15.2.1. Grundbegriffe#
Die Pharmakologie ist die Wissenschaft von den Wirkungen chemischer Substanzen auf lebende Organismen. Sie untersucht, wie Arzneistoffe auf den Organismus wirken (Pharmakodynamik) und was der Organismus mit Arzneistoffen macht (Pharmakokinetik).
Ziel der Pharmakologie ist es, die molekularen, zellulären und systemischen Mechanismen der Arzneimittelwirkungen zu verstehen. Sie bildet damit eine wesentliche Grundlage für das rationale therapeutische Handeln in der Medizin.
Zu ihren Aufgaben gehören insbesondere:
Entwicklung neuer Arzneistoffe und Arzneimittel sowie deren klinische Untersuchung im Hinblick auf neue Therapieansätze
Identifikation möglicher Angriffspunkte von Arzneistoffen, z. B. Rezeptoren, Enzyme oder Ionenkanäle
Aufklärung der Wirkmechanismen sowie der daraus resultierenden erwünschten und unerwünschten Wirkungen
Die Pharmakologie verbindet Naturwissenschaften wie Chemie, Biochemie und Physiologie mit der klinischen Medizin. Sie liefert damit wesentliche Grundlagen für die Entwicklung neuer Arzneimittel, die Verbesserung bestehender Therapien und die Vermeidung unerwünschter Wirkungen.
Abgrenzung der Bereiche#
- Allgemeine Pharmakologie
Die allgemeine Pharmakologie beschreibt allgemeine Gesetzmäßigkeiten der Pharmakodynamik und Pharmakokinetik, die sich auf unterschiedliche Arzneistoffe übertragen lassen, z. B. Rezeptor-Liganden-Interaktionen oder Dosis-Wirkungs-Beziehungen.
- Spezielle Pharmakologie
Die spezielle Pharmakologie beschäftigt sich mit konkreten Arzneistoffen bzw. Arzneistoffgruppen, ihren Wirkmechanismen und ihren Wirkungen im Organismus, z. B. mit der Wirkung von Sympathomimetika.
- Pharmakognosie
Die Pharmakognosie beschäftigt sich mit biogenen Arznei- und Wirkstoffen sowie deren Ausgangsmaterialien. Dazu gehören insbesondere Arzneidrogen pflanzlicher, aber auch tierischer oder mikrobieller Herkunft.
- Pharmazie
Die Pharmazie ist die Wissenschaft von Arzneimitteln und beschäftigt sich unter anderem mit deren Entwicklung, Herstellung, Prüfung, Qualität, Beschaffung und Abgabe. Zu ihren zentralen Fachgebieten gehören insbesondere pharmazeutische Chemie, Pharmakognosie, pharmazeutische Technologie und Pharmakologie.
- Pharmazeutische Technologie (Galenik, Arzneiformenlehre)
Die pharmazeutische Technologie beschäftigt sich mit der Entwicklung und Herstellung von Arzneiformen. Dazu werden Wirk- und Hilfsstoffe zu geeigneten Formulierungen und Darreichungsformen verarbeitet.
- Toxikologie
Die Toxikologie beschäftigt sich mit den schädlichen Wirkungen chemischer Substanzen auf lebende Organismen sowie mit der Entstehung, Erkennung und Behandlung von Vergiftungen. Auch Arzneistoffe können abhängig von der Dosis toxische Wirkungen hervorrufen.
Was sind Arzneimittel?#
Nach dem österreichischen Arzneimittelgesetz (AMG) sind Humanarzneimittel Stoffe oder Zubereitungen aus Stoffen, die
als Mittel mit Eigenschaften zur Heilung oder zur Linderung oder zur Verhütung menschlicher Krankheiten oder krankhafter Beschwerden bestimmt sind oder
im oder am menschlichen Körper verwendet oder einem Menschen verabreicht werden können, um
die physiologischen Funktionen durch eine pharmakologische, immunologische oder metabolische Wirkung wiederherzustellen, zu korrigieren oder zu beeinflussen oder
als Grundlage für eine medizinische Diagnose zu dienen.[1]
Die Definition umfasst damit sowohl Arzneimittel, die aufgrund ihrer ausgewiesenen Zweckbestimmung als solche angeboten werden, als auch Stoffe und Zubereitungen, die aufgrund ihrer pharmakologischen, immunologischen oder metabolischen Wirkung Arzneimittel sind.
Arzneimittel bzw. ihre Wirkstoffe können unterschiedlichen Ursprungs sein. Beispiele sind pflanzliche Ausgangsstoffe wie Baldrianwurzel, mineralische Stoffe bzw. Salze wie Magnesium- oder Calciumsalze, biotechnologisch hergestellte Wirkstoffe wie rekombinantes Humaninsulin sowie synthetisch hergestellte Arzneistoffe wie Glibenclamid oder Triptane.
