Ernährung & Medikamente – eine komplizierte Beziehung

Wolfgang Marktl

Im Zusammenhang mit dem Komplex der wechselseitigen Beeinflussung von Ernährung und Medikamenten können vier Problemkreise angesprochen werden.

1. Effekte der Ernährung bzw. einzelner Nährstoffe auf die Arzneimitteldisposition
2. Arzneimitteldisposition bei Mangelernährung
3. Effekte von Arzneimitteln auf die Ernährung
4. Unverträglichkeit zwischen Arzneimitteln und Nahrungsbestandteilen

Medikamente unterliegen grundsätzlich denselben Stoffwechselvorgängen wie Nährstoffe, deshalb sind Interaktionen auf allen Ebenen des Metabolismus möglich: Verdauung, Resorption, Verteilung im Organismus, Endogener Stoffwechsel, Ausscheidung. Die deutlichsten Effekte können während der Resorption und im Rahmen von Stoffwechselvorgängen auftreten. Eine spezielle ernährungsphysiologisch relevante Problematik stellt darüber hinaus die Interaktion zwischen Medikamenten und der Regulation von Hunger und Sättigung dar.

Im Hinblick auf die Interaktion von Medikamenten und Mikronährstoffen können folgende Mechanismen beschrieben werden:

• Antagonismus oder Synergismus
• Interaktion bei der Ausscheidung
• Interaktion im Stoffwechsel
• Interaktion bei der Resorption
• Verstärkung von Nebenwirkungen.

Darüber hinaus können die Interaktionen zwischen Medikamenten und Ernährung in direkte physikochemische Interaktionen und physikalische bzw. physiologische Interaktionen eingeteilt werden.

Aus nachvollziehbaren Gründen sind patientenbezogene funktionelle Interaktionen von besonderem Interesse. Der Ernährungsstatus eines Menschen kann die Wirkung und Disposition von Medikamenten beeinflussen. Der praktisch bedeutsamste dieser Faktoren ist die Proteinsynthese. Eine verminderte Proteinsynthese, die als Folge eines alimentären Eiweißmangels oder einer schweren Erkrankung auftritt, kann die Resorption, den Transport, den Stoffwechsel und die Ausscheidung von Medikamenten beeinflussen. Das Plasmaaminosäurenmuster, das auch von der Zusammensetzung der Nahrung abhängt, kann den Übertritt von Medikamenten in das Gehirn beeinflussen. Manche Medikamente benutzen für Ihren Transport über die Blut-Hirn-Schranke dasselbe Transportsystem wie die großen neutralen Aminosäuren, wodurch es zu einer Konkurrenz um die Transportkapazität kommen kann.

Zu beachten ist auch, dass die meisten Medikamentendosierungen sich auf das Gesamtgewicht eines Menschen beziehen. Medikamente wirken jedoch nur im fettfreien Compartment. Bei Menschen mit einem hohen Fettanteil ist daher die Wirkung in der fettfreien Körpermasse ausgeprägter. Das Ausmaß des Körperfetts ist auch für Medikamente relevant, die im Fettgewebe gespeichert werden.

Von einem biologischen Antagonismus wird dann gesprochen, wenn ein Medikament und ein Nährstoff eine gegenteilige biologische Wirkung haben. Beispiele dafür sind erhöhte Elektrolytverluste im Harn bei Einnahme von Aminoglycosidantibiotika und Amphotericin B oder eine vermehrte Ausscheidung von Vitamin C im Harn durch Barbiturate.

Pharmakodynamische vs. pharmakokinetische Interaktionen

Eine weitere Möglichkeit der Einteilung der Wechselbeziehung zwischen Arzneimitteln und Ernährungsfaktoren ist jene in pharmakodynamische und pharmakokinetische Interaktionen. Pharmakodynamische Interaktionen können dann auftreten, wenn die Nährstoffe und die Medikamente bzw. deren Inhaltsstoffe am Ort ihrer Wirkung oder in einem Regelkreis syn-oder antagonistisch wirken. Angesichts der Tatsache, dass Mikronährstoffe häufig Funktionen als Co-Enzyme oder Co-Faktoren haben, manifestieren sich die Interaktionen in erster Linie auf enzymatischer Ebene. Ein Beispiel dafür ist die Interaktion zwischen Coenzym Q₁₀ und den Statinen. Statine hemmen nicht nur das Schlüsselenzym der endogenen Cholesterinbiosynthese, sondern auch andere Verbindungen, die aus Isopentenylpyrophosphat aufgebaut sind wie z.B. das erwähnte Coenzym Q₁₀.

