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Gesundheit|Medizin

Die Wirkungsweise von Arzneimitteln

Symbolbild Arzneimittel
Neben Tabletten und Pillen gibt es noch zahlreiche weitere Arten von Medikamenten. (Bild: okskaz / AdobeStock)
Erkältung, Kopfschmerzen, Diabetes oder Bluthochdruck – heute gibt es für viele Krankheiten und chronische Beschwerden mindestens ein Arzneimittel. Dahinter steckt eine Menge Entwicklungsarbeit. Manchmal schaut sich die Pharmaforschung einige Tricks aus der Natur ab, manchmal hilft – wie bei der Entdeckung von Penicillin – eher der Zufall nach. Heute eingesetzte Medikamente wirken entweder symptomatisch oder setzen direkt an der Ursache an. Doch Wie wirken die Arzneimittel eigentlich? Und was gibt es für Nebenwirkungen?

Fragen, die Patienten immer wieder haben. Schließlich will niemand ein Arzneimittel einnehmen, das ihn am Ende nicht gesund, sondern eigentlich noch kränker macht. Die Erforschung und Entwicklung von Arzneimitteln ist ein langwieriger Prozess, der viel Geld kostet. Auch, weil die Aufnahme und Verteilung im Körper für jeden Wirkstoffkandidaten erforscht werden muss.

So entfalten Medikamente ihre Wirkung

Medikamente selbst haben keine Wirkung. Was sie ausmacht, sind am Ende die darin enthaltenen Wirkstoffe. Arzneimittel können

  • topisch (äußerlich),
  • oral (über den Mund),
  • inhalativ (über die Atemwege),
  • und über weitere Wege

aufgenommen werden. Topisch bedeutet, dass der Wirkstoff über die Haut resorbiert wird. Es handelt sich also um Salben und Cremes. Typische Beispiele für solche Medikamente sind:

  • Schmerzgele
  • Neurodermitis Basispflege
  • Cortison-Creme
  • Salben mit antibiotischen Wirkstoffen

Inhalativ werden Wirkstoffe in erster Linie im Rahmen einer Erkrankung der Atemwege eingenommen. Hierbei handelt es sich um Spender, die den Wirkstoff als Aerosol vernebeln. Eingeatmet gelangt dieser zu den Bronchien oder noch tiefer in die Atemwege. Anwendungsgebiete solcher Arzneimittel sind:

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  • Asthma
  • Bronchitis
  • Pneumonien (Lungenentzündung)

Ein erheblicher Teil der Medikamente wird oral – sprich als Tablette, Saft oder Dragee beziehungsweise als Kapsel eingenommen. Die Aufnahme der Wirkstoffe kann bereits über die Mundschleimhaut erfolgen. Viele Medikamente wirken allerdings erst nach der Magenpassage – sprich sobald sie von der Darmschleimhaut resorbiert werden.

In der Pharmakologie hat sich für den gesamten Wirkungskreis der Wirkstoffe das sogenannte LADME-Modell entwickelt. Es befasst sich mit:

  • Liberation (Freisetzung)
  • Absorption (Resorption/Aufnahme)
  • Distribution (Verteilung)
  • Metabolism (Verstoffwechselung)
  • Excretion (Ausscheidung) oder Elimination

Freisetzung meint dabei die Überführung des Wirkstoffs in eine resorptionsfähige Form. Der eigentliche Transport wird also teilweise ausgeklammert. Wie die Freisetzung abläuft, variiert von Medikament zu Medikament. Die Resorption ist zwar vereinfacht die Aufnahme in die Blutbahn. Diese kann auf ganz unterschiedlichen Wegen erfolgen.

Damit einer Verteilung im Blutkreislauf möglich ist, muss ein Wirkstoff in Lösung gehen und bindungsfähig sein. Die Verstoffwechselung ist die Umwandlung der Wirkstoffe. Bei einer Ausscheidung wird der unveränderte Wirkstoff aus dem Körper über Niere oder Leber (vielleicht auch die Lunge) aus dem Körper entfernt. Eine vorherige Umwandlung führt zu einer Elimination.

Speziell der Aspekt Transport – Freisetzung – Resorption führt dazu, dass sich eine große Bandbreite unterschiedlicher Arzneimittelformen entwickelt hat. Medikamente, die den Magen unbeschadet passieren müssen, brauchen beispielsweise eine magensaftresistente Umhüllung.

Wie gelangt der Wirkstoff an den richtigen Ort im Körper?

