Psychopharmakologischer Leitfaden für Psychologen und Psychotherapeuten
Von Otto Benkert, Philip Heiser, Martin Hautzinger und
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Buchvorschau
Psychopharmakologischer Leitfaden für Psychologen und Psychotherapeuten - Otto Benkert
Teil 1
Grundlagen
Otto Benkert, Martin Hautzinger und Mechthild Graf-MorgensternPsychopharmakologischer Leitfaden für Psychologen und Psychotherapeuten2., vollst. überarb. u. akt. Aufl. 201210.1007/978-3-642-29878-3_1© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2012
1. Pharmakologische Grundlagen
Otto Benkert¹ , Martin Hautzinger², Mechthild Graf-Morgenstern³, Christoph Hiemke³, Philip Heiser⁴ und Eberhard Schulz⁵
(1)
Universitätsklinikum Mainz, Mainz, Deutschland
(2)
Universität Tübingen, Tübingen, Deutschland
(3)
Universitätsklinikum Mainz, Mainz, Deutschland
(4)
Südharz Klinikum Nordhausen/Universitätklinikum Freiburg, Freiburg, Deutschland
(5)
Universitätklinikum Freiburg, Freiburg, Deutschland
Otto Benkert
Email: [email protected]
1.1 Pharmaka
1.2 Pharmakologisch wirksame Stoffe
1.3 Wirkstoffentwicklung
1.4 Arzneimittelwirkung
1.4.1 Dosis-Wirkungs-Beziehung
1.4.2 Therapeutische Breite
1.4.3 Toleranzbildung
1.5 Therapeutischer Einsatz von Pharmaka
1.5.1 Akuttherapie
1.5.2 Erhaltungstherapie und Langzeittherapie /Rezidivprophylaxe
1.6 Checkliste
Literatur
Zusammenfassung
Ein Stoff ist im Sinne der Pharmakologie dann ein Pharmakon, wenn er auf den Organismus einwirkt. Die Wirkung kann nützlich sein, also erwünscht, und ist so für eine therapeutische Anwendung geeignet. Sie kann aber auch schädlich und damit unerwünscht sein, weil sie toxisch auf den Organismus wirkt. Mit den Stoffen mit erwünschter Wirkung, den Arzneistoffen, befasst sich die experimentelle und klinische Pharmakologie, mit den schädlichen Eigenschaften von Stoffen und Wirkungen die Toxikologie. Die Unterscheidung, ob ein Stoff nützlich oder schädlich ist, hängt wesentlich von der Konzentration ab, in der er eingesetzt wird. Daher ist die Bewertung, ob ein Stoff als therapeutisch oder als toxisch einzuordnen ist, nicht nur von der Qualität des Stoffs, sondern ganz wesentlich auch von seiner Quantität abhängig. Ein Pharmakon kann ein chemisch reiner Stoff sein, aber auch ein Stoffgemisch. Es kann ein chemisch präparativ hergestellter oder ein aus der Natur, z. B. aus Pflanzenteilen, extrahierter Stoff sein.
1.1 Pharmaka
Pharmakologie
Lehre von den Wechselwirkungen zwischen Stoffen und Lebewesen
Pharmakon
Im Sinne der Pharmakologie ein Stoff mit Wirkung auf ein Lebewesen
Psychopharmaka
Pharmaka, die auf das Zentralnervensystem wirken und psychische Funktionen verändern
Pharmakotherapie
Anwendung von Pharmaka bei Mensch oder Tier
1.2 Pharmakologisch wirksame Stoffe
Ein Stoff ist im Sinne der Pharmakologie dann ein Pharmakon, wenn er auf den Organismus einwirkt. Die Wirkung kann nützlich sein, also erwünscht, und ist so für eine therapeutische Anwendung geeignet. Sie kann aber auch schädlich und damit unerwünscht sein, weil sie toxisch auf den Organismus wirkt. Mit den Stoffen mit erwünschter Wirkung, den Arzneistoffen, befasst sich die experimentelle und klinische Pharmakologie, mit den schädlichen Eigenschaften von Stoffen und Wirkungen die Toxikologie. Die Unterscheidung, ob ein Stoff nützlich oder schädlich ist, hängt wesentlich von der Konzentration ab, in der er eingesetzt wird. Daher ist die Bewertung, ob ein Stoff als therapeutisch oder als toxisch einzuordnen ist, nicht nur von der Qualität des Stoffs, sondern ganz wesentlich auch von seiner Quantität abhängig. Ein Pharmakon kann ein chemisch reiner Stoff sein, aber auch ein Stoffgemisch. Es kann ein chemisch präparativ hergestellter oder ein aus der Natur, z. B. aus Pflanzenteilen, extrahierter Stoff sein.
Während früher die meisten Arzneimittel aus der Natur extrahierte Stoffe waren, werden sie heute chemisch-präparativ dargestellt. Für einen neu synthetisierten Stoff wird zunächst vom Hersteller ein Code generiert. Wenn er sich bei pharmakologischen Tests als potenziell wirksam erweist, wird ein Name erzeugt, der von der WHO als Freiname festgelegt und dann in der wissenschaftlichen Literatur für den Wirkstoff durchgängig verwendet wird. Wird der Wirkstoff zur Zulassung gebracht, wird ein gesetzlich geschützter Markenname für das Fertigarzneimittel (s. unten) neu erzeugt.
Arzneistoffe werden so gut wie nie als reiner Stoff verabreicht. Sie werden zusammen mit sog. Hilfsstoffen in eine für den Menschen anwendbare Arzneiform gebracht. Bis vor gut 100 Jahren wurden Arzneimittel für den individuellen Patienten ad hoc vom Apotheker zubereitet. Letzterer war damit auch verantwortlich für die Qualität des Präparats. Die heute bei uns therapeutisch eingesetzten Pharmaka sind in der Regel Arzneistoffe, die pharmazeutisch-technologisch hergestellt wurden. Die Rede ist dann von einem Fertigarzneimittel. Diese werden im Voraus produziert und in einer für den Verbraucher bestimmten Form in den Verkehr gebracht. Den Verkehr mit Arzneimitteln regelt das Arzneimittelgesetz. Fertigarzneimittel müssen zugelassen sein. Die in Deutschland dafür zuständige Behörde ist das Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM). Der Zulassungsantrag wird bei der Europäischen Arzneimittelagentur (EMA) eingereicht. Für die Zulassung müssen Daten über die pharmazeutische Qualität des Fertigarzneimittels, seine therapeutische Wirksamkeit und seine Sicherheit vorgelegt werden.
