-Effekts erscheinen. Sie tragen allerdings die Gefahr in sich, dass sie sich im Organismus anreichern und gegebenenfalls mehr Schaden anrichten als Nutzen bringen, weil sie so gut wie nicht mehr abgebaut werden können.

Einen Ausweg aus diesem Dilemma bieten so genannte "Prodrugs". Das sind sozusagen maskierte Arzneistoffe. Ihnen wird nach der Synthese des eigentlichen Arzneistoffs im Labor noch ein zusätzlicher Molekülteil als "Tarnkappe" angehängt. Diesen spalten Leberenzyme während der ersten Leberpassage wieder ab und machen so aus dem Prodrug einen wirksamen Arzneistoff.

Ist ein Arzneistoff bis ins Blut gelangt, dann ist der Weg zum Ort seiner Wirkung nicht mehr weit.

Der Arzneistoff verteilt sich nach der Resorption mehr oder weniger gleichmäßig auf alle Körpergewebe. Dass die Wirkungen trotzdem spezifisch sind, liegt daran, dass nur in denjenigen Geweben und Zellen eine Wirkung hervorgerufen wird, die mit den entsprechenden Arzneistoff-Bindungsstellen ausgestattet sind. Seine spezifischen Effekte entfaltet der Wirkstoff dort, wo er den zu ihm passenden Bindungspartner findet. Das kann ein Enzym sein oder ein Rezeptor, der wie ein Schloss auf der Membran der Zielzelle sitzt. Der Arzneistoff wäre in diesem Fall der passende Schlüssel dazu. Die Benzodiazepine (Beruhigungsmittel) sorgen z.B. für die Öffnung eines speziellen Kanals in der Zellmembran.

Solche Kanäle oder "Tunnel" durch die Membran sind für die Zelle überlebenswichtig, garantieren sie doch ihre Versorgung mit unverzichtbaren wasserlöslichen Substanzen. Denn die fettähnliche Zellmembran lässt wasserlösliche Substanzen so gut wie nicht passieren. Durch gezieltes Öffnen bestimmter Tunnel können bestimmte Substanzen in die Zelle einströmen. Einige Arzneimittel, wie z.B. die Lokalanästhetika, wirken auch direkt auf die Kanäle, ohne dass sie dafür erst ein Schloss betätigen müssen: Sie verstopfen die Tunnel.

Die Aufnahme von Wirkstoffen über die Mundschleimhaut ist eine Möglichkeit, Wirkstoffe ohne Umweg über die Verdauungsorgane aufzunehmen.

So bequem die Aufnahme von Arzneimitteln über den Verdauungstrakt für den Anwender auch ist: In bestimmten Situationen ist dieser Weg nicht gangbar. Beispielsweise dann, wenn der First-Pass-Effekt problematisch ist oder wenn der Arzneistoff besonders schnell wirken soll.

Genau diese Voraussetzungen treffen für die in der Notfallbehandlung Herzkranker eingesetzten "Nitrokapseln" zu: Ihr Wirkstoff Nitroglycerin unterliegt einem ausgeprägten First-Pass-Effekt und wirkt deshalb nicht, wenn er geschluckt wird. Im Notfall muss er aber sehr schnell an den Ort seiner Wirkung gelangen. Das funktioniert am einfachsten über die Kapillaren der Mundschleimhaut. Deshalb soll die Nitrokapsel bei einem akuten Angina-Pectoris-Anfall zerbissen, aber nicht geschluckt werden. Der Wirkstoff strömt in hohen Konzentrationen in die Kapillaren und damit ins Blutgefäßsystem ein, durch das er sehr schnell an seinen Wirkungsort, die Gefäßwände des Herzens, gelangt. Sie entspannen sich, die Durchmesser der Blutgefäße werden größer. Dadurch hat das Herz weniger Arbeit zu verrichten und wird gleichzeitig besser mit Blut versorgt.

Auch mit Zäpfchen oder Injektionen in die Muskeln, unter die Haut oder direkt in die Blutgefäße kann die Resorptionsbarriere überwunden werden.

In Form von Zäpfchen lassen sich Arzneistoffe auch direkt und unter Umgehung der Leber in den Blutkreislauf einbringen. Allerdings ist dieser Aufnahmeweg relativ unzuverlässig, denn zum Teil - besonders dann, wenn die Zäpfchen recht weit hineingeschoben werden - gelangen die wirksamen Inhalte doch wieder in Kapillaren, die über die Pfortader zunächst zur Leber führen, das heißt, auch hier kann ein First-Pass-Effekt auftreten.

Zwei weitere Möglichkeiten zur Arzneistoffaufnahme unter Umgehung des Verdauungstraktes sind die Injektion in Muskeln (intramuskuläre Injektion) und die Injektion unter die Haut ("subkutane Injektion"). Vom gut durchbluteten Muskelgewebe aus wird der Arzneistoff relativ schnell in Kapillaren und damit ins Blutgefäßsystem aufgenommen. Wesentlich langsamer geht es, wenn ein Arzneimittel lediglich subkutan in das unter der Haut gelegene Fettgewebe gespritzt worden ist, denn dort ist die Durchblutung vergleichsweise gering. Ist ein besonders schneller Wirkungseintritt nötig, so kann man den Wirkstoff auch direkt in eine Vene spritzen, von wo aus er innerhalb von Sekunden im Organismus verteilt wird.