Pharmakokinetische Interaktionen spielen sich u.a. bei der enteralen Resorption, der Biotransformation und bei der Ausscheidung ab. Die meisten pharmakokinetischen Wechselwirkungen finden im Magen-Darm-Trakt statt. Ein Beispiel dafür ist die Interaktion zwischen den Protonenpumpenhemmern und der enteralen Resorption von Vitamin B₁₂.

Bestimmte Antiepileptika induzieren Cytochrom-P450-haltige Monooxygenasen in der Leber, die den Abbau und die Metabolisierung von Vitamin D beschleunigen. Eine Konsequenz dessen ist eine niedrige Konzentration von Vitamin D im Plasma, was zu einer Hypocalciäme und einem Anstieg der Konzentration des Parathyrins im Plasma führt. Bei längerer Dauer der Einnahme von Diuretika können prinzipiell Verluste an wasserlöslichen Vitaminen und von anorganischen Mikronährstoffen auftreten. Ein Beispiel dafür sind die Verluste an Kalium, Magnesium und Zink bei Einnahme von Schleifendiuretika.

Ernährung und Medikamente: Funktionelle Interaktionen im Gastro-Intestinal-Trakt

Grundsätzlich können Wechselwirkungen zwischen Medikamenten und Ernährung innerhalb der Nahrungsmatrix, im Gastro-Intestinal-Trakt sowie während des Transports im Organismus, des endogenen Stoffwechsels und der Ausscheidung auftreten. Details dazu können der Tabelle 1 entnommen werden.

Art und Ausmaß des Einflusses der Ernährung bzw. von Nahrungsmitteln auf die Bioverfügbarkeit von Medikamenten hängen ab von

• dem Medikament an sich,
• der Dosierung des Medikaments,
• der Rezeptur,
• der Größe und Zusammensetzung der Nahrung sowie
• der zeitlichen Beziehung zwischen der Nahrungszufuhr und der Medikamenteneinnahme.

Unabhängig von den chemischen und physikalischen Interaktionen, die zwischen dem Medikament und einzelnen Nahrungskomponenten auftreten, ist eine Veränderung der enteralen Resorption generell abhängig von jenen Vorgängen, die mit dem Übergang vom präprandialen zum postprandialen Zustand verbunden sind. Die größte Bedeutung haben dabei die Sekretion des Magensaftes, der Gallenflüssigkeit, des Pankreassekrets, die Änderung der gastro-intestinalen Motorik, der viszeralen Durchblutung und des Lymphflusses. Nicht ganz unerwartet unterliegt die Resorption leicht löslicher bzw. gelöster Medikamente geringeren Nahrungseinflüssen, als die Resorption schwer löslicher Medikamente.

Die Mechanismen der Beziehung zwischen der Nahrung und der Medikamentenresorption können in 5 Kategorien eingeteilt werden:

• Verminderung der Resorption
• Verzögerung der Resorption
• Beschleunigung der Resorption
• Erhöhung der Resorption
• Kein Effekt auf die Resorption.

Grundsätzliche Möglichkeiten als Ursache eine verminderte Bioverfügbarkeit eines Medikaments sind eine verminderte enterale Resorption, ein rascher Abbau des Medikaments bei der ersten Leberpassage oder eine erhöhte Clearance des Medikaments im Stoffwechsel.

Eine Verzögerung oder Verminderung der Medikamentenresorption hängt in der Regel mit einer verlangsamten Magenentleerung oder mit einem Anstieg des pH-Werts des Magensaftes im Zusammenhang mit der Nahrungszufuhr zusammen. Faktoren welche die Magenentleerung verlangsamen beziehungsweise beschleunigen, sind in Tabelle 2 dargestellt.

Eine verzögerte Magenentleerung kann unterschiedliche Auswirkungen auf die Bioverfügbarkeit von Medikamenten haben. Säurelabile Medikamente wie z.B. bestimmte Antiobiotika können dadurch abgebaut werden, weswegen ihre Wirkung vermindert ist. Die Medikamentenaufnahme kann aber durch die Einwirkung der Magensäure auch beschleunigt werden, weil eine vollständige Lösung und dadurch eine raschere Resorption im Dünndarm erfolgt. Beispiele dafür sind bestimmte Antibiotika, Diuretika vom Hydrochlorothiazidtyp und Simvastatin.