Bezeichnung von Stoffen oder Stoffgemischen mit pharmakologischer Wirkung
Pharmakon
Stoff oder Stoffgemisch mit Wirkung auf ein Lebewesen
Arzneistoff
Pharmakon mit therapeutisch nützlicher Wirkung
Arzneimittel = Medikament
Arzneistoff, der technisch mit Hilfsstoffen durch galenische Zubereitung in eine für den Menschen anwendbare Form gebracht wurde
Arzneiform
Zubereitung eines Arzneimittels mit pharmazeutischen Hilfsstoffen, z. B. als Tablette, Injektionslösung, Tropfen oder Salbe
Fertigarzneimittel
Arzneimittel aus industrieller Fertigung
Freiname
Name eines chemisch definierten Wirkstoffs, englisch als generic name oder international non-proprietary name (INN) bezeichnet und von der WHO festgelegt
Markenname
Bezeichnung eines gesetzlich geschützten Fertigarzneimittels eines bestimmten Herstellers
Generikum
Bezeichnung eines Fertigarzneimittels, welches unter dem Freinamen (generic name) nach Ablauf des Patentschutzes auf den Markt gebracht wird
1.3 Wirkstoffentwicklung
Die Entwicklung eines Arzneimittels ist zeit-, personal- und kostenaufwendig. Dies gilt auch und besonders für Psychopharmaka. Für die Behandlung psychiatrischer Erkrankungen stehen derzeit mehr als 130 Wirkstoffe zur Verfügung. Fast alle innovativen Psychopharmaka wurden zufällig an Patienten entdeckt. Meilensteine waren Chlorpromazin zur Behandlung von Psychosen, Imipramin und Iproniazid zur Behandlung der unipolaren Depression und Lithium zur Behandlung von bipolaren affektiven Störungen. Einzig bei Benzodiazepinen schloss man vor der Anwendung am Menschen aus tierexperimentellen Befunden, dass sie zur Behandlung von Angsterkrankungen geeignet sein könnten. Für die notwendige Entwicklung neuer Psychopharmaka mit verbesserter Wirkung besteht das Problem, dass es für die meisten psychiatrischen Erkrankungen keine guten Tiermodelle gibt. Daher sind die Folgeentwicklungen der o. g. Meilensteinmedikamente zunächst bevorzugt durch Abwandlung der chemischen Struktur (trizyklische Antidepressiva) entstanden. Nach Aufklärung, über welche Zielstrukturen (Rezeptoren, abbauende Enzyme oder Transporter für Neurotransmitter) die unterschiedlichen erwünschten und unerwünschten klinischen Wirkungen zustande kommen, wurde gezielt nach rezeptorselektiven Verbindungen gesucht. So wurden z. B. selektive Serotoninwiederaufnahmehemmer entwickelt, wobei der Fortschritt der Entwicklung in der Hauptsache in der erhöhten Sicherheit und nicht in einer verbesserten Wirkstärke bestand.
Für die Suche nach neuen Psychopharmaka wird heute die technische Möglichkeit genutzt, Rezeptoren für humane Neurotransmitter in Zellsystemen zu exprimieren. An diesen Zellsystemen kann geprüft werden, ob ein Stoff spezifische Rezeptoren erkennt. Über das In-vitro-Bindungsverhalten ist es sogar möglich, die Wirkstärke und Wirkspezifität eines Stoffs einzuschätzen. Mit solchen Bindungsstudien kann eine Vielzahl von Stoffen innerhalb kurzer Zeit charakterisiert werden. Auch pharmakokinetische Eigenschaften werden in vitro getestet. Es handelt sich um Zellsysteme mit einer definierten Ausstattung an arzneimittelmetabolisierenden Enzymen. Mit diesen Untersuchungen wird festgestellt, welche Enzyme an der Metabolisierung der Medikamente beteiligt sind, und es können mögliche pharmakokinetische Wechselwirkungen für die In-vivo-Situation am Menschen vorhergesagt werden.
Tierexperimente, die den In-vitro-Untersuchungen folgen, liefern Hinweise auf mögliche therapeutische Anwendungen, aber auch auf die Sicherheit der Substanzen. Bei Psychopharmakaentwicklungen sind die Tierexperimente auch informativ bezüglich der Hirngängigkeit der Testsubstanzen.
Im Stadium der frühen Testung erfolgt in der Regel die Patentanmeldung, wobei möglichst eine Reihe von Verbindungen eingebracht wird, um nicht nur auf einen Wirkstoff festgelegt zu sein, ähnliche potenzielle Wirkstoffe zu schützen und die Herstellung von Nachahmungspräparaten (me-too) zu erschweren. Bereits vor Abschluss der tierexperimentellen Testung beginnt in der Regel die Anwendung am Menschen, die drei Phasen unterscheidet, Phase I–III, welche vor der Zulassung durchlaufen werden müssen. Weitere laufende Tierexperimente prüfen derweil die chronische Toxizität und Effekte auf Reproduktion und Keimentwicklung (Teratogenitätstest).
Phasen der Medikamentenentwicklung am Menschen, die vor Beantragung einer Zulassung durchlaufen werden müssen
Phase I
Überprüfung durch klinischen Pharmakologen, ob die Daten aus den Tiermodellen auf den Menschen übertragbar sind; erste Hinweise bezüglich Sicherheit und biologischer Effekte; erste Daten zu Pharmakokinetik und Metabolisierung; Erstellung von ersten Dosierungsrichtlinien (10–50 Probanden, in der Regel healthy male subjects, keine Risikogruppe)
Phase II
Offene Prüfung der Wirksamkeit und der relativen Ungefährlichkeit an selektionierten Patienten durch klinischen Pharmakologen und/oder Facharzt; Hinweise auf therapeutische Wirksamkeit, Dosisbereich, pharmakokinetische Daten und Metabolisierung (20–100 Patienten)
Phase III
Kontrollierte klinische Prüfung (bevorzugt randomisiert, doppelblind) zum Nachweis der Wirksamkeit und Überprüfung der Sicherheit an vielen Patienten mit gut definierten Einschluss- und Ausschlusskriterien durch Facharzt mit Erfahrung in klinischen Prüfungen (meist > 1000 Patienten)
Wenn die Entwicklungsphasen erfolgreich abgeschlossen wurden, kann die Zulassung bei der Behörde beantragt werden.
