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Repititorium Ernährungswissenschaften > Toxikokinetik > Flashcards

Toxikokinetik Flashcards

1
Q

Was versteht man unter Toxikokinetik?

A
  • beschäftigt sich mit der zeitlichen Änderung der Konzentration eines Giftstoffes im Organismus
    -> Was macht Körper/Organismus mit Substanz
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2
Q

Was bedeutet die Abkürzung LADME?

A

-> beschreibt sämtliche Prozesse, die ein Giftstoff durchläuft
Liberation/Exposition – Freisetzung/Exposition
Absorption – Aufnahme in die Blutbahn
Distribution – Verteilung im Organismus
Metabolism – Verstoffwechslung
Excretion – Ausscheidung

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3
Q

Nenne Resorptionsorgane.

A
  • GI-Trakt (enteral)
  • Lunge (pulmonal)
  • Haut (perkutan)
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4
Q

Nenne Ausscheidungsorgane.

A
  • Leber
  • Niere
  • Lunge
    (- Haut: Schweiß → spielt aber nur für den forensischen Nachweis eine Rolle)
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5
Q

Beschreibe unterschiedliche für die Absorption relevante Transportprozesse am Beispiel der oralen Absorption.

A
  • Transzelluläre passive Diffusion über die Zellmembranen
  • Transporter und Kanäle (erleichterte Diffusion)
  • Transzytose mit Vesikeln
  • parazelluläre passive Diffusion (Zellzwischenräume)
  • Effluxtransporter → transportieren Substrate zurück ins Darmlumen
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6
Q

Wie ist das Verhältnis von Diffusionszeit zu Diffusionsstrecke?

A
  • Diffusionszeit ist proportional zum Quadrat des Diffusionsweges
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7
Q

Wie bestimmt man den Verteilungskoeffizient (VK) und was sagt er aus?

A
  • VK = Konzentration (Lipidphase) / Konzentration (Wasserphase);
  • Gibt an, wie sich ein Stoff zw. zwei nicht mischbaren Phasen (organisches Lösungsmittel vs. Wasser) verteilt
    -> je höher der VK ist, desto größer ist die Diffusionsgeschwindigkeit durch biologische Membranen
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8
Q

Was versteht man unter Ion Trapping?

A

Ionenfallen-Prinzip:
Anreicherung von Ionen in Zellen bzw. Zellkompartimenten aufgrund einer unterschiedlichen, pH-abhängigen Lipidlöslichkeit

  • pH abhängige Verteilung eines ionisierbaren Stoffes -> ist der Stoff ionisiert, kann er die Membran nicht mehr durchtreten
  • Basische Substanzen häufen sich in Raum mit niedrigerem pH-Wert an
  • Saure Substanzen häufen sich in Raum mit höherem pH-Wert an
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9
Q

Welche Transportsysteme sind bekannt?

A
  • Passive Transporte: Diffusion, erleichterte Diffusion (Carrier)
  • Aktive Transporte: primär aktiv (ATP Pumpen), sekundär aktiv (Ionengradient))
  • Parazelluläre Transporte
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10
Q

Was ist die Blut-Hirnschranke und wie ist sie aufgebaut?

A
  • Physiologische Barriere zwischen dem Blutkreislauf und dem ZNS (dient dazu, die Homöostase im Gehirn aufrecht zu erhalten)
  • Endothelzellen mit Tight Junctions, Perizyten und Astrozytenfortsätze
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11
Q

Was sind ABC-Transporter?

A

= ATP binding cassette Transporter
- Umfangreiche Gruppe ATP getriebener Membrantransporter mit weitem Substratspektrum
→ aktiver Transport aus Intra- von funktionell polarisierten Zellen in Extrazellulärraum (Effluxtransporter)

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12
Q

Wo spielen ABC-Transporter eine wichtige Rolle?

A
  • Zahlreiche wichtige Rollen
  • Ausschleusung toxischer Substanzen aus den Zellen (besonders wichtig in Dünndarm, Leber und an der Blut Hirn Schranke) -> Ausschleusung kann auch die Bioverfügbarkeit eines Pharmakons reduzieren (unerwünschter Effekt auf z.B. orale Bioverfügbarkeit, ZNS Bioverfügbarkeit).
  • Auch in Tumorzellen vorhanden -> hier können z.B. Zytostatika aus der Tumorzelle transportiert werden, wodurch deren Wirkung reduziert wird
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13
Q

Beschreibe die Geschwindigkeit des Wirkungseintrittes nach unterschiedlichen Arten der Substanzaufnahme.

A
  • sehr schnell: parenteral (Umgehung des GI-Traktes) -> intravenös, intramuskular, subcutan, intraarteriell
  • schnell: pulmonal (Inhalation)
  • mittel: oral (peroral)
  • langsam: perkutan
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14
Q

Wo findet die Hauptresorption von Substanzen nach peroraler Gabe statt?

A
  • Dünndarm
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15
Q

Was unterscheidet die perorale Aufnahme von Substanzen über die Mundschleimhaut bzw. rektal von der peroralen Aufnahme über den übrigen Gastrointestinaltrakt?

