Pharmakokinetik pflanzlicher Verbindungen

Die Pharmakokinetik pflanzlicher Verbindungen beschreibt, was der Körper im Laufe der Zeit mit aus Pflanzen gewonnenen Substanzen macht: wie sie absorbiert, in Gewebe verteilt, metabolisiert und schließlich ausgeschieden werden. Viele pflanzliche Inhaltsstoffe verhalten sich sehr unterschiedlich zu synthetischen Arzneimitteln, zeigen oft eine schlechte und stark variable Absorption, einen umfangreichen Metabolismus und eine schnelle Elimination, was zusammen erklärt, warum die gemessenen Blutspiegel häufig niedrig sind.

Definition

Die Pharmakokinetik pflanzlicher Verbindungen ist die quantitative Untersuchung des zeitlichen Verlaufs der Absorption, Verteilung, des Metabolismus und der Ausscheidung von Substanzen, die aus Heilpflanzen und anderen botanischen Quellen stammen.

Scope

Dieser Eintrag behandelt die Absorption, Verteilung, den Metabolismus und die Ausscheidung (ADME) von chemisch definierten oder teilweise definierten Bestandteilen pflanzlicher Materialien, wobei Polyphenole und Curcumin als Arbeitsbeispiele dienen, sowie die besonderen Herausforderungen, die Mischungen und der Metabolismus mit sich bringen. Es handelt sich um ein methodisches und konzeptionelles Thema; es werden keine Dosierungs- oder Therapieempfehlungen gegeben.

Core questions

• Wie viel eines eingenommenen pflanzlichen Bestandteils erreicht den systemischen Kreislauf, und wie wird dieser Anteil gemessen?
• Welche Absorptions-, Stoffwechsel- und Transportbarrieren begrenzen die Exposition gegenüber Pflanzenbestandteilen?
• Wie beeinflussen Lebensmittelmatrix, Formulierung und Darmmikrobiota die Pharmakokinetik von Phytochemikalien?
• Warum sind die Plasmakonzentrationen von Verbindungen wie Curcumin und vielen Polyphenolen typischerweise niedrig?

Key concepts

• Absorption, Verteilung, Metabolismus, Ausscheidung (ADME)
• Orale Bioverfügbarkeit und First-Pass-Metabolismus
• Phase-II-Konjugation (Glucuronidierung, Sulfatierung, Methylierung)
• Efflux-Transport (P-Glykoprotein und verwandte Transporter)
• Darmmikrobiota-vermittelte Biotransformation
• Interindividuelle Variabilität der Exposition
• Formulierungseffekte auf die Absorption

Mechanisms

Nach der Einnahme müssen pflanzliche Bestandteile das Darmlumen überleben, das Darmepithel durchqueren und die Leber passieren, bevor sie den systemischen Kreislauf erreichen. Polyphenole veranschaulichen das typische Muster: Sie werden im Darm und in der Leber umfassend konjugiert und unterliegen im Dickdarm einer mikrobiellen Transformation, sodass zirkulierende Spezies oft Metaboliten und nicht die Ausgangsverbindung sind und die Konzentrationen niedrig sind (Manach et al., 2004; Manach et al., 2005). Curcumin ist ein vielzitiertes Beispiel für eine schlechte systemische Exposition, die durch begrenzte Absorption, schnellen Metabolismus und schnelle Elimination bedingt ist (Anand et al., 2007). Einige Bestandteile beeinflussen auch die Enzyme und Transporter, die ihre eigene Kinetik und die anderer Medikamente bestimmen; Johanniskraut induziert beispielsweise Cytochrom P450 3A4 (Markowitz et al., 2003).

Clinical relevance

Da die Exposition gegenüber vielen pflanzlichen Bestandteilen gering und variabel ist, helfen pharmakokinetische Daten, Diskrepanzen zwischen In-vitro-Aktivität und beobachteten Effekten zu interpretieren, und sie informieren über die Antizipation von Wechselwirkungen, wenn pflanzliche Produkte zusammen mit konventionellen Medikamenten eingenommen werden. Dieser Eintrag erklärt die Prinzipien, die einer solchen Argumentation zugrunde liegen, und ist keine Quelle für Dosierungs- oder individualisierte Behandlungsratschläge.

History

Das Interesse an der Pharmakokinetik von Pflanzenstoffen wuchs, als analytische Methoden empfindlich genug wurden, um Pflanzenbestandteile und ihre Metaboliten in biologischen Flüssigkeiten zu messen. Systematische Übersichten zur Bioverfügbarkeit von Polyphenolen Mitte der 2000er Jahre festigten die Erkenntnis, dass diätetische und pflanzliche Phenole stark metabolisiert und schlecht verfügbar sind (Manach et al., 2004; Manach et al., 2005), und detaillierte Studien zu Curcumin machten die geringe orale Bioverfügbarkeit zu einem prägenden Thema des Fachgebiets (Anand et al., 2007).

Key figures

• Claudine Manach
• Augustin Scalbert
• Bharat B. Aggarwal
• John S. Markowitz

Seminal works

• manach-2004
• manach-2005
• anand-2007

Frequently asked questions

Warum ist die orale Bioverfügbarkeit vieler pflanzlicher Verbindungen so gering?

Häufige Gründe sind schlechte Löslichkeit oder Permeabilität, ein umfangreicher Metabolismus in der Darmwand und Leber, ein Efflux zurück in den Darm und ein mikrobieller Abbau im Dickdarm, sodass nur wenig der Ausgangsverbindung in den Blutkreislauf gelangt.

Sind die im Blut gemessenen Verbindungen dieselben wie die eingenommenen?

Oft nicht. Viele Pflanzenbestandteile, insbesondere Polyphenole, zirkulieren hauptsächlich als konjugierte oder mikrobielle Metaboliten und nicht als ursprüngliches Molekül, was bei der Interpretation pharmakokinetischer Studien wichtig ist.