Ein Medikament wird dann zugelassen, wenn
das Einsatzgebiet oder der Wirkmechanismus neu ist,
eine verbesserte Wirksamkeit im Vergleich zur Standardbehandlung nachgewiesen wurde,
eine bessere Verträglichkeit gezeigt wurde,
eine neue Darreichungsform entwickelt wurde.
Nach der Markteinführung ist die Erforschung eines Medikaments noch nicht abgeschlossen. Es folgt die Phase IV, in der die Patienten nach den zugelassenen Indikationen unter Alltagsbedingungen behandelt werden. Es werden seltene Nebenwirkungen entdeckt und Erfahrungen in Langzeitstudien gesammelt. In Phase IV werden zunehmend auch Untersuchungen zur Kosten-Nutzen-Bewertung angestellt. Sie sind nicht Teil der Arzneimittelzulassung, dienen jedoch der Beurteilung der Erstattungsfähigkeit der Medikamente durch die gesetzlichen Krankenkassen. Für die Bewertung ist in Deutschland das Institut für Qualität und Wirtschaftlichkeit im Gesundheitswesen (IQWIG) zuständig. Eine Phase V der Medikamentenentwicklung kann sich anschließen, wenn für den Wirkstoff eine neue Indikation gefunden wird.
1.4 Arzneimittelwirkung
1.4.1 Dosis-Wirkungs-Beziehung
Die Wirksamkeit eines Medikaments hängt ab von der Konzentration am Ort der Wirkung (effective concentration, EC). Da die Konzentration am Wirkort in der Regel nicht messbar ist, wird die Wirkung über die Dosis gesteuert, die sich direkt proportional zur Konzentration verhält. Am Menschen lässt sich die Konzentration eines Psychopharmakons am Wirkort Gehirn allerdings aus der Dosis nur grob abschätzen. Ein geeigneter Indikator für die Konzentration im Gehirn ist Konzentration des Medikaments im Blut (Hiemke et al. 2012). Die Konzentrations-Wirkungs-Beziehung entspricht einer Sättigungsfunktion. Anfangs- und Endpunkte der Konzentrations-Wirkungs-Kurven sind oft schwierig zu bestimmen. In der Praxis bewährt haben sich Kenngrößen für Medikamente, Konzentrationen bzw. Dosen, bei denen 50% des maximalen Effekts erzielt werden (EC50, ED50 IC50). Diese Größen kennzeichnen die Wirkstärke von Medikamenten.
Wirkstärke von Medikamenten
ED50
Dosis, mit der 50% des maximalen Effekts erreicht werden
EC50
Konzentration des Wirkstoffs, mit der 50% des maximalen Effekts erzielt werden
IC50
Konzentration des Wirkstoffs, mit der ein Effekt um 50% gehemmt wird
Bei Kindern und Jugendlichen kann nicht davon ausgegangen werden, dass ähnliche Dosierungen wie im Erwachsenenalter zu ähnlichen Wirkungen führen. Deshalb müssen entwicklungsabhängige physiologische und psychopathologische Besonderheiten berücksichtigt werden (▶ Kap. 2; Schulz u. Fleischhacker 2005).
1.4.2 Therapeutische Breite
Jeder Stoff, der mit dem Organismus Mensch in Wechselwirkung steht und von therapeutischem Nutzen ist, kann auch schädigend, also toxisch wirken. Die toxische Wirkung eines Pharmakons hängt ab von der Konzentration am Wirkort. Die Konzentration am Wirkort ist proportional zur Dosis. Dies ist seit langer Zeit bekannt und wurde durch den Arzt und Philosophen Theophrastus Bombastus von Hohenheim, genannt Paracelsus (1493–1541), formuliert in dem Satz:
Alle Ding’ sind Gift und nicht ohn’ Gift; allein die Dosis macht, dass ein Ding kein Gift ist.
Dies gilt auch für das lebensnotwendige Wasser. Bei Überdosierung ist es toxisch, weil es zu einer Verdünnungshyponatriämie kommt. Dies ist beispielsweise bei Marathonläufern zu beobachten, die zu viel Wasser trinken. Daher müssen bei der Anwendung eines Medikaments immer auch die unerwünschten und toxischen Effekte beschrieben werden. Toxische Wirkungen gehorchen wie die therapeutischen einer Sättigungsfunktion. Für Medikamente wird angestrebt, dass toxische Effekte möglichst bei deutlich höheren Konzentrationen auftreten als therapeutische. Eine in der Entwicklung von Medikamenten seit langem etablierte Methode ist die Bestimmung der Letaldosis (LD). Die mittlere Dosis, bei der 50% der Tiere nach einer Behandlung sterben, ist die sog. LD50.
Als Kenngrößen, die die Sicherheit eines Wirkstoffs beschreiben, haben sich die Größen therapeutische Breite und therapeutischer Index bewährt, Quotienten, die aus Kenngrößen zur therapeutischen Wirkstärke und zur toxischen Wirkung gebildet werden. Bei modernen Arzneistoffen wird ein therapeutischer Index von mindestens 1000 angestrebt.