A

Venöses Blut wird über die Mundschleimhaut bzw. rektal nicht über die Pfortader zur Leber transportiert, sondern direkt wieder zurück zum Herzen.
-> resorbierte Substanzen gelangen so direkt in die systemische Zirkulation
- Venöses Blut und somit resorbierte Sustanzen im übrigen Gastrointestinaltrakt gelangen zuerst über die Pfortader zur Leber -> wo Substanzen direkt nach der Aufnahme metabolisiert werden können (First-Pass-Effekt)

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16
Q

Welche Verteilungsräume sind bekannt?

A
  • Intravasalraum (Plasma)
  • Interstitium
  • Intrazellularraum
17
Q

Was sind zentrale bzw. periphere Kompartimente?

A
  • Zentrale Kompartimente: Herzmuskel, Lunge, Nieren, Gehirn, Milz, Leber und Magen-Darm-Trakt
  • Periphere Kompartimente: Haut, Skelettmuskel, Fettgewebe, Bindegewebe
    -> Initial Anreicherung von Substanzen in gut durchbluteten Organen (zentrale Kompartimente),
    anschließend erfolgt Umverteilung in weniger gut durchblutenden Organe (periphere Kompartimente)
18
Q

Was versteht man unter Plasmaproteinbindung? Welche pharmakokinetische Bedeutung hat die Plasmaproteinbindung?

A

Plasmaproteinbindung:
- Wirkstoffe im Blut Komplexbildung mit Eiweißmolekülen möglich, va. mit Albumin (sehr hohe Bindungskapazität)
- rascher, reversibler Prozess → Änderung der Konzentration des ungebundenen Wirkstoffs → unmittelbare Änderung der Konzentration des gebundenen Wirkstoffs
- beeinflusst durch:
1. Stärke der Wirkung
2. Geschwindigkeit der Elimination

19
Q

Warum erfolgt eine Metabolisierung von Xenobiatika?

A

Ohne chemische Veränderung (Metabolisierung) → Akkumulation und potentielle Schädigung
-> chemische Veränderung → meist Verlust an Wirksamkeit & Zunahme der Hydrophilie (→ begünstigt Ausscheidung über Niere und Leber)

  • Durch Metabolisierung soll Substanz ihre biologische Aktivität verlieren und ausreichend wasserlöslich gemacht werden, damit eine effiziente Ausscheidung erfolgen kann → Erhöhung der Clearance
20
Q

Welche Oxidoreduktasen sind bekannt?

A

Einführung von Sauerstoff in die organischen Verbindungen → Freilegung oder Einführung polarer (“funktioneller”) Gruppen: -OH, -COOH, -NH2, -COH etc.
-> Cytochrom P450 Enzymfamilie
-> Flavinabhängige Monooxygenasen
-> Monoaminooxidasen
-> Cyclooxygenasen

21
Q

Welche anderen Enzymgruppen des Phase-I-Metabolismus sind bekannt?

A

• Cytochrom-P450-Isoenzyme
• Flavinhaltige Monooxygenasen
• Monoaminooxidasen
• Cyclooxygenasen
• Dehydrogenasen und Reduktasen
• Hydrolasen

22
Q

Beschreibe was im Rahmen von Phase-II-Reaktionen geschieht?

A

Kopplung der funktionellen Gruppen mit polaren endogenen Molekülen (z.B. Glucuronsäure) → starke Erhöhung der Polarität der Verbindung, d.h. die Wasserlöslichkeit steigt und das modifizierte Xenobiotikum kann über die Galle oder die Nieren ausgeschieden werden

23
Q

Welche Phase-II-Reaktionen sind bekannt?

A
  • Glucuronyltransferase (Verknüpfung mit Glucuronsäure)
  • Sulfotransferasen (Verknüpfung mit Sulfatresten)
  • N-Acetyltransferasen (Verknüpfung mit Acetylresten)
  • Methyltransferasen (Verknüpfung mit Methylresten)
  • Glutathion-S-Transferasen (Verknüpfung mit Glutathion)
  • Konjugation mit Aminosäuren (Verknüpfung mit Glycin, Glutamat)
24
Q

Welche Substrate werden von der Glutathion-S-Transferase umgesetzt?

A

Elektrophile Verbindungen

25
Q

Wie wird Paracetamol metabolisiert?

A

• Paracetamol → via UDP-Glucuronosyltransferasen (UGT) oder Sulfonyl-transferasen (SULT1A1 und SULT1A6) konjugiert → 90% als Glucuronid oder Sulfonat im Harn
• kleiner Teil (ca. 5%) → v.a. via CYP1E1 → reaktives Semichinon (N-Acetyl-Imidochinon) → durch Glutathion inaktiviert

26
Q

Warum können 10g Paracetamol zum Tod führen? Wie kann man helfen?