Dahinter steckt ein komplexer biochemischer Prozess. Die Wirkstoffe werden über die Schleimhaut – etwa im Mund oder Darm aufgenommen. Von hier aus gelangt der Wirkstoff ins Blut. Dass er am Ende dort ankommt, wo er Symptome wie Schmerzen lindert oder die Ursache einer Krankheit bekämpft, hängt mit der speziellen Struktur der Wirkstoffe zusammen. Nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip werden diese explizit auf einzelne Bereiche des Körpers zugeschnitten. Damit kann der Wirkstoff immer nur dort seine Wirkung entfalten.

Welche Wirkzeiten haben Medikamente?

Bis ein Arzneimittelwirkstoff wirkt, können manchmal Minuten vergehen, teilweise dauert es aber auch Stunden, bis der Wirkstoff im Blut die medizinisch wirksame Konzentration erreicht und sich eine Wirkung bemerkbar macht. Wie lange es bis dahin dauert, hängt von verschiedenen Faktoren ab.

Einfluss haben unter anderem:

  • Darreichungsform
  • Stoffwechsel

Oral eingenommene Präparate, welche sofort über die Mundschleimhaut resorbiert werden, können innerhalb kürzester Zeit ihre Wirkung entfalten. Beispiel: Eltern tragen ihrem Kind bei Zahnschmerzen ein schmerzstillendes Gel auf. Dessen Wirkung ist innerhalb von einer bis unter fünf Minuten zu spüren. Genauso schnell kann ein abschwellendes Nasenspray zu wirken beginnen. Selbst inhalative Notfall-Medikamente wie Salbutamol bei Asthma erreichen durch die Aufnahme über die Schleimhäute innerhalb sehr kurzer Zeit ihre Wirkung.

Sehr viel länger brauchen dafür allerdings Arzneimittel, welche in Form von Tabletten und Kapseln eingenommen werden. Hier liegt der Zeitraum bis zum Eintritt der Wirkung bei 30 bis 90 Minuten. Dass die Wirkung so stark verzögert eintritt, hat einen simplen Grund: Bevor der Wirkstoff dort ankommt, wo er helfen soll, muss er:

  1. den Magen passieren,
  2. im Darm resorbiert werden und
  3. in den Blutkreislauf gelangen.

Interessant ist nicht nur, wie lange ein Arzneimittel bis zum Anfluten seiner Wirkung benötigt. In der Praxis erstaunt es zudem immer wieder, wie schnell die Wirkung der Medikamente wieder nachlässt.

So etwa bei Schmerzmitteln: Je nach Intensität und Dosis kann die Wirkung über einen Zeitraum von zwei bis drei Stunden anhalten. Manchmal machen sich die Medikamente noch sehr viel länger bemerkbar. Ein zweites Beispiel ist Medikinet. Eingesetzt zur Behandlung von ADHS, flutet es relativ schnell an, wirkt aber meist nicht länger als vier Stunden – oft sogar deutlich kürzer.

Entscheidend sind für die Dauer der Wirkung die chemischen Eigenschaften des Wirkstoffs und wie schnell dieser durch den Stoffwechsel wieder abgebaut wird. Dieser kann unter anderem durch das Wetter beeinflusst werden. Von einigen Wirkstoffen ist beispielsweise bekannt, dass sie bei großer Sommerhitze schneller abgebaut werden.

Wirkungseffekt: Symptombehandlung oder Ursachenbekämpfung?

Ein wichtiger Punkt bei Medikamenten ist immer die Frage nach der Wirkung. Beispielsweise wirken Schmerzmittel nicht ursächlich, sondern lindern nur ein Symptom. Eingenommen bei Zahnschmerzen, sorgen sie etwa für eine ruhige Nacht und somit für eine gute Erholung. Um nicht wiederholt zu den Medikamenten greifen zu müssen, bleibt am Ende nur der Gang zum Zahnarzt, der eine entsprechende Therapie und Behandlung durchführen kann.

Symptomatisch wirken viele andere Medikamente – wie zum Beispiel Insulin, dass bei Diabetes verabreicht wird. Ein Grund: Bei bestimmten Erkrankungen ist eine ursächliche Therapie nicht möglich. Dies wäre zum Beispiel bei ADHS oder Diabetes Typ I der Fall.

Nicht selten soll die Medizin den Körper nur unterstützen – wie bei der Heilung einer Virusinfektion der Atemwege. Bei starken Infektionen lässt sich hingegen durchaus von einer ursächlichen Behandlung mit Antibiotika sprechen. Die Medikamente töten die Bakterien ab und unterstützen den Körper dabei, sich selbst zu heilen.

Placebo-Effekt: Welche Wirkung geht tatsächlich davon aus?

