Verteilung bezieht sich auf die reversible Übertragung eines Arzneimittels aus dem Blutkreislauf in den Zwischenraum und die Zellen des Körpergewebes. Sobald ein Arzneimittel in den systemischen Kreislauf gelangt, wird es durch den Körper transportiert und beginnt, sich in verschiedene Kompartimente zu bewegen. Das Ausmaß und das Verteilungsmuster bestimmen, welche Gewebe dem Arzneimittel in welchen Konzentrationen ausgesetzt sind, und haben direkten Einfluss auf therapeutische und unerwünschte Wirkungen.

Scheinbares Verteilungsvolumen

Das scheinbare Verteilungsvolumen (Vd) ist ein theoretisches Konzept, das die Gesamtmenge des Arzneimittels im Körper mit der im Plasma gemessenen Konzentration in Beziehung setzt. Dabei handelt es sich nicht um ein tatsächliches physiologisches Volumen, sondern vielmehr um einen Hinweis darauf, wie weit sich ein Medikament im Gewebe verteilt. Ein niedriger Vd, typischerweise unter dem Volumen des gesamten Körperwassers (ungefähr 42 l bei einem 70 kg schweren Erwachsenen), lässt darauf schließen, dass das Arzneimittel größtenteils im Plasma oder in der extrazellulären Flüssigkeit verbleibt. Ein hoher Vd-Wert, der das Gesamtkörperwasser übersteigt, deutet auf eine starke Gewebebindung und -sequestrierung hin. Digoxin hat beispielsweise einen Vd von etwa 500 L, was seine umfassende Bindung an Herz- und Skelettmuskelgewebe widerspiegelt.

Plasmaproteinbindung

Sobald sie im Blutkreislauf sind, binden viele Medikamente reversibel an Plasmaproteine. Albumin ist das am häufigsten vorkommende Plasmaprotein und bindet hauptsächlich saure Medikamente, während Alpha-1-saures Glykoprotein basische Medikamente bindet. Nur der ungebundene oder freie Anteil eines Arzneimittels kann Membranen passieren und seinen Wirkungsort erreichen. Die Proteinbindung fungiert daher als Reservoir: Während der freie Wirkstoff eliminiert wird, dissoziiert der gebundene Wirkstoff, um das Gleichgewicht aufrechtzuerhalten. Veränderungen des Proteinspiegels aufgrund von Krankheit, Schwangerschaft oder Unterernährung können den freien Anteil verändern und die Arzneimittelverteilung und -aktivität beeinflussen.

Gewebebindung und Umverteilung

Medikamente können sich in bestimmten Geweben ansammeln, indem sie an intrazelluläre Proteine, Nukleinsäuren oder Lipide binden. Hoch lipophile Arzneimittel wie Thiopental verteilen sich leicht im Fettgewebe, wo sie gespeichert und langsam freigesetzt werden können. Dieses Phänomen trägt zur Umverteilung bei, bei der sich ein Medikament zunächst in stark durchbluteten Organen wie Gehirn und Herz verteilt, wodurch die Wirkung schnell einsetzt, und sich dann in weniger durchblutete Gewebe wie Fett und Muskeln umverteilt, wodurch die Wirkung beendet wird. Umverteilung ist ein Schlüsselkonzept für das Verständnis der Wirkungsdauer vieler Anästhetika.

Vertriebsbarrieren

Mehrere anatomische Barrieren schränken die Arzneimittelverteilung auf bestimmte Organe ein. Die Blut-Hirn-Schranke besteht aus engen Verbindungen zwischen kapillaren Endothelzellen im Zentralnervensystem und verhindert die Passage polarer und hochmolekularer Medikamente. Nur kleine, lipophile Moleküle können die Blut-Hirn-Schranke durch passive Diffusion überwinden, während andere aktive Transportmechanismen erfordern. P-Glykoprotein-Effluxtransporter an der Blut-Hirn-Schranke schränken den Eintritt weiter ein, indem sie Medikamente zurück in den Blutkreislauf pumpen.

Die Plazentaschranke trennt den mütterlichen und fetalen Kreislauf. Die meisten Medikamente passieren die Plazenta durch passive Diffusion, und Lipidlöslichkeit, Molekulargewicht und Ionisierungsgrad bestimmen das Ausmaß der Übertragung. Dies hat entscheidende Auswirkungen auf die medikamentöse Therapie während der Schwangerschaft, da viele Medikamente den Fötus erreichen und möglicherweise Schaden anrichten können.

Faktoren, die die Verteilung beeinflussen

Mehrere Faktoren beeinflussen die Verteilung eines Arzneimittels im Körper. Die Perfusionsrate bestimmt, wie schnell ein Medikament verschiedene Organe erreicht, wobei stark durchblutete Gewebe wie Leber, Nieren, Gehirn und Herz das Medikament schnell aufnehmen. Die Kapillarpermeabilität variiert zwischen den Geweben und beeinflusst den Austritt des Arzneimittels aus dem Blutkreislauf. Die physikochemischen Eigenschaften des Arzneimittels selbst, einschließlich Lipidlöslichkeit, Molekülgröße und Ionisierungszustand bei physiologischem pH-Wert, bestimmen seine Fähigkeit, Membranen zu durchdringen. Durch die Bindung an Plasmaproteine ​​und Gewebebestandteile werden die Verteilungsmuster weiter verändert. Alter, Körperzusammensetzung, Schwangerschaft und Krankheitszustände führen zu Schwankungen, die in der klinischen Praxis berücksichtigt werden müssen.

Ein gründliches Verständnis der Medikamentenverteilung ermöglicht es Ärzten, vorherzusagen, welche Gewebe exponiert werden, die geeignete Beladungsdosis abzuschätzen und potenzielle Medikamentenwechselwirkungen zu antizipieren, die durch die Verschiebung der Proteinbindung entstehen.