Bei Retardpräparaten kann es durch eine verzögerte Magenentleerung und zu lange Einwirkung der Magensäure möglicherweise zu einer plötzlichen Freisetzung des Wirkstoffs mit nachfolgender stärkerer Resorption und hohen Plasmakonzentrationen kommen (Drug-Dumping). Führt hingegen eine verlangsamte Magenentleerung zu einer Resorptionsverzögerung, so kann dies bei jenen Medikamenten ungünstig sein, bei denen wie z.B. bei Analgetika, ein rascher Wirkungseintritt erwünscht ist.

Magensaftresistente Tabletten verbleiben oft stundenlang im Magen, wenn sie gemeinsam mit der Nahrung eingenommen werden und können daher eventuell erst nach den Mahlzeiten den Magen verlassen. Werden mehrere Tabletten in einem bestimmten zeitlichen Abstand eingenommen, kann es auf diese Weise zu einer Überdosierung kommen. Magensaftresistente Tabletten wie z.B. Diclofenac sollten daher besser auf nüchternen Magen eingenommen werden.

Erhöhung der Medikamentenresorption

Eine deutliche Steigerung der Bioverfügbarkeit von Medikamenten tritt bei fettreichen Mahlzeiten auf. Dabei spielen möglicherweise die stärkere Sekretion von Gallensalzen, des Pankreassekrets, von Verdauungsenzymen oder von gastro-intestinalen Hormonen eine Rolle.

Auch die Bindung von Medikamenten an die Nahrungsproteine kann die Bioverfügbarkeit der Medikamente beeinflussen. Eine bessere Bioverfügbarkeit von Medikamenten die gemeinsam mit Medikamenten eingenommen werden, wie z.B. Gabapentin, wird auf eine trans-Stimulation zurückgeführt. Darunter ist ein Carrier-vermittelter Transportprozess zu verstehen, bei dem es durch die Erhöhung der intraluminalen Aminosäurenkonzentration zu einer Up-Regulation eines L-Aminosäurentransporters kommt.

Medikamentenresorption und Getränke

Art, Temperatur und Volumen eines Getränks können die Medikamentenresorption beeinflussen. Interaktionen sind besonders für Fruchtsäfte, Colagetränke und alkoholische Getränke, besonders für Rotwein beschrieben. Ein besonders bekanntes Beispiel ist der Effekt von Grapefruitsaft. Grapefruitsaft kann eine deutliche Erhöhung der Plasmakonzentration verschiedener Medikamente mit klinischen Folgen herbeiführen. Betroffen davon sind z.B. Terfenadin, Felodipin, Cyclosporin oder Midazolam. Die Bioverfügbarkeit von bestimmten Statinen wie Simvastatin oder Lavostatin kann durch Grapefruitsaft bis zum 16-Fachen erhöht werden. Milch oder Milchprodukte können die Resorption von Medikamenten durch Veränderung des pH Wertes im Magen oder bzw. und durch Bildung von Chelaten beeinflussen. Beispiele für Medikamente, deren Resorption durch Milch beeinflusst wird, zeigt Tabelle 3. Tannine in Getränken beeinträchtigen die Eisenresorption. Flavinoide im Tee beeinträchtigen die Resorption von Nicht-Häm Eisen wenn der Tee zu den Mahlzeiten getrunken wird, während Tee zwischen den Mahlzeiten keinen Einfluss hat. Die beste Resorption eines Medikaments erfolgt dann, wenn das Medikament durch Wasser verdünnt wird. Gründe dafür sind die Hypoosmolarität und das Volumen.

Ballaststoffe und Medikamentenresorption

Ballaststoffe erhöhen nicht nur die Motilität, sondern können auch andere Nährstoffe und Medikamente binden und auf diese Weise die Bioverfügbarkeit beeinträchtigen. So wird die Resorption von Lovostatin durch Ballaststoffe vermindert und dies führt zu einer Erhöhung der Konzentration von LDL im Plasma. Weizenkleie beeinträchtigt die Bioverfügbarkeit von Thyroxin durch unspezifische Bindung an Rohfasern, was im Falle der Behandlung eines Hypothyreoidismus ungünstig sein kann.

