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Bioverfügbarkeitsformel – Definition & Berechnung
Die Bioverfügbarkeitsformel berechnet, welcher Anteil eines Wirkstoffs nach der Einnahme tatsächlich im Blut ankommt. Sie ist zentral für die Pharmakologie und Ernährungswissenschaft.
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Die Bioverfügbarkeitsformel berechnet, welcher Anteil eines Wirkstoffs nach der Einnahme tatsächlich im Blut ankommt. Sie ist zentral für die Pharmakologie und Ernährungswissenschaft.
Was ist die Bioverfügbarkeitsformel?
Die Bioverfügbarkeitsformel ist ein mathematisches Werkzeug aus der Pharmakologie und Ernährungswissenschaft, mit dem berechnet wird, welcher Anteil einer eingenommenen Substanz – sei es ein Medikament, ein Nährstoff oder ein Nahrungsergänzungsmittel – tatsächlich in den systemischen Blutkreislauf gelangt und damit biologisch wirksam wird. Die sogenannte absolute Bioverfügbarkeit (F) wird dabei als Prozentwert oder als Dezimalzahl zwischen 0 und 1 ausgedrückt.
Die Formel im Detail
Die klassische Formel zur Berechnung der absoluten Bioverfügbarkeit lautet:
F = (AUCoral / Dosisoral) ÷ (AUCiv / Dosisiv) × 100 %
Dabei steht AUC für Area Under the Curve (Fläche unter der Konzentrations-Zeit-Kurve). Diese Fläche beschreibt, wie viel Wirkstoff über einen bestimmten Zeitraum im Blut messbar ist. Die intravenöse (iv) Gabe dient als Referenz, da bei dieser Applikationsform 100 % des Wirkstoffs direkt ins Blut gelangen.
Beispielrechnung
Wird ein Medikament oral verabreicht und die AUC beträgt dabei 80 % der AUC nach intravenöser Gabe (bei gleicher Dosis), so beträgt die Bioverfügbarkeit F = 80 %.
Relative Bioverfügbarkeit
Neben der absoluten Bioverfügbarkeit gibt es die relative Bioverfügbarkeit. Diese vergleicht zwei verschiedene Darreichungsformen (z. B. Tablette vs. Kapsel oder zwei verschiedene Generika) miteinander, ohne eine intravenöse Referenz zu verwenden:
Frel = (AUCTestprodukt / DosisTest) ÷ (AUCReferenzprodukt / DosisReferenz) × 100 %
Die relative Bioverfügbarkeit ist besonders relevant für die Zulassung von Generika und die Qualitätskontrolle von Arzneimitteln.
Einflussfaktoren auf die Bioverfügbarkeit
Die Bioverfügbarkeit einer Substanz wird von zahlreichen Faktoren beeinflusst:
- Applikationsweg: Intravenös (100 %), oral, sublingual, transdermal, inhalativ
- First-Pass-Effekt: Abbau des Wirkstoffs in der Leber nach oraler Aufnahme, bevor er den Blutkreislauf erreicht
- Löslichkeit: Lipophile und hydrophile Eigenschaften des Wirkstoffs
- Freisetzung aus der Darreichungsform: Tabletten, Kapseln, Flüssigkeiten
- Magenentleerungsrate und Darmperistaltik
- Wechselwirkungen mit Nahrungsmitteln: Z. B. Calciumionen hemmen die Absorption bestimmter Antibiotika
- Individuelle Faktoren: Alter, Krankheiten, genetische Variationen (Polymorphismen in Stoffwechselenzymen)
Bedeutung in der Ernährungswissenschaft
In der Ernährungswissenschaft beschreibt die Bioverfügbarkeit, wie gut der Körper Nährstoffe aus der Nahrung aufnehmen und verwerten kann. Beispielsweise ist Eisen aus tierischen Quellen (Häm-Eisen) mit einer Bioverfügbarkeit von ca. 15–35 % deutlich besser verwertbar als Nicht-Häm-Eisen aus pflanzlichen Quellen (2–20 %). Die Formel hilft dabei, den tatsächlichen Nährwert von Lebensmitteln und Nahrungsergänzungsmitteln besser einzuschätzen.
Klinische Relevanz
Die Bioverfügbarkeitsformel ist entscheidend für:
- Die Dosisfindung neuer Medikamente in der klinischen Entwicklung
- Den Vergleich von Generika mit Originalpräparaten (Bioäquivalenzstudien)
- Die Anpassung von Dosierungen bei Patienten mit eingeschränkter Leber- oder Nierenfunktion
- Die Optimierung von Nahrungsergänzungsmitteln und die Bewertung ihrer Wirksamkeit
Quellen
- Mutschler, E. et al. – Mutschler Arzneimittelwirkungen: Pharmakologie, Klinische Pharmakologie, Toxikologie. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, 11. Auflage (2020).
- World Health Organization (WHO) – Multisource (generic) pharmaceutical products: guidelines on registration requirements to establish interchangeability. WHO Technical Report Series, No. 992 (2015).
- Rowland, M. & Tozer, T. N. – Clinical Pharmacokinetics and Pharmacodynamics: Concepts and Applications. Lippincott Williams & Wilkins, 4th Edition (2010).
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