Toxizität und Sicherheit von Medikamenten
LD50
Dosis des Wirkstoffs, bei der 50% der behandelten Tiere sterben
Therapeutische Breite
Quotient von LD50/ED50
Therapeutischer Index
Quotient von LD5/ED95, d. h. das Verhältnis der Dosis, bei der 5% der Versuchstiere sterben, zur Dosis, bei der 95% des therapeutischen Effekts erzielt werden
1.4.3 Toleranzbildung
Bei wiederholter Einnahme eines Medikaments kann es zu einer Abschwächung der Wirkung kommen. Um wieder den gleichen Effekt zu erzielen wie zuvor, muss die Dosis gesteigert werden. Dieses Phänomen wird als Toleranzbildung bezeichnet. Sie ist reversibel und kehrt nach Absetzen des Medikaments wieder auf die Ausgangswirkstärke zurück. Unterschieden werden pharmakokinetische und pharmakodynamische Toleranz. Bei pharmakokinetischer Toleranz kommt es zu einem beschleunigten Abbau des Medikaments. Gut bekannt ist dies für das Antikonvulsivum Carbamazepin. Pharmakodynamische Toleranz ist bei Einnahme von Opioiden wie Morphin oder Heroin zu beobachten, sie ist auch möglich bei der Anwendung von Benzodiazepinen. Bei therapeutischem Einsatz von Benzodiazepinen zur Anxiolyse entwickelt sie sich in der Regel nicht. Entsprechend ist keine Dosissteigerung notwendig (▶ Kap. 8). Bei hypnotischer oder muskelrelaxierender Wirkung ist eher eine Dosissteigerung bei wiederholter Gabe notwendig. Gegenüber Antidepressiva oder Antipsychotika entwickelt sich keine Toleranz.
1.5 Therapeutischer Einsatz von Pharmaka
Die Behandlung mit einem Pharmakon wird Pharmakotherapie genannt, die Behandlung mit einem Psychopharmakon entsprechend Psychopharmakotherapie . Es ist zu unterscheiden zwischen
Akuttherapie,
Erhaltungstherapie,
Langzeittherapie/Rezidivprophylaxe.
1.5.1 Akuttherapie
Eine Akuttherapie hat das Ziel, bestehende Krankheitssymptome zu heilen oder zu lindern. Eine Akutbehandlung mit einem Psychopharmakon setzt das Bestehen einer Indikation voraus. Die Psychopharmakotherapie ist Teil eines Gesamtbehandlungsplans, der auch andere Therapieformen einschließt wie Gespräche, Psychotherapie oder sozialpsychiatrische und physikalische Maßnahmen.
Aspekte, die vor Beginn der Behandlung mit einem Psychopharmakon zu beachten sind, um ein bestmögliches Therapieansprechen zu erreichen und das Risiko des Auftretens von unerwünschten Arzneimittelwirkungen möglichst gering zu halten
Diagnosestellung
Schweregrad der Erkrankung
Dauer der Erkrankung
Medikamentöse Vorbehandlungen
Besonderheiten, die sich auf die Pharmakokinetik auswirken, z. B. eingeschränkte Nierenfunktion oder hohes Alter
Besonderheiten, die sich auf die Pharmakodynamik auswirken, z. B. Begleiterkrankungen oder hohes Alter
Suchtanamnese
Wirkprofil des Psychopharmakons
Nebenwirkungen und Kontraindikationen des Psychopharmakons
Mögliche Wechselwirkungen des Psychopharmakons mit anderen Medikamenten
Aufklärung und Information des Patienten über Dosis, Wirkung und mögliche Nebenwirkungen, bei Bedarf Hinweis auf Wechselwirkung mit anderen Medikamenten einschließlich Alkohol oder anderen Stoffen
Wenn eine Indikation für eine Behandlung mit einem Psychopharmakon besteht, ist es das Ziel der Behandlung, für den Patienten den bestmöglichen Funktionszustand – möglichst eine Remission – herbeizuführen. Was maximal erreichbar ist, hängt wesentlich von der Erkrankung und den individuellen Gegebenheiten des Patienten ab. Bei einem Patienten mit einer Alzheimer-Demenz ist mit den derzeit verfügbaren Medikamenten nicht mehr als eine Stabilisierung oder eine Verlangsamung des Verlaufs möglich, während bei vielen Patienten mit einer Depression eine vollständige Remission erreichbar ist. Nach Feststellung der Diagnose und des Schweregrads der Erkrankung und ihrer Vorgeschichte mit früheren Behandlungen (Medikation und Ansprechen bzw. Nichtansprechen) werden Medikation und Zieldosis festgelegt. Die Besserung wird durch regelmäßige klinische Kontrollen überwacht. Bei fehlender oder unzureichender Besserung wird eine Änderung der Dosierung oder ein Wechsel der Medikation vorgenommen. Oftmals ist die Behandlung mit nur einem Medikament nicht ausreichend (◉ Abb. 1.1). Bei den meisten psychiatrischen Erkrankungen, so bei der Behandlung depressiver oder schizophrener Erkrankungen, tritt eine klinisch relevante Besserung oft erst mit einer Verzögerung von einigen Wochen ein.
A978-3-642-29878-3_1_Fig1_HTML.gifAbb. 1.1
Schematische Darstellung des Verlaufs einer Psychopharmakotherapie
1.5.2 Erhaltungstherapie und Langzeittherapie /Rezidivprophylaxe
Psychiatrische Erkrankungen erfordern oft eine Therapie über Monate, oft auch Jahre (z. B. ▶ Abschn. 14.2). Während durch die Erhaltungstherapie in den ersten 4–6 Monaten versucht wird, das Wiederauftreten der Symptome („Rückfall) durch fortgesetzte medikamentöse Therapie zu verhindern, soll die Langzeittherapie einen möglichst überdauernden, oft lebenslangen Schutz bieten. Bei der Rezidivprophylaxe ist es das Ziel, das Auftreten von neuen Episoden („Rezidiv
) bei einer unipolaren oder bipolaren Depression oder bei einer Schizophrenie zu verhindern. Die Dosen für die Erhaltungstherapie sind in der Regel gleich hoch wie die bei der Akutbehandlung. In der Langzeittherapie kann es aus Gründen der Arzneimittelsicherheit und -verträglichkeit manchmal sinnvoll sein, eine minimal effektive Dosis einzusetzen. Dann muss aber darauf geachtet werden, dass es nicht zu einem Wirkungsverlust kommt.