Ein Wirkstoff ist ein Stoff oder Stoffgemisch, der bzw. das bei der Herstellung eines Arzneimittels verwendet werden soll und dabei zum arzneilich wirksamen Bestandteil des Arzneimittels wird. Er ist für die pharmakologische, immunologische oder metabolische Wirkung bzw. eine andere unmittelbare Wirkung des Arzneimittels verantwortlich.
Der Begriff Pharmakon wird in der Pharmakologie allgemeiner für eine Substanz verwendet, die im lebenden Organismus eine biologische Wirkung hervorruft. Diese Wirkung kann erwünscht oder unerwünscht sein.
Ein Arzneistoff ist ein Wirkstoff, der zur Herstellung bzw. Anwendung eines Arzneimittels bestimmt ist.
Hilfsstoffe sind Bestandteile eines Arzneimittels, die weder Wirkstoffe noch Verpackungsmaterial sind. Sie dienen beispielsweise der Herstellung, Formgebung, Stabilität, Haltbarkeit, Freisetzung oder Anwendbarkeit eines Arzneimittels. Dazu gehören beispielsweise Füllstoffe wie Lactose oder Stärke, Geschmackskorrigentien, Stabilisatoren, Farbstoffe, Sprengmittel zur Förderung des Tablettenzerfalls, Überzüge, Konservierungsmittel und Bindemittel.
Eine Wirkung ist eine mit naturwissenschaftlichen Methoden nachweisbare Beeinflussung der Beschaffenheit oder Funktion eines biologischen Systems.
Eine Nebenwirkung ist eine schädliche und unbeabsichtigte Reaktion auf ein Arzneimittel.[2]
Ob eine bestimmte pharmakologische Wirkung therapeutisch erwünscht oder unerwünscht ist, hängt auch vom Anwendungskontext ab. So kann beispielsweise die sedierende Wirkung eines Arzneistoffs bei einer bestimmten Indikation unerwünscht, bei einer anderen Anwendung hingegen therapeutisch erwünscht sein.
Als Gift wird eine Substanz bezeichnet, die abhängig von Dosis bzw. Exposition schädliche Wirkungen auf einen Organismus hervorrufen kann. Die Unterscheidung zwischen therapeutischer und toxischer Wirkung ist daher nicht allein eine Eigenschaft des Stoffes, sondern wesentlich von Dosis bzw. Konzentration, Expositionsdauer und Aufnahmeweg abhängig.
Die Dosis macht das Gift.
—Theophrastus Bombast von Hohenheim (Paracelsus)
Die Wirksamkeit (efficacy) beschreibt das Ausmaß, in dem ein Arzneistoff die beabsichtigte Wirkung hervorrufen kann.
Die Stärke eines Arzneimittels bezeichnet je nach Darreichungsform insbesondere den Wirkstoffgehalt pro Dosierungs-, Volumen- oder Masseneinheit und ist von der pharmakologischen Wirkstärke (potency) zu unterscheiden.
Der Wirkmechanismus beschreibt die molekularen, biochemischen und physiologischen Vorgänge, über die ein Arzneistoff seine Wirkung entfaltet.
Herstellung und Vertrieb von Arzneimitteln#
Arzneispezialitäten sind Arzneimittel, die im Voraus stets in gleicher Zusammensetzung hergestellt und unter derselben Bezeichnung in einer zur Abgabe an Verbraucher oder Anwender bestimmten Form in Verkehr gebracht werden. Der Begriff umfasst nach dem Arzneimittelgesetz auch zur Abgabe an Verbraucher oder Anwender bestimmte Arzneimittel, bei deren Herstellung ein industrielles Verfahren zur Anwendung kommt oder die gewerbsmäßig hergestellt werden.
Arzneispezialitäten müssen vor dem Inverkehrbringen grundsätzlich zugelassen oder entsprechend unionsrechtlicher Vorschriften genehmigt werden. Die Zulassung kann abhängig vom Arzneimittel auf nationaler oder europäischer Ebene erfolgen. Dabei werden insbesondere Qualität, Wirksamkeit und Sicherheit des Arzneimittels beurteilt.
Hinsichtlich der Abgabe wird insbesondere zwischen rezeptpflichtigen und rezeptfreien Arzneimitteln unterschieden. Rezeptpflichtige Arzneimittel dürfen grundsätzlich nur aufgrund einer ärztlichen bzw. sonst gesetzlich zulässigen Verschreibung abgegeben werden. Rezeptfreie Arzneimittel können ohne eine solche Verschreibung bezogen werden.
Davon zu unterscheiden ist die Apothekenpflicht. Auch rezeptfreie Arzneimittel sind überwiegend apothekenpflichtig. Bestimmte Arzneimittel sind von der Apothekenpflicht ausgenommen und dürfen unter den dafür festgelegten Voraussetzungen auch außerhalb von Apotheken abgegeben werden.
Für Suchtmittel gelten zusätzlich die besonderen Bestimmungen des Suchtmittelrechts.