Arzneimittel, die eigentlich keinen Wirkstoff enthalten, können trotzdem helfen. Dieser Placebo-Effekt von Scheinmedikamenten wird immer wieder diskutiert. Einige Studien, die in der Pharmakologie kursieren, scheinen den Effekt zu bestätigen. Andere Studien versuchen das Ganze zu widerlegen.

Die Medizin ist sich uneins darüber, wie stark der Effekt am Ende ist und ob es ihn tatsächlich gibt. In der Praxis ist zumindest nichts hieb- und stichfest nachgewiesen. Daher reichen die unterschiedlichen Reaktionen an dieser Stelle von Mystifizierung bis zur totalen Ablehnung des Placebo-Effekts.

Die richtige Einnahme

Für die bestmögliche Behandlung sollen Medikamente immer ihre optimale Wirkung entfalten. In einem idealen System, das den Parametern im Labor folgt, ist dies kein Problem. Die tägliche Einnahme eines Medikaments folgt allerdings selten diesem Idealbild. In der Praxis können individuelle Faktoren die Wirkungen hemmen oder verstärken.

Bei einem oral eingenommenen Wirkstoff ist zuerst an Wechselwirkungen mit der verzehrten Nahrung zu denken. Hier kann es beispielsweise mit dem Calcium der Milch zu unerwünschten Wirkungen kommen. Einen Wirkstoff, der Calcium (oder andere Nahrungsbestandteile) bindet und so seine Wirkung verliert, direkt mit einem Glas Milch zu verabreichen ist somit keine gute Lösung.

Für die Einnahme von Medikamenten kann also durchaus wichtig sein, mit welchen Nahrungsmitteln sie zusammen den Verdauungstrakt durchqueren. Entsprechende Hinweise darauf, was mit dem Wirkstoff nicht aufgenommen werden darf, geben die Apotheker oder der Beipackzettel. Dieser enthält sehr oft auch die Formulierung „vor dem Essen“ oder „nach den Mahlzeiten“. Was ist darunter genau zu verstehen?

  • Vor dem Essen: Diese Aussage bedeutet immer, dass ein Medikament spätestens eine bis zwei Stunden vor der nächsten Mahlzeit einzunehmen ist. Hiermit wird erreicht, dass der Wirkstoff sein Potenzial im leeren Magen voll ausschöpfen kann.
  • Nach dem Essen: Hier sind etwa zwei Stunden nach einer Mahlzeit abzuwarten, bis das Arzneimittel eingenommen wird. Diese Wartezeit erreicht, dass sich der Magen bereits wieder geleert hat.
  • Mit der Mahlzeit: In diesem Fall liegt die Tablette oder Kapsel direkt neben dem Teller. Ob das Medikament direkt nach dem ersten Löffel, mittendrin oder einfach am Ende genommen wird, spielt keine Rolle.

Warum diese Unterscheidung? Soll ein Medikament schnell wirken, ist die Verabreichung außerhalb der Mahlzeiten sinnvoll. Besteht die Gefahr, dass der Wirkstoff den Verdauungstrakt reizt, wäre die Aufnahme mit Essen sinnvoll.

Achtung: Einige Arzneimittel sind in festen zeitlichen Intervallen einzunehmen – beispielsweise Antibiotika. Dies hat den Grund, dass auf diese Weise ein möglichst gleichbleibender Wirkstoffspiegel im Körper erreicht wird.

Wechselwirkungen mit anderen Medikamenten

Den Beipackzettel legen viele Patienten schnell zur Seite. Dabei ist ein gründlicher Blick sehr wichtig. Neben Hinweisen zur Einnahme enthält der Beipackzettel auch Informationen zu Neben- und Wechselwirkungen. Nebenwirkung bezeichnet immer einen unerwünschten Effekt, den Wirkstoffe auslösen. Zu den klassischen Beispielen zählen Juckreiz bei Impfungen oder Erbrechen und Übelkeit.

Oft ist es so, dass Patienten mehr als ein Medikament nehmen müssen. In diesem Fall kann es immer zu einer wechselseitigen Beeinflussung kommen. Hierbei puffert ein Wirkstoff andere Medikamente – deren Wirkung ist dann nicht optimal. Oder die Wirkstoffe verstärken sich gegenseitig in ihrer Wirkung.