In Phasen der Erhaltungs- und Langzeittherapie ist eine regelmäßige klinische Überwachung der Pharmakotherapie notwendig, um das Risiko des Auftretens von Rezidiven zu verringern. Die ärztliche Überwachung beinhaltet auch regelmäßige Kontrollen von Laborparametern und ggf. die Messung von Medikamentenspiegeln im Blut (Hiemke et al. 2012), bei Lithium insbesondere aus Gründen der Sicherheit. Bei anderen Psychopharmaka ist eine Blutspiegeluntersuchung während der Erhaltungstherapiephase angezeigt, wenn eine Symptomverschlechterung beobachtet wird. Die Wirksamkeit einer antipsychotischen oder antidepressiven Behandlung kann aus verschiedenen, teils unbekannten Gründen, nachlassen; ein Grund kann die fehlende Compliance sein. Daher sollten Patienten, die an Depression, Schizophrenie oder einer bipolaren affektiven Störung leiden, nachdrücklich darin bestärkt werden, ihre Medikamente regelmäßig einzunehmen.
1.6 Checkliste
1.
Definieren Sie den Begriff »Arzneimittel«.
2.
Definieren Sie den Begriff »Fertigarzneimittel«.
3.
Definieren Sie den Begriff »therapeutische Breite«.
4.
Welche Art von Untersuchung wird in der Phase III durchgeführt?
5.
Definieren Sie den Begriff »pharmakokinetische Toleranz«.
6.
Bei welchen Psychopharmaka besteht kein Risiko der Entwicklung einer Toleranz?
7.
Beschreiben Sie die Aspekte, die vor Einstellung auf ein Psychopharmakon beachtet werden müssen.
8.
Bei vielen Patienten ist nach Ansprechen auf die Akuttherapie eine Weiterführung der medikamentösen Einstellung notwendig. Begründen Sie diesen Sachverhalt.
Literatur
Hiemke C, Baumann P, Bergemann N et al (2012) AGNP-Konsensus-Leitlinien für therapeutisches Drug-Monitoring in der Psychiatrie: Update 2011. Psychopharmakotherapie 19: 91–122
Hiemke C, Baumann P, Bergemann N et al (2011) AGNP consensus guidelines for therapeutic drug monitoring in psychiatry: update 2011. Pharmacopsychiatry 44:195–235CrossRef
Schulz E, Fleischhacker C (2005) Entwicklungspsychopharmakologie. In: Herpertz-Dahlmann B, Resch F, Schulte-Markwort M, Warnke A (Hrsg) Entwicklungspsychiatrie. Biopsychologische Grundlagen und die Entwicklung psychischer Störungen. Schattauer, Stuttgart, S 253
Otto Benkert, Martin Hautzinger und Mechthild Graf-MorgensternPsychopharmakologischer Leitfaden für Psychologen und Psychotherapeuten2., vollst. überarb. u. akt. Aufl. 201210.1007/978-3-642-29878-3_2© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2012
2. Pharmakokinetik, Pharmakodynamik und Interaktionen
Otto Benkert¹ , Martin Hautzinger², Mechthild Graf-Morgenstern³, Christoph Hiemke³, Philip Heiser⁴ und Eberhard Schulz⁵
(1)
Universitätsklinikum Mainz, Mainz, Deutschland
(2)
Universität Tübingen, Tübingen, Deutschland
(3)
Universitätsklinikum Mainz, Mainz, Deutschland
(4)
Südharz Klinikum Nordhausen/Universitätklinikum Freiburg, Freiburg, Deutschland
(5)
Universitätklinikum Freiburg, Freiburg, Deutschland
Otto Benkert
Email: [email protected]
2.1 Pharmakokinetik und - dynamik im Zusammenspiel
2.2 Pharmakokinetik
2.2.1 Bioverfügbarkeit
2.2.2 Verteilungsvolumen
2.2.3 Clearance
2.2.4 Eliminationshalbwertszeit
2.2.5 Gleichgewichtszustand (Steady State)
2.3 Pharmakokinetische Phasen
2.3.1 Absorption
2.3.2 Distribution
2.3.3 Metabolisierung
2.3.4 Exkretion
2.4 Pharmakodynamik
2.4.1 Rezeptoren
2.5 Arzneimittelwechselwirkungen
2.6 Therapeutisches Drug Monitoring
2.6.1 Pharmakokinetik und Pharmakodynamik im Zusammenspiel
2.7 Checkliste
Zusammenfassung
Pharmakokinetik
Der Begriff umfasst die Absorption, Distribution, Metabolisierung und Exkretion von Medikamenten (ADME).
2.1 Pharmakokinetik und - dynamik im Zusammenspiel
Pharmakokinetik
Der Begriff umfasst die Absorption, Distribution, Metabolisierung und Exkretion von Medikamenten (ADME).
Pharmakodynamik
Der Begriff beschreibt die Wirkungen der Medikamente auf den Organismus und deren Wirkmechanismen.
Pharmakokinetik und Pharmakodynamik eines Medikaments können bei Patienten sehr variabel sein. Ursache hierfür kann eine unterschiedliche genetische Ausstattung mit arzneimittelabbauenden Enzymen oder mit Wirkstrukturen sein. Bei Kombination von Medikamenten kann es zu pharmakokinetischen und/oder pharmakodynamischen Wechselwirkungen kommen.
Um einen pharmakologischen Effekt zu erzielen, werden Medikamente in der Regel nicht direkt am Ort der Wirkung appliziert. In den meisten Fällen werden sie oral verabreicht. Nach der Einnahme werden sie vom Körper aufgenommen (Absorption), über den Blutstrom verteilt (Distribution) und gelangen so an ihren Wirkort. Welche Konzentration am Wirkort ankommt, hängt von der Dosis, aber darüber hinaus auch von den Gegebenheiten des Organismus ab. Die Medikamente müssen Organbarrieren überwinden, den Abbau in der Leber überstehen und im Körper verteilt werden. Durch Bindung an Zielstrukturen (»Rezeptoren«) entfalten sie ihre Wirkungen, erwünschte ebenso wie unerwünschte. Die Bindung ist nicht dauerhaft anhaltend. Die Medikamente lösen sich wieder von ihren Zielstrukturen und werden schließlich unverändert oder nach Biotransformation über die verfügbaren Wege ausgeschieden. In der Regel werden die Wirkungen durch Abbau der Medikamente (Metabolisierung) und anschließende Ausscheidung (Exkretion) über Niere oder Galle beendet (◉ Abb. 2.1). Absorption, Distribution, Metabolisierung und Exkretion (ADME) sind die wesentlichen Prozesse der Pharmakokinetik, über die der Organismus auf den Fremdstoff wirkt. Diese haben Auswirkungen auf die Pharmakodynamik, die Wirkung von Pharmaka auf den Organismus.