Ein Generikum ist ein Arzneimittel, das die gleiche qualitative und quantitative Zusammensetzung an Wirkstoffen und die gleiche Darreichungsform wie das Referenzarzneimittel aufweist und dessen Bioäquivalenz mit dem Referenzarzneimittel durch geeignete Bioverfügbarkeitsstudien nachgewiesen wurde.
Eine Charge ist eine im Rahmen eines einheitlichen Herstellungsvorgangs produzierte Menge eines Arzneimittels. Sie wird durch eine eindeutige Chargenbezeichnung bzw. Chargennummer (Lot-Nummer) identifiziert.
Die Haltbarkeit beschreibt den Zeitraum, innerhalb dessen ein Arzneimittel bei ordnungsgemäßer Lagerung seine spezifizierte Qualität behält.
Das Verfalldatum bezeichnet den Zeitpunkt, bis zu dem die spezifizierte Qualität eines Arzneimittels bei ordnungsgemäßer Lagerung gewährleistet ist.
Umgang mit Arzneimitteln#
- Sättigungsdosis
Die Sättigungsdosis (loading dose) ist eine initial verabreichte höhere Dosis, mit der möglichst rasch eine therapeutisch wirksame Arzneistoffkonzentration erreicht werden soll.
- Erhaltungsdosis
Die Erhaltungsdosis dient dazu, im weiteren Therapieverlauf eine therapeutisch wirksame Arzneistoffkonzentration aufrechtzuerhalten.
- Maximaldosis
Die Maximaldosis bezeichnet die Höchstmenge eines Arzneistoffs, die innerhalb eines festgelegten Zeitraums verabreicht werden soll bzw. darf. Bei Überschreitung steigt das Risiko unerwünschter bzw. toxischer Wirkungen.
- Therapeutische Breite
Die therapeutische Breite beschreibt den Bereich zwischen therapeutisch wirksamen und toxischen Dosen bzw. Konzentrationen eines Arzneistoffs. Bei Arzneistoffen mit geringer therapeutischer Breite liegen therapeutisch wirksame und toxische Konzentrationen nahe beieinander. Eine genaue Dosierung und gegebenenfalls ein therapeutisches Drug-Monitoring sind daher besonders wichtig.
- Pharmakotherapie
Pharmakotherapie bezeichnet die Behandlung von Erkrankungen mit Arzneimitteln.
- Adhärenz
Adhärenz beschreibt das Ausmaß, in dem das Verhalten eines Patienten hinsichtlich Arzneimitteleinnahme und anderer therapeutischer Maßnahmen mit den gemeinsam vereinbarten Therapieempfehlungen übereinstimmt. Der ältere Begriff Compliance beschreibt eher die Befolgung ärztlicher Anweisungen und berücksichtigt die gemeinsame Therapieentscheidung weniger stark.
- Darreichungsform
Die Darreichungsform ist die Form, in der ein Arzneimittel angewendet wird, z. B. als Tablette, Kapsel, Zäpfchen oder Injektionslösung.
- Wirkstärke
Die Wirkstärke (potency) beschreibt, welche Dosis bzw. Konzentration eines Arzneistoffs erforderlich ist, um eine definierte Wirkung zu erzielen. Je höher die Wirkstärke, desto geringer ist die zur Erzielung derselben Wirkung erforderliche Dosis bzw. Konzentration. Eine höhere Wirkstärke bedeutet nicht, dass ein Arzneistoff eine größere maximale Wirkung erzielen kann.
- MEC
Die minimale effektive Konzentration (minimum effective concentration, MEC) ist die niedrigste Arzneistoffkonzentration, bei der die gewünschte therapeutische Wirkung eintritt.
Pharmakodynamik#
Die Pharmakodynamik beschreibt die Wirkungen eines Arzneistoffs auf den Organismus und die ihnen zugrunde liegenden Mechanismen. Sie beantwortet vereinfacht die Frage: „Was macht das Medikament mit dem Körper?“
Im Zentrum stehen insbesondere:
Wirkmechanismen auf molekularer Ebene, z. B. die Interaktion mit Rezeptoren, Enzymen oder Ionenkanälen
Dosis-Wirkungs-Beziehungen, also der Zusammenhang zwischen Dosis bzw. Konzentration und pharmakologischer Wirkung
Art und Ausmaß der pharmakologischen Wirkung
Beispiele für pharmakodynamische Mechanismen sind:
Aktivierung oder Hemmung spezifischer Rezeptoren, z. B. Blockade von β-Adrenozeptoren durch β-Blocker
Enzymhemmung, z. B. Hemmung des Angiotensin-Converting-Enzyms durch ACE-Hemmer
Beeinflussung von Ionenkanälen, Transportern oder anderen zellulären Signalwegen
Aus diesen molekularen Wirkungen resultieren Veränderungen physiologischer Funktionen wie Blutdruck, Herzfrequenz, Muskeltonus oder Schmerzempfindung.
Die Pharmakodynamik erklärt somit, wie und warum ein Arzneistoff seine spezifischen Wirkungen hervorruft.