Applikationsweg und Bioverfügbarkeit: warum gleiche Milligramm nicht gleich wirken
Kurz gesagt: Bioverfügbarkeit ist der Anteil einer Dosis, der unverändert den systemischen Kreislauf erreicht. Intravenös gegeben liegt sie definitionsgemäß bei 100 Prozent. Bei oraler Gabe sinkt sie durch unvollständige Resorption und durch Abbau in Darmwand und Leber vor dem Kreislauf. Gemessen wird sie über das Verhältnis der Flächen unter der Konzentrations-Zeit-Kurve. Deshalb lassen sich Dosen verschiedener Applikationswege nicht einfach gleichsetzen.
F = AUC oral / AUC i.v.
Pharmakologie-Basis
Oral ist nicht i.v.
Lernheft Pharmakologie: PrinzipienModule zu Applikationsweg, Bioverfügbarkeit und First Pass. Zum passenden Material
Auf Station wird ein Medikament von intravenös auf oral umgestellt, und plötzlich stimmt die Wirkung nicht mehr. In der Klausur soll man berechnen, welche orale Dosis einer intravenösen entspricht. Beide Situationen haben dieselbe Grundlage: Der Applikationsweg bestimmt, wie viel Wirkstoff wie schnell im Blut ankommt. Diese Seite erklärt Bioverfügbarkeit, ihre Einflussfaktoren und die Eigenschaften der wichtigsten Applikationswege.
Was bedeutet Bioverfügbarkeit genau?
Die Bioverfügbarkeit F beschreibt zwei Dinge: das Ausmaß, also welcher Anteil der Dosis unverändert systemisch verfügbar wird, und die Geschwindigkeit, mit der das geschieht. In der Prüfung ist meist das Ausmaß gemeint. Man bestimmt es, indem man die Fläche unter der Konzentrations-Zeit-Kurve (AUC) nach oraler Gabe mit der AUC nach intravenöser Gabe derselben Dosis vergleicht. Liegt die AUC oral bei einem Drittel der intravenösen, beträgt F etwa 33 Prozent.
Wichtig ist die Abgrenzung zu zwei ähnlichen Begriffen. Resorption meint nur den Übertritt aus dem Darm in die Darmwand oder das Pfortaderblut. Ein Stoff kann fast vollständig resorbiert werden und trotzdem eine geringe Bioverfügbarkeit haben, wenn er in Darmwand und Leber stark abgebaut wird. Potenz wiederum beschreibt, welche Konzentration für eine Wirkung nötig ist. Eine niedrige Bioverfügbarkeit sagt nichts darüber, wie stark ein Wirkstoff am Ziel wirkt.
Welche Faktoren senken die orale Bioverfügbarkeit?
Freisetzung: Tablette muss zerfallen, der Wirkstoff sich lösen
Stabilität: Abbau durch Magensäure oder Verdauungsenzyme, etwa bei Peptiden wie Insulin
Permeabilität: geladene, sehr polare oder sehr große Moleküle passieren die Darmwand schlecht
Efflux: P-Glykoprotein pumpt Wirkstoffe aus den Enterozyten zurück ins Lumen
Präsystemischer Metabolismus: CYP3A4 in der Darmwand und Leberenzyme beim ersten Durchgang
Interaktionen: Komplexbildung mit Calcium, Eisen oder Antazida, Einfluss von Nahrung
Wie unterscheiden sich die Applikationswege?
Weg
Bioverfügbarkeit
Wirkeintritt
Typischer Einsatz
Intravenös
100 Prozent per Definition
Sofort
Notfall, Intensivstation, Wirkstoffe ohne orale Verfügbarkeit
Oral
Variabel, oft deutlich unter 100 Prozent
Verzögert
Dauertherapie, ambulante Behandlung
Sublingual, bukkal
Umgeht den First Pass der Leber
Schnell
Glyceroltrinitrat beim Angina-pectoris-Anfall
Subkutan, intramuskulär
Meist hoch
Abhängig von Durchblutung und Formulierung
Heparine, Insulin, Impfstoffe, Depotpräparate
Transdermal
Gleichmäßige Aufnahme über Stunden bis Tage
Langsam
Opioid- und Hormonpflaster, Nikotinpflaster
Rektal
Teilweise Umgehung der Pfortader, schwer vorhersagbar
Mittel
Kinder, Erbrechen, Fieberkrampf
Inhalativ
Ziel ist hohe lokale bei geringer systemischer Exposition
Schnell am Ort
Asthma und COPD
Was bedeutet das für die Umstellung von i.v. auf oral?
Gleiche Milligramm bedeuten nur dann gleiche systemische Exposition, wenn die Bioverfügbarkeit beider Wege gleich ist. Bei Wirkstoffen mit hoher oraler Verfügbarkeit, etwa vielen Fluorchinolonen, Metronidazol oder Linezolid, ist eine Umstellung oft ohne große Änderung möglich. Bei Wirkstoffen mit starkem First Pass, etwa Morphin, Propranolol oder Verapamil, braucht die orale Gabe eine höhere Dosis für dieselbe Exposition. Auch der zeitliche Verlauf unterscheidet sich: Oral steigt die Konzentration langsamer an und erreicht einen niedrigeren Gipfel. Welche Dosis konkret passt, steht in der Fachinformation und wird vom Team festgelegt.
Lernheft 16
Pharmakologie: Prinzipien
64 Seiten allgemeine Pharmakologie mit 18 Modulen, Merkskizzen, Fallfragen und zwei Selbsttests.
Applikationsweg, Bioverfügbarkeit und First Pass
Verteilung, Clearance, Halbwertszeit und Steady State
Eine Dosisangabe ohne Applikationsweg ist unvollständig. Beim Umstellen gelten die Angaben der Fachinformation, nicht eine einfache Milligramm-Gleichung.
Häufig gestellte Fragen
1. Warum hat intravenöse Gabe eine Bioverfügbarkeit von 100 Prozent?
Weil der Wirkstoff direkt in den systemischen Kreislauf gelangt. Es gibt keine Resorptionsbarriere und keinen präsystemischen Abbau. Die intravenöse Gabe dient deshalb als Bezugsgröße.
2. Was ist der Unterschied zwischen absoluter und relativer Bioverfügbarkeit?
Die absolute Bioverfügbarkeit vergleicht eine Darreichungsform mit der intravenösen Gabe. Die relative vergleicht zwei nicht intravenöse Formen miteinander, etwa ein Generikum mit dem Originalpräparat.
3. Warum wird Glyceroltrinitrat sublingual gegeben?
Oral würde es in der Leber großteils abgebaut. Über die Mundschleimhaut gelangt es direkt in den systemischen Kreislauf und wirkt innerhalb von Minuten.
4. Beeinflusst Nahrung die Bioverfügbarkeit?
Ja, je nach Wirkstoff. Nahrung kann Resorption verzögern, verringern oder bei lipophilen Stoffen auch verbessern. Deshalb enthalten Fachinformationen Angaben zur Einnahme mit oder ohne Mahlzeit.
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