A

Paracetamol kann durch ein Enzym aus der CYP-Familie (CYP1E1) zu reaktiven Metaboliten (N-Acetyl-Imidochinon) umgesetzt werden. -> Dieser Metabolit kann kovalent an intrazelluläre
Proteine binden, was zum Zelltod führt (irreversible Schädigung der Leber).
- Hilfe: Gabe von Acetylcystein (Auffüllen der hepatischen GSH (Glutathion) Speicher; stellt Cystein zur Verfügung, das für die Synthese von GSH benötigt wird).

27
Q

Nenne Lebensmittel, die die Metabolisierung von Arzneistoffen beeinflussen können.

A
  • Johanniskraut induziert vermehrte CYP3A4-Enzym Expression
  • Grillfleisch und Brokkoli induziert vermehrte CYP1A2-Enzym Expression
  • Grapefruitsaft hemmt CYP3A4
28
Q

Welchen Stellenwert hat die Leber in Metabolismus und Elimination von Substanzen?

A
  • Fremdstoffmetabolismus (Biotransformation von Fremdstoffen) v.a. in Leber
    -> Durch Metabolisierung soll Substanz biologische Aktivität verlieren und ausreichend wasserlöslich gemacht werden.
    -> Fremdstoffmetaboliten können wieder ins Blut abgegeben und renal eliminiert, biliär ausgeschieden und im Stuhl eliminiert werden.
29
Q

Was versteht man unter enterohepatischem Kreislauf?

A
  • durch β-Glucuronidasen der Darmflora können Glucuronsäurerest eines Fremdstoffmetaboliten wieder abgespalten werden -> kann wieder lipophilere (potentiell wirksame) Verbindung entstehen, die wieder enteral resorbiert wird
    -> bei Vergiftungen mit manchen Substanzen kann Unterbrechung des enterohepatischen Kreislaufes Giftelimination beschleunigen (z.B via. Bildung von nicht resorbierbaren Komplexen z.B. durch Gabe von Aktivkohle oder Colestyramin)
30
Q

Was kann man bei Vergiftungen tun, um die renale Elimination von Substanzen zu beschleunigen?

A
  • passive tubuläre Rückresorption ist pH abhängig
    -> je stärker Substanz protoniert, desto geringer Rückresorption
    -> Giftelimination durch Ansäuern bzw. Alkalisieren des Urins beschleunigt werden → Verhindert Rückresorption von basischen bzw. sauren Substanzen
31
Q

Was versteht man unter glomerulärer Filtration?

A

Ultrafiltration des Blutes → stoffliche Trennung von Blut und Primärharn → ca. 120ml/min, 180 l Primärharn/d
-> in weiterer Folge im Tubulussystem auf ca. 1% des Ausgansvolumens eingeengt

32
Q

Was versteht man unter tubulärer Sekretion bzw. tubulärer Rückresorption?

A

• aktive tubuläre Sekretion oder Rückresorption:
- energieabhängige (Ionengradient; direkter ATP Verbrauch) Transportsysteme → beschränkte Kapazität → sättigbar
- organische Anionentransporter → negativ geladene Substanz
- organische Kationentransporter → basische Substanzen (z.B.: Cocain, Morphin)
- ABC Transporter

• passive tubuläre Rückresorption aus dem Primärharn:
Konzentrationsunterschied zw. Harn/Blut bleibt → erhalten bei Stoffen, die das Tubulusepithel nicht überwinden.
- Lipophilen Substanzen → Rückresorption.
-> tubuläre Rückresorption auch pH-abhängig (Ion Trapping)

33
Q

Welche Substanzen werden primär renal eliminiert?

A

Hydrophile Substanzen

34
Q

Was versteht man unter der Bioverfügbarkeit?

A
  • Menge einer Substanz, die in den systemischen Kreislauf gelangt
  • Bestimmung oraler Bioverfügbarkeit -> vergleicht Plasmakonzentrationen nach intravenöser Gabe (gesamte Menge gelangt in den systemischen Kreislauf) und nach oraler Gabe
  • berechnet nach der Formel:
    Bioverfügbarkeit (F)= AUC(oral)/AUC(i.v.)
    -> nimmt Werte von 0–1 an (bzw. wird in Prozent dargestellt)
35
Q

Was beschreibt das Verteilungsvolumen?

A
  • scheinbarer Verteilungsraum für Arzneistoff, der erforderlich wäre, wenn sich Substanz gleichmäßig in allen Geweben bzw. Körperflüssigkeiten verteilen würde
  • gibt Aufschluss, wie stark pharmazeutischer Wirkstoff aus dem Blut in den extravasalen Raum und Gewebe verteilt
36
Q

Was ist die Clearance?

A
  • Maß für die Fähigkeit des Organismus, eine Substanz zu eliminieren
    → Elimination eines Stoffes aus dem Plasma pro Zeiteinheit. Die Clearance ist ein Proportionalitätsfaktor zwischen Ausscheidungsgeschwindigkeit und Plasmakonzentration.
37
Q

Was versteht man unter Halbwertszeit?

A

Zeitspanne, in der die Konzentration eines in einem System vorkommenden Atoms oder Moleküls auf die Hälfte abgesinkt

Repititorium Ernährungswissenschaften (15 decks)

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