A978-3-642-29878-3_2_Fig1_HTML.gifAbb. 2.1
Pharmakokinetik und Pharmakodynamik. Ein Stoff tritt mit einem Individuum in Kontakt, indem er z. B. geschluckt oder injiziert wird (Applikation). Wenn er geschluckt wird, wird er im Magen-Darm-Trakt in die Blutbahn aufgenommen (Absorption). Mit dem Blutstrom wird er verteilt (Distribution) und bindet dann entweder mit oder ohne chemische Umwandlung (Metabolisierung) an seine Zielstruktur (Rezeptor), an dem er eine Wirkung entfaltet. Manche Arzneimittel werden im Gewebe gespeichert (Akkumulation), z. B. in Gehirn oder Fettgewebe, und verzögert wieder freigesetzt und verteilt. Pharmaka und ihre Metaboliten werden entweder unverändert oder nach Metabolisierung ausgeschieden (Exkretion)
Pharmakokinetische Prozesse bestimmen wesentlich die Intensität und Dauer von pharmakodynamischen Prozessen. Eine seltene, aber häufig gefürchtete Veränderung ist bei Dauermedikation die Entwicklung einer Toleranz. Sie ist in der Praxis für Benzodiazepine, Psychostimulanzien oder Opiate bedeutsam. Bei Kombination von Medikamenten kann es zu pharmakokinetischen oder pharmakodynamsichen Wechselwirkungen kommen, die beachtet werden müssen.
In der Kinder- und Jugendpsychiatrie muss auch der jeweilige Entwicklungsstand des Kindes bzw. Adoleszenten bei der Behandlung mit Psychopharmaka berücksichtigt werden. Es gibt entwicklungsabhängige physiologische und psychopathologische Besonderheiten. Sowohl die Pharmakokinetik als auch die Pharmakodynamik unterliegen von der Neonatalperiode über das Kindesalter und die Pubertät hinweg bis hinein in die Adoleszenz bedeutenden Entwicklungsprozessen. Plasmaspiegelbestimmmungen zeigen für psychotrope Substanzen, dass dosisabhängige Plasmakonzentrationen altersabhängig variieren. Ursachen hierfür sind u. a. Veränderungen der Hormone, des autonomen Nervensystems, der Fettmasse und der Proteinbindung. Zusätzlich bestehen noch alterstypische Veränderungen im ZNS, wie z. B. unterschiedliche Rezeptordichten und -affinitäten.
2.2 Pharmakokinetik
Die Pharmakokinetik beschreibt und erklärt insbesondere den zeitlichen Konzentrationsverlauf der Medikamente und ihrer Metaboliten in Flüssigkeiten und Geweben des Körpers. Medikamente und so auch Psychopharmaka werden vom Organismus in der Regel als Fremdstoffe erkannt. Viele Mechanismen sorgen dafür, dass unser Körper mit diesen Fremdstoffen nicht oder nur wenig belastet wird. Psychopharmaka müssen nach meist oraler Einnahme im Magen oder im Darm freigesetzt werden (Liberation). Während der Passage durch den Magen-Darm-Trakt werden sie aufgenommen (Absorption). In der Leber werden sie chemisch modifiziert (Metabolismus) und schließlich während der Verteilung im Körper (Distribution) die Blut-Hirn-Schranke überwinden, um im Gehirn wirksam zu werden, bevor sie dann wieder ausgeschieden werden (Exkretion).
Wichtigste physiologische Variablen, die den zeitabhängigen Verlauf der Arzneimittelkonzentrationen im Blut bestimmen
Bioverfügbarkeit (F)
Anteil des applizierten Medikaments, welcher den Wirkort erreicht
Verteilungsvolumen (V)
Quotient aus Konzentration des Pharmakons im Körper und dessen Konzentration im Plasma
Clearance (CL)
Blut- oder Plasmavolumen, aus dem ein Pharmakon in einer definierten Zeit eliminiert wird
Eliminationshalbwertszeit (t1/2)
Zeit, innerhalb derer die Konzentration des Pharmakons im Plasma um die Hälfte abnimmt
2.2.1 Bioverfügbarkeit
Unter Bioverfügbarkeit (F) wird die Verfügbarkeit eines Pharmakons für systemische Wirkungen verstanden. Die Konzentration des Pharmakons nach i.v.-Gabe wird mit 100% Bioverfügbarkeit gleichgesetzt. Aus dem Verhältnis der Konzentrationen nach i.v.-Gabe bzw. oraler Einnahme wird die Bioverfügbarkeit errechnet. Für die meisten Psychopharmaka liegt sie über 50%.
2.2.2 Verteilungsvolumen
Das Verteilungsvolumen (V) ist ein Maß für die Verteilung des Pharmakons zwischen Plasma und dem gesamten Körper: Die meisten Psychopharmaka weisen wegen ihrer guten Fettlöslichkeit hohe Verteilungsvolumina auf. Für Amitriptylin beträgt z. B. das Verteilungsvolumen 15 l/kg KG. Daraus ist abzulesen, dass Amitriptylin bevorzugt im Gewebe gebunden wird. Aus dem Verteilungsvolumen kann allerdings nicht geschlossen werden, wie hoch die Konzentrationen im Gehirn oder in anderen Organen sind.
2.2.3 Clearance
Die Clearance ist ein Maß für die Fähigkeit des Organismus, ein Pharmakon zu eliminieren. Die Clearance umfasst die Exkretionsleistung der Niere und andere Prozesse, etwa die Metabolisierung in der Leber oder die Ausscheidung über die Galle. Die totale Clearance (CL) ist die Summe aus renaler Clearance (CLR) und extrarenaler Clearance (CLNR).
2.2.4 Eliminationshalbwertszeit
Die Eliminationshalbwertszeit (t1/2), auch terminale oder dominierende Halbwertszeit genannt, gibt die Zeit an, in der die Konzentration des Medikaments im Plasma um die Hälfte abgenommen hat.