Ein Beispiel für solche Wechselwirkungen ist die kombinierte Einnahme der Anti‑Baby‑Pille und Antibiotika. Bei einer bakteriellen Infektion verschrieben, können einige antibiotische Wirkstoffe den Effekt der Pille hemmen. Zusätzlich kann es unter der Antibiotika-Therapie zu Erbrechen und Durchfall kommen – was die Wirkung noch weiter herabsetzt. Aus diesem Grund wird von Ärzten dazu geraten, in dieser Phase beim Geschlechtsverkehr auf zusätzliche Kontrazeptiva zurückzugreifen.

Weitere Beispiele für Wechselwirkungen:

  • Medikamente gegen Herzrhythmusstörungen und Abführmittel
  • Mittel gegen Herzrhythmusstörungen und Wirkstoffe gegen Sodbrennen

Im ersten Fall kann es zu einer verstärkenden Wirkung wie eine Verminderung der Herzleistung kommen. Antazida haben genau den gegenteiligen Effekt. Hier kommt es zu einer verminderten Wirksamkeit.

Um die Wechselwirkung zu vermeiden, sollte fachlicher Hilfe gesucht werden. Ärzte und Apotheker können zu den unerwünschten Effekten beraten. Die Beratung bedeutet häufig, dass auf einen anderen Wirkstoff mit ähnlicher Wirksamkeit ausgewichen wird. Wer zudem auf Nummer Sicher gehen möchte, kann auch einen Online-Check nutzen, bei dem sich die gewünschten Kombinationen prüfen lassen. Hier können verschiedene Medikamente (oder die PZN) eingegeben werden und das Tool zeigt automatisch die bekannten Wechselwirkungen an.

Eine zweite Alternative kann in der zeitverzögerten Aufnahme der verschiedenen Medikamente liegen. Übrigens: Es kommt nicht nur bei der Einnahme unterschiedlicher Arzneimitteln zu Wechselwirkungen. Auch in Kombination mit Lebensmitteln sind entsprechende Effekte möglich.

Achtung: Sollten Neben- und Wechselwirkungen auftreten, muss der nächste Weg zum behandelnden Arzt führen. Dieser kann eine Änderung der Medikation veranlassen. Was eher vermieden werden sollte, ist das plötzliche Absetzen von Arzneimitteln. In einigen Fällen kann dies sogar gefährlich werden.

Ein Auftreten von Nebenwirkungen sollte dem behandelten Arzt im Übrigen nicht verschwiegen werden. Nur so kann einerseits die Behandlung angepasst werden. Auf der anderen Seite machen die Rückmeldungen der Patienten am Ende auch die Arbeit der Pharmakologen leichter – um Medikamente anzupassen.

Was tun bei Nebenwirkungen?

Im Beipackzettel sind Angaben zu Nebenwirkungen Pflicht. Grundsätzlich handelt es sich nicht um explizite Aussagen, dass diese beim Patienten tatsächlich auftauchen müssen. Die Angaben beziehen sich auf Studienergebnisse und sind statistischer Natur. Patienten bekommen somit eine Vorstellung, welche unerwünschten Effekte besonders häufig auftreten – und welche Nebenwirkungen tendenziell selten sind.

Beispiel Cortison-Spray zur Behandlung von Asthma: Hier kann es zu Nebenwirkungen wie einer Besiedelung der Mundschleimhaut mit Pilzen (Mundsoor) oder Heiserkeit und Husten sowie Juckreiz kommen. Dabei tritt die Pilzinfektion sehr häufig auf, Reizungen der Atemwege können eine häufige Nebenwirkung sein.

Eingeteilt wird die Häufigkeit nach folgendem Maßstab:

  1. Sehr häufig: mehr als 1 Patient von 10
  2. Häufig: 1 bis 10 Patient von 100
  3. Gelegentlich: 1 bis 10 Patient von 1.000
  4. Selten: 1 bis 10 Patient von 10.000
  5. Sehr selten: weniger als 1 Patient von 10.000

Dass die Auswirkungen so unterschiedlich sein können, hängt mit verschiedenen individuellen Faktoren zusammen. So erweist sich der persönliche Stoffwechsel oft als sehr wichtig. Aber auch genetische Präpositionen können für die Frage, ob ein Patient eher wahrscheinlich unter Nebenwirkungen leidet, eine Rolle spielen.

Achtung: Einige Nebenwirkungen lassen sich vermeiden. Hier zu geben Arzt und Apotheker Tipps. Beim Kortison-Spray wäre dies beispielsweise das direkte Mundspülen nach der Einnahme – zur Vermeidung einer Pilzinfektion.

Verstoffwechselung und Abbau im Körper

Arzneimittelwirkstoffe bleiben nicht ewig im Körper. Entweder werden sie durch eine Bindung an Proteine oder Enzymen umgebaut und damit neutralisiert. Oder der Körper schleust die Wirkstoffe durch Organe wie die Leber oder Niere. Hier kommt es schließlich zum Abbau der Stoffe bzw. einer Ausscheidung.