Bei der Beeinflussung der Medikamentenresorption spielen die makromolekulären und strukturellen Eigenschaften der Ballaststoffe eine Rolle, was besonders bei Pektinen deutlich ist, weil die Verzögerung der Medikamentenresorption abhängig vom Ausmaß der Esterifikation der Pektine ist. Pektine, bei denen die freien Carboxylgruppen blockartig angeordnet sind, verzögern die Medikamentenresorption deutlicher als dies bei zufälliger Verteilung der Carboxylgruppen der Fall ist. Pektine mit einer hohen intrinsischen Viskosität verzögern die Medikamentenresorption, während Pektine mit niedrigem Molekulargewicht und geringer Viskosität nur geringfügige Auswirkungen zeigen.

Ausschlaggebend für die Beeinflussung der Medikamentenresorption durch Rohfasern dürfte die Komplexbildung im Intestinallumen sein. So können z.B. unlösliche Rohfasern die Bioverfügbarkeit von Levodopa verbessern, was sich günstig bei Patienten mit fortgeschrittenem M. Parkinson auswirkt.

Medikamenteneinnahme und Nahrungszufuhr: Faktor Zeit

Zu dieser Frage sollen vorab folgende Feststellungen getroffen werden: energiefreie Flüssigkeiten verlassen den Magen nach ca. 10 bis 35 Minuten. Bei festen Mahlzeiten ist die Verweildauer im Magen 3 Stunden und länger. Fett, Speisen mit hoher Viskosität oder Osmolarität sowie Nahrung, die ungenügend zerkleinert wurde, verzögern die Magenentleerung. Die Begriffe vor und nach einer Mahlzeit müssen präzisiert werden, weil sie sonst einen beliebigen Ermessensspielraum ermöglichen. Es erscheint daher sinnvoll, diese Zeitangaben auf jeweils ½ bis 1 Stunde Zeitabstand zwischen der Nahrungszufuhr und der Medikamenteneinnahme zu beziehen. Ein besonderes Problem stellt in dieser Hinsicht der zeitliche Abstand zwischen der Mahlzeitenzufuhr und der Einnahme von Biphosphonaten dar. Biphosphonate haben eine sehr niedrige Bioverfügbarkeit von 1 – 3%. Eine Nahrungsaufnahme in enger zeitlicher Beziehung zur Einnahme von Biphosphonaten sowie eine Chelatbildung mit Calcium oder Eisen können die Bioverfügbarkeit noch weiter reduzieren und auf diese Weise zu einem Therapieversagen führen. Um dies zu verhindern, muss zwischen der Mahlzeitenzufuhr und der Einnahme von Biphosphonaten ein zeitlicher Mindestabstand von 2 Stunden eingehalten werden.

Grundsätzlich kann davon ausgegangen werden, dass die Einnahme eines Medikaments kurz vor oder während einer Mahlzeit die Resorption des Medikaments verzögert. So kommt es zu einer deutlichen Verminderung der Eisenresorption aus Eisenpräparaten, wenn diese Präparate gleichzeitig mit der Nahrung eingenommen werden um die schleimhautreizende Wirkung der Eisenpräparate zu mildern.

Das Trinken größerer Flüssigkeitsvolumina von z.B. 250 ml stimuliert die Magenentleerung und geht mit einer besseren Löslichkeit vieler Medikamente einher. Aus diesem Grund kommt es bei Einnahme verschiedener Medikamente auf nüchternen Magen mit ausreichender Flüssigkeitszufuhr zu einer schnelleren Resorption.

Nahrungszufuhr gleichzeitig mit Medikamentenaufnahme kann zu einer Verminderung von Nebenwirkungen führen, kann aber andererseits auch die Hauptwirkung beeinflussen. Ein bekanntes Beispiel ist die Interaktion zwischen MAO-Hemmern und Tyramin in fermentierten Nahrungsmitteln und Getränken. Durch Tyramin kann es zur Freisetzung großer Mengen an Noradrenalin kommen und in der Folge eine hypertensive Krise auftreten.

Medikamente und Proteine

Das Ausmaß der Proteinbindung eines Medikaments wird von der Plasmaproteinkonzentration, besonders der Albuminkonzentration beeinflusst und hat dadurch Auswirkungen auf die Plasmakonzentration des freien, wirksamen Anteils des Medikaments. Faktoren, welche die Arzneimittelverteilung und die Proteinbindung bei älteren Menschen beeinflussen, sind in der Tabelle 4 zusammengefasst.