2.2.5 Gleichgewichtszustand (Steady State)
Nach etwa 4 Halbwertszeiten eines Medikaments wird ein Gleichgewichtszustand (Steady State) erreicht. Im Steady State sind die Menge des Pharmakons, die dem Körper zugeführt wird, und die Menge, die eliminiert wird, gleich. Auch in dieser Phase sind die Konzentrationen im Blut nicht konstant, sondern mehr oder weniger fluktuierend. Fluktuationen können für den Patienten problematisch sein, wenn im Verlauf des Tages zu hohe toxische oder zu niedrige unwirksame Konzentrationen eingestellt werden. Die Amplitude ist abhängig von der Halbwertszeit und vom Verteilungsvolumen.
2.3 Pharmakokinetische Phasen
Die meisten Psychopharmaka werden oral als Tabletten eingenommen. Bei dieser Darreichungsform kann die Freisetzung (Liberation) für die Pharmakokinetik bedeutsam sein, während sie bei i.v.-Gabe keine Rolle spielt, da das Medikament nach der Verabreichung zu 100% verfügbar ist. Tablettenformulierungen können den Verlauf der Konzentrationen im Blut und, daraus resultierend, auch den Wirkeintritt und die Wirkdauer beeinflussen. Bei Darreichung der Wirksubstanz als Lösung erfolgt die orale Verfügbarkeit rasch, da das Medikament vor der Resorption nicht gelöst werden muss.
Es gibt auch retardierte Psychopharmakapräparate, z. B. von Clomipramin, Methylphenidat oder Venlafaxin, bei denen durch galenische Zubereitung eine langsame Freisetzung des Wirkstoffs erreicht wurde. Dies kann bei Substanzen mit kurzer Halbwertszeit (< 4 h) vorteilhaft sein; es muss dann weniger oft dosiert werden als bei Gabe einer nichtretardierten Form.
Eine weitere Möglichkeit, die Freisetzung eines Medikaments zu verzögern und lange Zeit anhaltende, wirksame Konzentrationen im Blut aufzubauen, ist die Verwendung von chemisch gebundenen Depotpräparaten (z. B. Haloperidoldekanoat). Bei diesen Depotpräparaten sind Antipsychotika mit Dekansäure oder anderen langkettigen Fettsäuren über eine obligate Hydroxylgruppe verestert. Nach Gabe des Depots wird die Esterbindung enzymatisch gespalten. Dadurch wird eine über 1–4 Wochen anhaltende Wirkung erreicht. Depotformen, die als Erhaltungstherapie oder für die Rezidivprophylaxe in der Psychopharmakotherapie sehr sinnvoll sein können, dürfen aber nur angewandt werden, wenn vorher die Verträglichkeit und Wirksamkeit der oralen Therapie gesichert wurden.
2.3.1 Absorption
Die erste pharmakokinetische Phase im engeren Sinne ist die Absorption. Bei einem oral eingenommenen Psychopharmakon ist dies die enterale Resorption. Diese hängt ab von der Molekülgröße und von physikochemischen Eigenschaften des Pharmakons, insbesondere Ionisierbarkeit und Fettlöslichkeit. Die meisten Psychopharmaka passieren die Magen-Darm-Wand und müssen dabei, ebenso wie bei der späteren Wanderung zum Erfolgsorgan, viele biologische Membranen überwinden.
2.3.2 Distribution
Nachdem Psychopharmaka in die systemische Zirkulation gelangt sind, werden sie mit dem Blutstrom im Körper verteilt. Im Blut werden die meisten Psychopharmaka nicht frei, sondern an Proteine gebunden transportiert. Das Gehirn ist gut durchblutet, und ein dichtes Netzwerk feinster Kapillaren sorgt für einen raschen Stoffaustausch zwischen Blut- und Hirnmilieu. Die meisten Psychopharmaka sind lipophil, daher gelangen sie rasch in ihr Zielgewebe, wahrscheinlich passiv über Diffusion. Der Übertritt in das Zentralnervensystem ist allerdings erschwert, da das Gehirn durch sehr effektive Barrieren – die Blut-Hirn-Schranke und die Blut-Liquor-Schranke – vor dem Eindringen von Fremdstoffen geschützt ist.
2.3.3 Metabolisierung
Bis auf wenige Ausnahmen, z. B. Lithium oder Amisulprid, die im Wesentlichen unverändert über die Niere ausgeschieden werden, werden die meisten Psychopharmaka umfangreich metabolisiert. Dabei werden Phase-I- und Phase-II-Reaktionen durchlaufen. Wichtigster Ort der Metabolisierung ist die Leber.
In Phase I werden die meist lipophilen Psychopharmaka chemisch »funktionalisiert«, indem z. B. eine Hydroxylgruppe eingeführt oder eine Sauerstoffgruppe freigesetzt wird. In der Leber können auch Metaboliten entstehen, die pharmakologisch aktiv sind. Es gibt auch sog. Prodrugs, bei denen die Muttersubstanz pharmakologisch inaktiv ist. Aktiviert werden sie durch Metabolisierung in der Leber. So werden aus Amitriptylin-N-Oxid die aktiven Metaboliten Amitriptylin und Nortriptylin.
Durch Phase-I-Reaktionen werden Psychopharmaka in der Regel hydrophiler, sie sind aber oft noch nicht nierengängig und damit ausscheidbar. Phase-I-Reaktionen sind häufig die Vorbereitung für Phase-II-Reaktionen, bei denen Moleküle konjugiert werden. Psychotrope Medikamente, die eine geeignete funktionelle Gruppe für eine Konjugationsreaktion besitzen, gelangen in der Regel ohne Umweg über eine Phase-I-Reaktion in eine Phase-II-Reaktion, so z. B. Oxazepam oder Lorazepam durch O-Glukuronidierung.
Eine besonders wichtige Phase der Metabolisierung ist die bereits erwähnte erste Passage durch die Leber, der sog. First-pass-Effekt. Über den Pfortaderkreislauf fluten aus dem Darm hohe Konzentrationen der Medikamente an. Wenn das Medikament über Enzyme abgebaut wird, die in der Leber in großer Menge vorhanden sind, kann dies zu einer sehr effektiven Elimination und damit zueiner geringen systemischen Bioverfügbarkeit führen.