Bestimmte Bluteiweiße halten einen Teil der Arzneistoffe auf ihrem Weg durch den Organismus auf und hindern sie daran, ihre Wirkung zu entfalten.

Nur in den seltensten Fällen gelangen sämtliche ins Blut aufgenommene Arzneistoffmoleküle an ihre spezifischen Bindungsstellen. Stattdessen bleibt ein Großteil an Bluteiweißen, wie z.B. Albumin, hängen, die geradezu "magnetische" Anziehungskraft auf sie ausüben. Die festgehaltenen Arzneistoffmoleküle bewirken dort nichts, sie werden lediglich davon abgehalten, ins Gewebe zu wandern und sich an ihre spezifischen Bindungsstellen anzuheften, können also auch nicht wirksam werden.

Ein Arzneistoff, der von Eiweißen im Blutplasma besonders stark abgefangen wird, muss deshalb in relativ hoher Dosis eingenommen werden, damit die gewünschte Wirkung tatsächlich eintritt. Problematisch wird es dann, wenn kurz nacheinander eingenommene Arzneimittel für die Bluteiweiße gleichermaßen "attraktiv" sind. Dann kann ein Arzneistoff den anderen aus der Albuminbindung verdrängen. Dadurch wird die Konzentration der freien Arzneistoffmoleküle im Blut unter Umständen schlagartig erhöht, und es droht die Gefahr einer Überdosierung. Unerwünschte Wechselwirkungen zwischen Arzneimitteln sind nicht selten auf solche Effekte zurückzuführen.

Nach der Resorption verteilt sich der Arzneistoff auf alle Körpergewebe.

Unerwünschte Arzneimittelwirkungen ließen sich aber sehr viel wirkungsvoller vermeiden, wenn es gelänge, die gesamte Dosis so schnell wie möglich an den Ort zu transportieren, wo die gewünschte Wirkung ausgelöst werden soll. Ein Beispiel dafür, wie das gelingen kann, geben bestimmte Antibiotika, die so genannten neueren Makrolide. Sie brauchen nur sehr kurze Zeit, um nach der Resorption tatsächlich in großer Menge zum Ort einer bakteriellen Infektion zu gelangen. Sie wandern dazu in spezielle Abwehrzellen ein, die im Körper patrouillieren: die Fresszellen. Mit ihnen gelangen die Antibiotika wie in einem Feuerwehrauto an den Einsatzort. Dort unterstützen sie die Zellen wirkungsvoll bei der Bekämpfung der eingedrungenen Bakterien.

Nebenwirkungen lassen sich nicht immer vermeiden, durch die richtige Anwendung aber einschränken.

Beim Einsatz von Arzneimitteln muss sorgfältig der erhoffte Nutzen für den Patienten gegen das Risiko, das ein Arzneimittel mit sich bringen kann, abgewogen werden. Es werden nur solche Arzneimittel von der Zulassungsbehörde für die Vermarktung freigegeben, bei denen der Nutzen das Risiko überwiegt; absolute Sicherheit gibt es jedoch nicht. Ein Wirkstoff kann noch so zielgerichtet auf die Behebung einer bestimmten Störung zugeschnitten sein - wenn er gegen die falsche Krankheit eingesetzt wird, falsch dosiert, falsch kombiniert oder ohne die vorgesehenen Kontrolluntersuchungen eingesetzt wird, kann unter Umständen großer Schaden entstehen.

Ein weiteres Risiko liegt in der mangelnden Therapietreue der Patienten: Halten sich Patienten nicht an die Anweisungen des Arztes bzw. an die Gebrauchsinformationen, gefährden sie den Therapieerfolg. So müssen z.B. bei der Behandlung bakterieller Infektionen Arzneimittel länger eingenommen werden, als die Beschwerden spürbar sind, um die Resistenzbildung (d.h. die Entstehung von unempfindlichen Bakterien) zu vermeiden.

Wie kann ein Arzneimittel wirken, das gar keinen Wirkstoff enthält?

Bleibt noch die Frage, wie ein Arzneimittel wirken kann, das gar keinen Wirkstoff enthält. Plazebos heißen diese Medikamente ohne Wirkstoff (von lateinisch "placebo"; wörtlich übersetzt bedeutet es "Ich werde gefallen"). Allgemein anerkannt ist, dass sich mit Plazebos bis zu 50 Prozent der Wirkung eines "echten" Arzneimittels (Verum) erzielen lassen, bei manchen Krankheiten sogar noch mehr. Und Plazebos können sogar "Nebenwirkungen" verursachen. Magen-Darm-Beschwerden, Müdigkeit, Kopfschmerzen, Erregung oder Depression: Das sind die häufigsten Symptome, über die Patienten nach Plazebo-Einnahme klagen.

Letzten Endes ist damit gezeigt, dass der Mensch mehr ist als die Summe der in ihm stattfindenden bekannten biochemischen Reaktionen. Allein die Aufforderung, ein Plazebo oder ein Verum einzunehmen, löst im Bewusstsein des Patienten schon etwas aus. Dieses "Etwas" kann Auswirkungen auf Psyche, Hormonhaushalt und Immunsystem haben, denn diese Systeme sind sehr eng miteinander verbunden. So kann es z.B. bei der Schmerztherapie zur Ausschüttung von Endorphinen, das sind körpereigene, schmerzstillende Substanzen, kommen.