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Biliäre Ausscheidung von Arzneistoffen über den Stuhl

Die Galle - Bilis - wird in der Leber gebildet

Die Galle ( lat. bilis) ist eine Flüssigkeit, die in der Leber gebildet wird. Sie besteht zu 75 Prozent aus Wasser und enthält außerdem Gallensäure und Phospholipide, die bei der Verdauung der Nahrungsfette eine wichtige Rolle spielen. Mit der Galle werden verschiedene körpereigene und körperfremde Substanzen, die in der Leber aus dem Blut gefiltert und in die Galle aufgenommen werden, ausgeschieden. Dazu gehören  unter anderem der Gallenfarbstoff, Hormone wie Steroide oder Insulin, Cholesterol und Medikamente. Die Galle wird in der Gallenblase gesammelt und gelangt über den Gallengang in den Dünndarm.

 

Es werden bevorzugt große Moleküle ausgeschieden

Über die Galle werden vor allem große Arzneistoffmoleküle ausgeschieden. Der Arzneistoff wird dabei entweder unverändert oder nach seiner Verstoffwechselung in der Leber über die Galle in den Dünndarm abgegeben. Besonders Antibiotika wie z.B. Tetrazycline, Sulfonamide und Chloramphenicol unterliegen in hohem Maße der biliären Ausscheidung. Sie sind teilweise sogar noch bakteriostatisch wirksam, während sie schon dem Ausscheidungsprozess unterliegen und in die Galle übergehen.

 

Über den Darm aufgenommene Substanzen gelangen mit dem Blut in die Leber

Die Leber ist ein sehr stark durchblutetes Organ, in dem die meisten Umwandlungen von Substanzen stattfinden. Die Substanzen werden vorher über die Darmschleimhaut resorbiert (in das Blut aufgenommen) und über das Pfortaderblut der Leber zugeführt (vgl. Blutkreislauf: Pfortader). Da die Leber sehr gut durchblutet ist, verfügt sie über ein großes Blutvolumen. Sie enthält in den Gefäßen und zahlreichen kleinsten Hohlräumen, den Sinusoiden, etwa 500 ml Blut. Hierdurch wird die Strömungsfläche stark vergrößert. Dadurch verlangsamt sich der Blutstrom, wodurch ein intensiver Stoffaustausch zwischen Blut und Leberzellen (Hepatozyten) ermöglicht wird. Noch weiter unterstützt und erleichtert wird dieser Stoffaustausch durch den speziellen Aufbau der Innenwand (Endothel) in den Hohlräumen. Durch die große Durchlöcherung des Endothels wird es sogar großen Molekülen möglich, schnell die Blutbahn zu verlassen. Lipophile bzw. fettlösliche Stoffe werden dabei bevorzugt in die Leberzelle aufgenommen.

 

Der Arzneistoff wird in die Leberzellen aufgenommen

Ist der Arzneistoff aus dem Blut in die Leberzellen übergegangen, wird er dort mit zahlreichen Enzymen konfrontiert. Er unterliegt einer Biotransformation. Je nachdem, welche chemische Struktur das Arzneimittel hat, kann es dabei verschiedenen Reaktionen unterliegen. Sein chemischer Aufbau wird verändert und so seine Wirksamkeit entweder zerstört oder erst hergestellt. Dies ist bei den sogenannten "Prodrugs" der Fall, die in inaktiver Form in den Körper gelangen und durch Umwandlung erst in ihre eigentliche Wirkform überführt werden. Auch seine Eigenschaften hinsichtlich der Löslichkeit werden beeinflusst, so dass aus einem lipophilen Wirkstoff ein hydrophiler, wasserlöslicher, entsteht. In dieser Form wird er dann eher über die Niere als über die Leber ausgeschieden (vgl. renale Ausscheidung), sofern seine Molekülgröße dies zuläßt und nicht ein bestimmtes Ausmaß überschreitet.

 

Es findet ein chemischer Umbau statt

Ein Großteil der Arzneistoffe wird in den Hepatozyten (Leberzellen) durch bestimmte Enzyme, den Glucurontransferasen, an die Glucuronsäure gebunden. Durch diese eingegangene Bindung entstehen Produkte mit erhöhter Wasserlöslichkeit, wodurch der Übergang in die Gallenflüssigkeit begünstigt begünstigt wird. Je nach Größe der Bindungsprodukte, sie dürfen nicht zu groß sein, gelangt ein Teil aber auch wieder in die Blutbahn zurück. Sie werden dann in der Niere glomerulär filtriert und ohne Rückresorption direkt mit dem Urin ausgeschieden. Eine Rückresorption erfolgt nicht wegen der durch die Glucuronsäure erlangten hohen Wasserlöslichkeit.

 

Der Arzneistoff gelangt aus den Leberzellen in die Galle

Um schließlich in die Galle zu gelangen, müssen die Arzneistoffmoleküle aus der Leberzelle in die Gallengefäße übertreten. Das geschieht durch Diffusion oder durch aktiven Transport. Ist der Arzneistoff in die Galle übergegangen, gelangt er mit der Gallenflüssigkeit in den Dünndarm und wird mit dem Stuhl wieder ausgeschieden.

 

Die Galle wird in den Dünndarm abgegeben

Bei manchen Medikamenten kann ein Teil des Arzneistoffes in der Gallenflüssigkeit aus dem Dünndarm über das Pfortaderblut erneut in die Leber geschleust werden. Es ist dann ein Kreislauf in Gang gesetzt worden, den man auch den "enterohepatischen Kreislauf" nennt. Ein Arzneistoff, der diesem "Teufelskreis" unterliegt, besitzt eine hohe Verweildauer im menschlichen Körper. Dazu gehören u.a. Digitoxin, Glucocorticoide und Säureantiphlogistika wie Acetylsalicylsäure. Entsprechende Dosisanpassungen sind dann sehr wichtig, um eine Anhäufung des Wirkstoffes zu vermeiden. Sonst kann es verstärkt zu unerwünschten Nebenwirkungen oder sogar toxischen Erscheinungen kommen.

 

Der Leberkreislauf kann umgangen werden

Bei der Umwandlung in der Leber verlieren viele Arzneimittel einen großen Teil ihre Wirksamkeit. Sie werden praktisch ausgeschieden, bevor sie an ihren eigentlichen Wirkort gelangen. Man nennt diesen Vorgang auch "First-Pass-Effekt". Davon betroffene Arzneimittel müssen deshalb höher dosiert werden, damit ein Teil des Medikamentes die Leber passieren und an den eigentlichen Wirkort gelangen kann. Arzneimittel, die geschluckt werden, werden im Darm in das Blut aufgenommen, das dann über das Pfortadersystem direkt zur Leber fließt (vgl. Blutkreislauf: Pfortader). Um das zu verhindern, können Arzneimittel auch so gegeben werden, dass sie auf ihrem Weg zum Wirkort die Leber nicht passieren. Über eine parenterale (den Magen-Darm-Trakt umgehende), sublinguale (über die Mundschleimhaut) oder transdermale (über die Haut) Gabe des Arzneistoffes ist es möglich, die Leber und damit die Ausscheidung des Wirkstoffes zu umgehen.

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