Von besonderer Relevanz für den Phase-I-Metabolismus von Psychopharmaka sind Isoenzyme von Cytochrom-P450 (CYP), die insgesamt eine große Familie von Enzymen darstellen. Mittlerweile sind mehr als 1000 verschiedene Gene im Tier- und Pflanzenreich bekannt, die für distinkte CYP-Isoenzyme kodieren. Der Mensch besitzt 39 funktionelle Isoenzyme. Die einzelnen Isoenzyme werden CYP-Familien (arabische Ziffern) und CYP-Unterfamilien (großer Buchstabe) zugeordnet. Am Abbau von Psychopharmaka sind im Wesentlichen die Isoenzyme CYP1A2, CYP2B6, CYP2C9, CYP2C19, CYP3A4, CYP2D6 beteiligt. Sie werden zu 90–95% in der Leber exprimiert. Das in der menschlichen Leber am stärksten exprimierte Isoenzym ist CYP3A4. Es macht im Durchschnitt 30% der CYP-Isoenzyme aus. Die Expression der einzelnen CYP-Isoenzyme kann inter- und intraindividuell stark variieren. Dies hängt einerseits von der genetischen Ausstattung (Genotyp) des Patienten ab, variiert aber auch in Abhängigkeit von Alter, Lebensgewohnheiten, Erkrankung, Medikation oder anderen Faktoren. Raucher können z. B. eine höhere CYP1A2-Aktivität in der Leber aufweisen als Nichtraucher.
Die meisten Psychopharmaka werden von mehr als einem Isoenzym abgebaut, denn CYP-Enzyme besitzen eine breite und überlappende Substratspezifität, und die Rolle der einzelnen Isoenzyme kann mit der Konzentration variieren. Es gibt allerdings auch Medikamente, die so gut wie ausschließlich über ein einziges Isoenzym abgebaut werden, z. B. Nortriptylin über CYP2D6.
Inhibitoren von CYP-Isoenzymen
Einige Medikamente sind Inhibitoren von CYP-Isoenzymen, d. h., sie hemmen die enzymatische Aktivität und können darüber pharmakokinetische Arzneimittelwechselwirkungen verursachen.
Einige Antidepressiva sind hochpotente Inhibitoren, z. B. hemmt Fluvoxamin CYP1A2 und CYP2C19, Bupropion, Fluoxetin und Paroxetin hemmen CYP2D6.
Diese Antidepressiva sind daher bei gleichzeitiger Anwendung mehrerer Medikamente vorsichtig einzusetzen.
Alle Enzyme, die an der Metabolisierung von Psychopharmaka oder anderen Fremdstoffen beteiligt sind, werden reguliert. Da die Umweltbedingungen sehr variabel sind, ist es nicht erstaunlich, dass sich im Verlauf der Evolution viele fremdstoffmetabolisierende Enzyme entwickelt haben und eine hohe genetische Variabilität in der Ausstattung der Leber mit diesen Enzymen vorliegt. Genetische Unterschiede sind eine Ursache für die hohe interindividuelle Variabilität, die sich für Plasmakonzentrationen verschiedener Patienten bei gleicher Dosis findet. Kommen genetische Varianten in einer Häufigkeit von mindestens 1% in der Population vor, so spricht man definitionsgemäß von einem genetischen Polymorphismus.
2.3.4 Exkretion
Die Ausscheidung oder Exkretion umfasst alle Prozesse, durch die Fremdstoffe und ihre Metaboliten nach außen befördert werden. Ausscheidungsorgane sind die Niere, die Leber im Verbund mit der Galle, die Lunge, die Haut und der Speichel. Für mehr als 90% der Psychopharmaka stellt die Niere das Hauptexkretionsorgan dar.
2.4 Pharmakodynamik
Pharmakodynamik umfasst Wirkungen und Wirkmechanismen von Medikamenten. Das Konzept basiert auf Überlegungen von Paul Ehrlich und John Newport Langley. Es geht davon aus, dass jedes Medikament an einen »Rezeptor« binden muss, um zu wirken. Pharmakarezeptoren in diesem Sinne können unterschiedlichster funktioneller Natur sein, z. B. Enzyme, Hormonrezeptoren, Neurotransmitterrezeptoren, Transportproteine, Ionenkanäle oder DNA. Die meisten Psychopharmaka greifen direkt oder indirekt in die Neurotransmission ein, im Wesentlichen in die neuroneuronale Übertragung an Synapsen zwischen prä- und postsynaptischen Neuronen im Gehirn (◉ Abb. 2.2).
A978-3-642-29878-3_2_Fig2_HTML.gifAbb. 2.2
Schematische Darstellung einer Synapse. Im präsynaptischen Neuron wird Neurotransmitter (NT) gebildet und vesikulär gespeichert. Nach Reizung des Neurons wird der NT in den synaptischen Spalt freigesetzt. Der NT bindet an postsynaptische (1) und präsynaptische (2) Rezeptoren (letztere werden auch Autorezeptoren genannt). Der NT wird durch Transporter (3) unter Verbrauch von Energie wieder in das präsynaptische Neuron aufgenommen. Dies ist für die meisten NT der wichtigste Inaktiverungsmechanismus. Ein weiterer Inaktivierungsmechanismus ist der enzymatische Abbau durch z. B. Monoaminoxidase in der äußeren Mitochondrienmembran (4)
Viele Antidepressiva hemmen die Wiederaufnahme oder den Abbau von Neurotransmittern. Antipsychotika wirken durch Hemmung von post- und präsynaptischen Rezeptoren. Anxiolytisch oder hypnotisch wirksame Benzodiazepine fördern die Aktivierung postsynaptischer Rezeptoren durch den inhibitorischen Neurotransmitter γ-Aminobuttersäure (GABA). Lithium greift wahrscheinlich an Signalkaskaden an, die Rezeptoren nachgeschaltet sind. Psychopharmaka modulieren somit die Signalübertragung innerhalb der Synapse durch Aktivierung oder Hemmung, was zu unterschiedlichen Effekten führt (◉ Tab. 2.1).
Tab. 2.1
Beispielhafte Zielstrukturen von Psychopharmaka und deren Wirkung