Wirkstoffe gelangen häufig über den Urin aus dem Körper. Damit sinkt der Wirkstoffspiegel allmählich wieder. Aufgrund des Kreislaufs aus:

  • Aufnahme des Medikaments
  • Resorption im Darm
  • Gelangen in den Blutkreislauf
  • Ausscheidung/Abbau durch Leber oder Niere

muss ein Arzneimittel oft wiederholt eingenommen werden.

Die Entwicklung eines Arzneimittels

Bevor ein Arzneimittel für den Einsatz zugelassen wird, muss einen aufwendigen Entwicklungsprozess durchlaufen. Dieser beginnt mit der Frage, ob bei einer bestimmten Erkrankung überhaupt Handlungsbedarf besteht. Sofern die Antwort positiv ausfällt, muss nach möglichen Ansatzpunkten gesucht werden. Sprich: Wo kann ein Wirkstoff eingreifen, um eine bessere Wirkung als bisherige Medikamente zu erzielen.

Sobald Pharmakologen einen Treffer (Hit) landen, beginnt die Arbeit an der Entwicklung des Wirkstoffkandidaten. Unter anderem ist in dieser Phase zu prüfen, ob die Wirkstoffe überhaupt vom Körper aufgenommen werden können oder es eine „Vehikel“ für den Transport im Blut gibt. Im Rahmen dieser Forschungsarbeit wird zudem überprüft, welche unerwünschten Wirkungen das Medikament haben kann. Es bringt wenig, wenn das Arzneimittel gegen eine Krankheit wirkt, dafür an anderer Stelle zu schwerer Übelkeit oder gar Lähmungserscheinungen führt.

Sobald Forscher nach jahrelanger Arbeit den Wirkstoff entwickelt haben, der allen Anforderungen genügt, geht es zuerst um vorklinische Tests (meist im Tierversuch) bevor klinische Tests durchgeführt werden. Diese laufen in drei Phasen ab:

  1. Phase I – mit gesunden Probanden
  2. Phase II – mit wenigen Erkrankten
  3. Phase III – mit vielen Erkrankten

Untersuchungen, wie sich Arzneimittel bei Kindern und Jugendlichen verhalten, finden allerdings noch vergleichsweise selten statt. Schwierig ist hier unter anderem der moralische Aspekt im Umgang mit Kindern als Versuchspatienten.

Sind die Ergebnisse insgesamt positiv, kann eine Zulassung beantragt werden. Die Entwicklung von Arzneimitteln ist aufgrund der langwierigen Forschung und vielen Hürden aufwendig wie auch zeitraubend. Es vergehen oft Jahre von der Idee bis zum fertigen Medikament.

Fazit: Ohne Arzneimittel wären viele Krankheiten dramatisch

Bei Kopfschmerzen eine Aspirin und bei Lungenentzündung Antibiotika – Medikamente sind im Alltag selbstverständlich. Dabei ist deren Entwicklung alles andere als einfach. Pharmaunternehmen forschen mitunter Jahre, bevor ein Wirkstoff nur ansatzweise die Chance auf eine Zulassung hat. Ob sich die Wirkung am Ende entfaltet, hängt von vielen Faktoren ab. Einige davon lassen sich beeinflussen – etwa durch die richtige Dosis oder den Zeitpunkt der Einnahme. Andere Parameter entziehen sich dem Einfluss, wie zum Beispiel das Wetter. Ohne die richtigen Medikamente würden viele Krankheiten heute allerdings oft einen anderen Verlauf nehmen.

07.09.2020

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Wissenschaftslexikon

♦ Ma|gne|to|che|mie  〈[–çe–] f.; –; unz.〉 Teilgebiet der anorganischen Chemie, das das Verhalten der Stoffe im inhomogenen Magnetfeld untersucht

♦ Die Buchstabenfolge ma|gn… kann in Fremdwörtern auch mag|n… getrennt werden.

Te|le|fon|sex  〈m.; –; unz.〉 der sexuellen Erregung dienende Unterhaltung am Telefon

♦ Ma|gnet|ver|stär|ker  〈m. 3; Tech.〉 Gerät, bei dem auf magnet. Wege mit einer geringen Energie eine wesentlich größere beeinflusst werden kann, indem von zwei Wicklungen, die um einen Eisenkern liegen, die eine der Magnetisierung dient, während die andere den zu beeinflussenden Strom führt; Sy Transduktor … mehr

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