Das ABC der Pharmakokinetik: Resorption, Verteilung, Metabolismus, Ausscheidung

Damit ein Arzneimittel wirkt, genügt es nicht, das richtige Molekül zu sein: Es muss das Zielgewebe erreichen, in ausreichender Menge und über ausreichende Zeit. Der Zweig, der diesen Weg untersucht, heißt Pharmakokinetik und lässt sich in vier Phasen zusammenfassen: Resorption, Verteilung, Metabolismus, Ausscheidung — kurz ADME.

Resorption (Absorption)

Resorption ist der Übertritt des Wirkstoffs vom Applikationsort in das Blut. Der Applikationsweg bestimmt diese Phase unmittelbar.

Bei intravenöser Anwendung gibt es keine Resorptionsphase; der Wirkstoff gelangt direkt in den Kreislauf. Bei intramuskulärer und subkutaner Anwendung erfolgt die Resorption langsamer, in der Regel aber vollständig. Bei oraler Anwendung — wie bei Produkten, die beim Geflügel über das Trinkwasser oder das Futter gegeben werden — muss der Wirkstoff zunächst den Verdauungstrakt passieren.

Auf oralem Weg kommen mehrere Variablen ins Spiel: Die Magensäure kann manche Moleküle abbauen, Mineralstoffe im Futter wie Calcium können bestimmte Antibiotika binden und die Aufnahme verringern, und was resorbiert wird, gelangt aus dem Darm direkt in die Leber. Dass die Leber einen Teil der Dosis verarbeitet, bevor diese überhaupt in den großen Kreislauf gelangt, nennt man den First-Pass-Effekt.

Wie viel der verabreichten Dosis tatsächlich den systemischen Kreislauf erreicht, heißt Bioverfügbarkeit. Verschiedene Formulierungen desselben Wirkstoffs können sich in der Bioverfügbarkeit unterscheiden — deshalb ist die Formulierungsentwicklung so wichtig.

Verteilung (Distribution)

Einmal im Blut, verteilt sich der Wirkstoff in die Gewebe. Diese Verteilung ist jedoch nicht gleichmäßig.

Zu den bestimmenden Faktoren gehören die Durchblutung des Gewebes, die Fettlöslichkeit des Wirkstoffs und der Anteil, der an Plasmaproteine gebunden wird. Nur der nicht gebundene (freie) Anteil kann in die Zellen übertreten und wirken.

Manche Bereiche sind besonders schwer zu erreichen: das zentrale Nervensystem, das Auge, das Eutergewebe und Teile der Lunge. Das ist mitunter der Grund, warum ein Wirkstoff, der im Labor gegen einen „empfindlichen” Erreger wirkt, im Feld nicht wie erwartet anschlägt — die im Labor wirksame Konzentration wird im Gewebe, in dem die Infektion sitzt, nicht erreicht.

Metabolismus (Metabolism)

Der Körper wandelt körperfremde Moleküle in der Regel in besser wasserlösliche Formen um, damit sie ausgeschieden werden können. Diese Arbeit findet größtenteils in der Leber statt.

Metabolismus bedeutet nicht immer Inaktivierung. Manche Wirkstoffe werden in Metaboliten umgewandelt, die weiterhin wirksam sind; andere werden in unwirksamer Form verabreicht und erst im Körper in die wirksame Form überführt (Prodrug).

Die Geschwindigkeit des Metabolismus unterscheidet sich deutlich zwischen den Tierarten. Das ist einer der Hauptgründe dafür, dass ein für eine Tierart entwickeltes Produkt nicht ohne Weiteres auf eine andere übertragen werden kann, und erklärt, warum die Umwidmung eine tierärztliche Entscheidung erfordert.

Ausscheidung (Excretion)

Die letzte Phase ist die Elimination des Wirkstoffs und seiner Metaboliten. Die Hauptwege sind die Nieren (Harn) und die Galle (Kot). Bei laktierenden Tieren ist auch die Milch ein Ausscheidungsweg, beim Legegeflügel das Ei — und genau daraus entsteht der Begriff der Wartezeit.

Die Zeit, in der die Menge des Wirkstoffs im Körper auf die Hälfte absinkt, heißt Halbwertszeit. Die Anwendungsintervalle leiten sich weitgehend aus ihr ab.

Was ist die Wartezeit?

Die Wartezeit (withdrawal period) ist die Zeit, die nach der letzten Anwendung vergehen muss, bis die Rückstandsgehalte in den vom Tier gewonnenen Erzeugnissen — Fleisch, Milch, Eier — unter den gesetzlich als sicher geltenden Grenzwert gefallen sind.

Sie ist keine Schätzung. Im Zulassungsverfahren werden die Rückstandsgehalte im Gewebe nach Anwendung des Produkts bei der Zieltierart über die Zeit gemessen; auf das Ergebnis wird ein Sicherheitszuschlag aufgeschlagen, und der Wert erscheint auf der zugelassenen Produktinformation.

Die Wartezeit nicht einzuhalten hat zwei Folgen: ein Rückstandsrisiko für die Lebensmittelsicherheit und, für den Export, das Risiko einer zurückgewiesenen Partie. Beachten Sie, dass die Wartezeit je nach Land und Produkt unterschiedlich sein kann — maßgeblich ist die im jeweiligen Land zugelassene Produktinformation.

Warum ist das wichtig?

ADME zu verstehen beantwortet mehrere Fragen, die im Feld regelmäßig auftauchen. Warum verhalten sich die Injektions- und die orale Form desselben Wirkstoffs unterschiedlich? Warum sollten manche Produkte nicht zusammen mit dem Futter gegeben werden? Warum lässt sich ein für eine Tierart festgelegtes Programm nicht auf eine andere übertragen?

Entscheidungen über Dosis, Anwendungsintervall und Wartezeit liegen bei der Tierärztin oder dem Tierarzt, die das Tier untersuchen, und bei der zugelassenen Produktinformation. Dieser Beitrag erläutert lediglich den Prozess, auf dem diese Entscheidungen beruhen.