Eine hohe Proteinzufuhr assoziiert mit niedriger Kohlenhydratzufuhr kann den Metabolismus von Medikamenten in der Leber beschleunigen. Dies kann durch eine niedrige Proteinzufuhr und eine hohe Kohlenhydratzufuhr antagonisiert werden. Kohlenhydrate selbst haben jedoch keinen Einfluss auf den Stoffwechsel von Medikamenten.

Eine niedrige Proteinzufuhr kann mit einer Beeinträchtigung der renalen Durchblutung, der Kreatininclearance und der Clearance vieler Medikamente einhergehen.

Nährstoffstatus und Nahrungsaufnahme: Effekte von Medikamenten

Effekte von Arzneimittel auf Parameter der Ernährung treten häufig als unerwünschte Nebenwirkungen auf und betreffen:

• die Beeinflussung des Appetits
• Veränderungen der pH-Verhältnisse im Magen-Darm-Trakt
• Interaktionen mit den Gallensäuren
• Beeinflussung der Motilität im Magen-Darm-Trakt
• Inaktivierung von Verdauungsenzymen
• Kompetitive Hemmung der Nährstoffresorption
• Schädigung der resorbierenden Enterocyten
• Komplexbildung zwischen Nährstoffen und Medikamenten
• Beeinflussung der Metabolisierung und Utilisation von Nährstoffen
• Veränderung der Nährstoffausscheidung.

Für die Beeinflussung der Nährstoffverdauung durch Medikamente werden folgende Ursachen diskutiert:

• Beeinträchtigung der Pankreasfunktion mit Verminderung der Enzymsekretion
• Inaktivierung von Verdauungsenzymen im Darmlumen
• Beeinflussung der Darmschleimhaut und der Bürstensaumenzyme.
• Ein Einfluss auf die Aktivität von Verdauungsenzymen kann durch Sulfonamide, Diuretika, Anticholinergica, Antikonvulsiva und orale Kontrazeptiva ausgeübt werden.

Medikamente und Hunger-Sättigung-Mechanismus

Bei der Problematik des Einflusses von Medikamenten auf Hunger und Sättigung ist zwischen einer Verminderung und einer Steigerung der Nahrungsaufnahme zu unterscheiden.

Die Ursache der Verminderung der Nahrungszufuhr ist, mit Ausnahme einer Beeinflussung bestimmter Neurotransmitter z.B. durch Appetitzügler, in erster Linie auf Medikamentennebenwirkungen wie Übelkeit, Erbrechen oder Schleimhautreizungen zurückzuführen.

Bei Tranquilizern kann eine unzureichende Speichelproduktion mit einer Beeinträchtigung des Appetits einhergehen. Bestimmte Antibiotika und Zinkmangel können zu Veränderungen des Geruchs- und Geschmacksempfindens führen.

Zu einer gesteigerten Nahrungsaufnahme führen Neuroleptika vom Chlorpromazintyp, Tranquilizer wie Valium, tricyclische Antidepressiva und Lithiumsalze.

Bei einer Steigerung der Nahrungsaufnahme im Zusammenhang mit der Einnahme von Medikamenten können Probleme mit der Entwicklung von Übergewicht auftreten. Mit der Zunahme der Fettmasse können sich pharmakokinetische Charakteristika verändern, was Auswirkungen auf die Wirkungsdauer der Medikamente haben kann. Schließlich kann die Gewichtszunahme dazu führen, dass sich die Medikamentencompliance verschlechtert.

Ein Beispiel für eine Veränderung der Nahrungsmittelpräferenzen betrifft das tricyclische Antidepressivum Amitryptilin, bei dessen Aufnahme als Nebenwirkung ein Heißhunger nach Kohlenhydraten beschrieben wird.

Alle Medikamente, die zu einer Veränderung der Nahrungsaufnahme führen, haben einen direkten oder indirekten Einfluss auf die Nährstoffversorgung. Besonders bei Einnahme mehrerer Medikamente, wie dies bei älteren Menschen oft der Fall ist, kann sich das Risiko für einen Nährstoffmangel erhöhen. So führt die gleichzeitige Einnahme von Cholestyramin und Phenytoin zu einer Erhöhung des Risikos für eine Vitamin D Unterversorgung, weil Cholestyramin die Resorption von Vitamin D vermindert und Phenytoin dessen Katabolismus steigert.

Ao. Univ.-Prof. Dr. Wolfgang Marktl, Wiener Internationale Akademie für Ganzheitsmedizin, Sanatoriumstr. 2, 1140 Wien, e-mail: marktl@gamed.or.at

Literatur beim Verfasser